Молниезащита
Молниезащи́та (громозащи́та , грозозащи́та ) - это комплекс технических решений и специальных приспособлений для обеспечения безопасности здания, а также имущества и людей находящихся в нем. На земном шаре ежегодно происходит до 16-и миллионов гроз , то есть около 44 тысяч за день . Опасность для зданий (сооружений) в результате прямого удара молнии может привести к:
- повреждению здания (сооружения) и его частей,
- отказу находящихся внутри электрических и электронных частей,
- гибели и травмированию живых существ, находящихся непосредственно в здании (сооружении) или вблизи него.
Молниезащита зданий разделяется на внешнюю и внутреннюю.
Внешняя система молниезащиты
Внешняя молниезащита представляет собой систему, обеспечивающую перехват молнии и отвод её в землю, тем самым, защищая здание (сооружение) от повреждения и пожара. В момент прямого удара молнии в строительный объект правильно спроектированное и сооруженное молниезащитное устройство должно принять на себя ток молнии и отвести его по токоотводам в систему заземления , где энергия разряда должна безопасно рассеяться. Прохождение тока молнии должно произойти без ущерба для защищаемого объекта и быть безопасным для людей, находящихся как внутри, так и снаружи этого объекта.
Существуют следующие виды внешней молниезащиты:
- молниеприемная сеть;
- натянутый молниеприемный трос;
- молниеприемный стержень.
Помимо вышеупомянутых традиционных решений (приведенных как в международном стандарте МЭК 62305.4, так и в российских нормативных документах РД 34.21.122-87 и CO 153-343.21.122-2003) с середины 2000х годов получает распространение молниезащита с системой ранней стримерной эмиссии , также именуемая активной молниезащитой. Применение данной системы нормируется несколькими стандартами, в первую очередь французским NFC 17-102.
В общем случае внешняя молниезащита состоит из следующих элементов:
- Молниеотво́д (молниеприёмник, громоотвод) - устройство, перехватывающее разряд молнии. Выполняется из металла (нержавеющая либо оцинкованная сталь, алюминий, медь)
- Токоотво́ды (спуски) - часть молниеотвода, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю.
- Заземли́тель - проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через проводящую среду.
Молниезащита линии электропередачи
Внутренняя система молниезащиты
Внутренняя молниезащита представляет собой совокупность устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Назначение УЗИП защитить электрическое и электронное оборудование от перенапряжений в сети, вызванных резистивными и индуктивными связями, возникающих под воздействием тока молнии. Общепринято выделяют перенапряжения, вызванные прямыми и непрямыми ударами молнии. Первые происходят в случае попадания молнии в здание (сооружение) или в подведенные к зданию (сооружению) линии коммуникаций (линии электропередачи, коммуникационные линии). Вторые - вследствие ударов вблизи здания (сооружения) или удара молнии вблизи линий коммуникаций. В зависимости от типа попадания различаются и параметры перенапряжений.
Перенапряжения, вызванные прямым ударом, именуются Тип 1 и характеризуются формой волны 10/350 мкс. Они наиболее опасны, так как несут большую запасенную энергию.
Перенапряжения, вызванные непрямым ударом, именуются Тип 2 и характеризуются формой волны 8/20 мкс. Они менее опасны: запасенная энергия примерно в семнадцать раз меньше, чем у Тип 1.
Соответствующим образом классифицируются и УЗИП.
Нормативные документы
В России сложилась непростая ситуация с нормативными документами регламентирующими требования к молниезащите зданий. В настоящий момент существуют два документа на основе которых можно спроектировать систему молниезащиты.
Это «Инструкция по молниезащите зданий и сооружений» РД 34.21.122-87 от 30 июля 1987 года и «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» CO 153-343.21.122-2003 от 30 июня 2003 года.
В соответствии с положением Федерального закона от 27 декабря 2002 года № 184-ФЗ «О техническом регулировании» ст. 4 органы исполнительной власти вправе утверждать документы и акты только рекомендательного характера. К такому документу и относится «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» CO 153-343.21.122-2003.
Приказ Минэнерго России от 30.06.03№ 280 не отменяет действие предыдущего издания «Инструкция по молниезащите зданий и сооружений» от 30 июля 1987 года. Таким образом, проектные организации вправе использовать при определении исходных данных и при разработке защитных мероприятий положение любой из упомянутых инструкций или их комбинацию.
Процесс проектирования осложняется и тем фактом что ни одна из указанных инструкций не освещает вопроса применения устройств защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений. Старая редакция инструкции вообще не предусматривала такого раздела, а новое CO 153-343.21.122-2003 освещает этот вопрос только на уровне теории, никаких указаний по практическому применению устройств защиты не предусмотрено. Все вопросы, которые не освещены в самой инструкции предписывается рассматривать в других нормативных документах, соответствующей тематики, в частности стандартов организации МЭК (Международной Электротехнической Комиссии).
В декабре 2011 Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии выпустило ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010 «Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы» и ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010 «Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 2. Оценка риска». Данные документы представляют собой аутентичный текст стандарта МЭК 62305, состоящего из четырёх частей, и призваны прояснить ситуацию с системами молниезащиты на территории Российской Федерации.
Типы УЗИП и типичные схемы применения внутренней молниезащиты
Устройство защиты от импульсных пернапряжений
Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) делятся на тип 1, тип 2 и тип 3.
Тип 1 способен пропустить через себя всю энергию типичного удара молнии, не разрушившись. Но, за устройством типа 1 сохраняется достаточно большой бросок напряжения (единицы киловольт).
Обычно тип 1 устанавливается только в сельской местности с воздушными линиями. Рекомендации требуют типа 1 в зданиях с громоотводами, а также в зданиях, подключенных воздушными линиями, и в зданиях, отдельно стоящих или находящихся рядом с высокими объектами (деревьями).
Тип 2 не способен самостоятельно, без предшествующего типа 1, выдержать без разрушения удар молнии. Однако же его живучесть гарантируется в случае совместного применения с типом 1. Бросок напряжения за типом 2 обычно около 1.4-1.7 кВ.
Тип 3 для своей живучести требует применения типов 1 и 2 перед собой, и устанавливается непосредственно рядом с потребителем. Им может являться, например, сетевой фильтр или же варисторная защита в блоках питания некоторых бытовых устройств (автоматика отопительных котлов).
УЗИП не защищает от длительных перенапряжений, например, от повышения до 380В при «отгорании нуля». Более того, длительные перенапряжения могут привести к выходу УЗИП из строя. В случае сквозного прогорания УЗИП от фазы до PE возможно выделение на нем огромного количества тепла и пожар в щитке. Для защиты от этого УЗИП обязательно должен устанавливаться с защитой - плавкими вставками или же автоматическими выключателями.
В случае, когда вводной «автомат» имеет номинал <= 25A, возможно подключение УЗИП за ним, в этом случае вводной автомат также выполняет функции защиты УЗИП.
Схемы молниезащиты выполняются либо с приоритетом безопасности, либо с приоритетом бесперебойности. В первом случае недопустимо разрушение УЗИП и иных устройств, а также ситуация, когда временно отключается молниезащита, но допустимо срабатывание автоматики с полным отключением потребителей. Во втором случае допустимо временное отключение молниезащиты, но недопустим перебой в снабжении потребителей.
При одновременной установке типа 1 и типа 2 расстояние между ними по кабелю должно быть не менее 10 м, расстояние от типа 2 до типа 3 и потребителей - также не менее 10 м. Это создает индуктивность, нужную для того, чтобы автомат более высокой ступени срабатывал раньше. Возможно также и использование УЗИП типов 1+2, совмещающих в одном корпусе оба устройства (защищается от прогорания так же, как тип 1).
Устройства УЗИП имеют разные исполнение для различных систем TN-C, TN-S и ТТ. Необходимо выбирать устройство под свою систему заземления.
См. также
Примечания
Ссылки
- FAQ по молниезащите . Архивировано из первоисточника 27 марта 2012. Проверено 29 октября 2011.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Синонимы :Смотреть что такое "Молниезащита" в других словарях:
Молниезащита … Орфографический словарь-справочник
молниезащита - Система защитных устройств, применяемых с целью предохранения зданий и сооружений от аварий и пожаров при попадании в них разряда молнии [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] ВОПРОС: ЧЕМ ГРОЗОЗАЩИТА… … Справочник технического переводчика
- (a. lightning protection, lightning discharge protection; н. Blitzschutz; ф. protection contre la foudre; и. proteccion contra royo) совокупность мероприятий и техн. средств по предохранению зданий, сооружений, оборудования и электрич.… … Геологическая энциклопедия
Сущ., кол во синонимов: 2 грозозаземление (1) грозозащита (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
МОЛНИЕЗАЩИТА - комплекс мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от прямых ударив молнии, электромагнитной и электростатической индукции, а также от заноса высоких потенциалов через… … Российская энциклопедия по охране труда
молниезащита - rus защита (ж) от грозовых перенапряжений, грозозащита (ж); молниезащита (ж) eng lightning protection fra protection (f) contre la foudre, protection (f) contre les décharges atmosphériques deu Blitzschutz (m) spa protección (f) contra rayos … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки
То же, что Грозозащита … Большая советская энциклопедия
Грозозащита, комплекс мероприятий н технич. средств, предохраняющих здания, сооружения, а также электрич. устройства от повреждений при прямых попаданиях молнии. К молниезащитным устройствам относят молниеотводы, разрядники и др … Большой энциклопедический политехнический словарь
Система защитных устройств, применяемых с целью предохранения зданий и сооружений от аварий и пожаров при попадании в них разряда молнии (Болгарский язык; Български) мълниезащита (Чешский язык; Čeština) ochrana proti blesku (Немецкий язык;… … Строительный словарь
молниезащита - молниезащ ита, ы … Русский орфографический словарь
Удар молнии - это явление природы. И всем абсолютно понятно, что носит оно случайный характер: может попадет, а может и не попадет! Однако, если все-таки попадет, последствия его могут быть очень печальными.
Пример первый: На опушке леса недалеко от живописного озера стоит рубленый деревянный дом. Добротный, уютный, с крышей из металлочерепицы. Во время сильной июньской грозы в крышу дома попадает молния…
Но перед тем как продолжить, надо сказать буквально несколько слов о физической сущности молнии. При "старте" молнии от грозового облака направление ее развития определяет так называемый лидер. Предсказать траекторию его движения практически невозможно, иногда лишь можно с определенной степенью вероятности угадать оконечную точку, куда он стремится. Лидер молнии можно образно сравнить с иголкой, за которой тянется нитка. Ниткой же в нашем случае является так называемый канал молнии. По своей сути канал молнии - это нагретый до нескольких тысяч градусов, сильно ионизированный воздух, образующий идеальную токопроводящую среду между заряженным до очень больших разностей потенциалов облаком и поверхностью земли. В канале молнии начинают протекать импульсные токи огромных величин (до сотен килоампер), основная задача которых выровнять существующую между облаком и землей разницу потенциалов.
|
Теперь представим себе, что на пути молнии возникло препятствие в виде коттеджа, деревянного дома, да и любого другого объекта (трубы котельной, заводского корпуса, антенной мачты объекта связи, просто высокого дерева….). Преодолев расстояние в несколько сотен, а то и более, метров, что будет стоить для молнии прожечь дыру в металлочерепице крыши, заодно поджарив стропила, пробить изоляцию проложенного на чердаке кабеля, устроив короткое замыкание в электропроводке, перекинуться дугой или фонтаном искр между крышей и водосточными трубами, а потом таким же образом на землю, по пути подпалив не успевший намокнуть тополиный пух… Страшную сказку можно рассказывать долго. Но страшным как раз является то, что сказка иногда становится реальностью. Нечто подобное и произошло с тем домом на опушке леса, от беды спасло только то, что хозяева были дома и успели потушить загоревшиеся деревянные конструкции крыши! А если бы в это время дом был пуст?! А если бы это случилось ночью.., когда все спали?!
А теперь другой случай! И пусть хоть кто-то скажет, что он от него застрахован, если только он уже не научен своим или чужим горьким опытом, и не предусмотрел все необходимые технические решения, позволяющие свести к минимуму неприятные последствия удара молнии. Итак: идет строительство элитного жилого дома с большой благоустроенной территорией, фонтанами, беседками, теннисным кортом… Понятно, что стоимость такого объекта очень и очень велика. Под стать внешнему виду и планируемые внутренние инженерные сети (электрика, кондиционирование, системы интеллектуального дома, системы охраны и видеонаблюдения и т.д.)
|
Во время грозы молния ударила в корабельную сосну, рядом с которой в земле был проложен электрический кабель освещения прогулочной дорожки. Токи молнии, повредив изоляцию кабеля, по его металлическим жилам проникли в главный распределительный щит, находящийся в отдельно стоящем хозяйственном здании. Спалив по дороге несколько автоматических выключателей, они растеклись по всем электрическим цепям, подключенным к этому щиту, в том числе проникли и в помещение автоматизированной газовой котельной, которая уже была смонтирована и эксплуатировалась. В результате попадания всего лишь небольшой части от общего тока молнии в контроллер (электронное устройство управления) котельной, он тут же был выведен из строя. Стоимость подобного устройства может находиться в пределах от нескольких тысяч долларов и выше. Надо сразу сказать, что потери могли бы быть много выше, если бы на данном объекте были введены в эксплуатацию все перечисленные выше системы. Спасло то, что жилой дом находился еще на стадии отделки и предусмотренные проектом электронные системы еще не были смонтированы или подключены к сети электрического питания.
Вот теперь и подошло время ответа на первую часть заданного в начале статьи вопроса:
Что же такое молниезащита?
Под молниезащитой понимается целый комплекс технических решений и специальных приспособлений. В первую очередь, на доме должна быть установлена система внешней молниезащиты (см. фотографии ниже). Основным ее элементом является один или несколько молниеприемников. Эти устройства могут иметь различный внешний вид, но все они должны выполнить очень важную задачу - не пропустить молнию к поверхности крыши и ее элементам, а так же к фасадам здания и прилегающей к нему территории. От молниеприемников по стенам здания опускаются несколько металлических проводников, называемых токоотводами. Их задача отвести токи пойманной молнии на специальные заземляющие устройства, находящиеся под поверхностью земли в стороне от входов в дом и прогулочных дорожек. Зоны защиты молниеприемников, места нахождения заземляющих устройств и пути прокладки токоотводов рассчитываются проектировщиком систем электроснабжения объекта. И очень важно, чтобы это делалось на этапе архитектурного проектирования здания при обязательном взаимодействии с архитектором. Тогда можно будет избежать многих технологических сложностей, которые обязательно возникнут (уже есть печальный опыт) при монтаже системы внешней молниезащиты на уже готовом, сияющем свежими отделочными материалами доме! Тогда удастся максимально замаскировать все элементы этой очень важной для дома системы, чтобы они органично вписались в его внешний вид и архитектуру!!!
|
На приведенных фотографиях показан дом, система молниезащиты которого выполнена в виде так называемой молниеприемной сетки. Так как здание имеет несколько усложненную архитектуру, помимо сетки на выступающих элементах конструкции крыши устанавливаются дополнительные штыревые вертикальные молниеприемники, которые должны обеспечить увеличение зоны защиты от прямого удара молнии. Существует несколько методов расчета подобной системы молниезащиты. Для того чтобы правильно разместить и смонтировать все ее элементы необходимо обращаться к специалистам в этой области, так как в ином случае эффективность ее окажется неприемлемо низкой, и никак не будет соответствовать произведенным материальным затратам.
Её основным элементом является так называемый активный молниеприемник. Принцип действия такой системы молниезащиты заключается в том, что вокруг активного молниеприемника во время грозы создается область ионизации. И в тот момент времени, когда напряженность электрического поля между грозовым облаком и поверхностью земли достигнет критического значения (т.е. разряд молнии становится неизбежным) от молниеприемника происходит старт встречного лидера (искрового разряда) в сторону уже развивающейся от облака молнии. В том случае если молния будет продолжать свой путь к защищаемому объекту, то она обязательно будет "притянута" к молниеприемнику (в пределах его расчетной зоны защиты). Если же она уйдет в сторону от зоны защиты, активный молниеприемник не окажет на нее никакого воздействия. Достоинством такой системы молниезащиты является относительная простота ее монтажа и минимальное влияние на внешний вид дома. Недостатком является отсутствие какой-либо отечественной нормативной базы на ее применение. Тем не менее, различные конструкции такого типа широко применяются в США, Франции, странах Балтии, Польше и многих других государствах. Основным стандартом на применение активных систем молниезащиты является французский стандарт NFC 17-102.
И в завершении, обязательно надо отметить одну очень важную вещь. Первоначально принцип работы систем активной молниезащиты основывался на применении радиоактивных изотопов, что, конечно же, не прибавляло им популярности! В настоящее время подобные технические решения не применяются, но все же при выборе этого весьма дорогого технического приспособления, поинтересуйтесь у продавца, как же оно устроено и каков его принцип работы, и если ничего вразумительного в ответ вы не услышите, поостерегитесь покупать его без оглядки. Береженного бог бережет!!!
Так зачем же все-таки нужна молниезащита?
Вы уже наверное догадались! Конечно же, в первую очередь, чтобы защитить дом от пожара в случае удара молнии! Приняв на себя удар молнии система, состоящая из надежно соединенных между собой проводников определит для токов молнии самый прямой, самый легкий путь к той точке к которой она так стремилась - к земле! При этом не будет искр, потому что нет зазоров, через которые надо перескакивать в виде искры. Сечения элементов внешней молниезащиты таковы, что сильного нагрева при протекании по ним очень больших токов молнии не произойдет. Да и прокладываются они по международным, а теперь и Российским нормативным документам ("Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций", СО-153-34.21.122-2003), на некотором расстоянии от поверхности стен и крыши, если они выполнены из горючего материала.
С первым примером теперь все стало понятно. А как быть во втором случае, когда молния ударила в дерево, а ведь в условиях пригородной местности это может быть сплошь и рядом! А еще более серьезные повреждения могут возникнуть, если молния попадет прямо в провода воздушной линии электропередач, а это основной способ подвода электроэнергии в сельской местности. В этом случае основная часть ее токов потечёт через вводное устройство вашего дома и далее, используя все возможные пути, на землю. Кто знает, что это будут за пути, и какое дорогостоящее оборудование может попасться этим токам по дороге. Для того, что бы сберечь современную сложную и умную электронную технику, необходимо поставить на пути токов молнии надежное препятствие в виде устройств защиты от импульсных перенапряжений. Вместе с системой уравнивания потенциалов, которую обязательно должен предусмотреть проектировщик, они и создадут внутреннюю систему молниезащиты вашего дома. Представьте себе такую картину: на проводе линии воздушной линии электропередачи сидит ворона. И пусть по проводам текут большие токи, пусть там присутствуют высокие напряжения, они не причиняют птице никакого вреда, потому что они не текут через нее. Но это все до той поры, пока она не зацепится, неосторожно взмахнув крылом, за соседний провод. Дальше продолжать не будем… То же самое происходит и внутри вашего дома. Грамотно выполненная система заземления и уравнивания потенциалов, позволит избежать поражения током людей внутри или вблизи дома, в том числе и во время грозы. Потому что не будет внутри дома точек с разными потенциалами, некуда будет течь токам. Устройства защиты от импульсных перенапряжений (разрядники, варисторы, комбинированные устройства) обеспечивают кратковременное присоединение к системе уравнивания потенциалов тех проводов (электрических, телефонных, телевизионных и других кабелей), которые в нормальном своем состоянии никогда не связаны с заземлением. Все токи, которые должны были течь через вашу бытовую технику, будут протекать через предназначенные для этого устройства, что позволит защитить ее от электрических пробоев. А потом все само вернется в первоначальное состояние. Вы, скорее всего, даже ничего и не заметите!!
Разряд молнии, который приходится на конструктивные элементы сооружения, сопровождается внушительным электромагнитным воздействием. Это, в свою очередь, самым негативным образом сказывается на функционировании электрооборудования. Снизить урон кабельным проводникам и свести к минимуму вероятность поражения объекта сильным зарядом позволяет проектирование системы молниезащиты.
Структура
Молниеотвод - пассивная защитная мера, которая обеспечивает безопасную эксплуатацию объектов, сохраняет здоровье и жизни персонала, жильцов при разрушительных воздействиях природной стихии. Состоят системы молниезащиты из следующих основных элементов:
- Приемника разряда.
- Токоотвода.
- Заземляющего контура.
Виды молниезащиты
В настоящее время выделяют активную и пассивную системы молниезащиты. Традиционный - пассивный вариант состоит из приемника разряда, токоотводящего элемента и заземления. Принцип функционирования такой системы достаточно прост. Громоотвод принимает на себя удар молнии, после чего направляет его к заземлению посредством проводящих путей токоотвода. В конечном итоге разряд гасится в земле.
В свою очередь, активная система молниезащиты работает по принципу Благодаря данному эффекту и происходит перехват разряда. Состоят активные системы молниезащиты из тех же элементов, что и пассивные. Однако радиус их действия значительно больше и достигает порядка 100 метров. В данном случае под защитой оказывается не только объект, на котором смонтированы элементы системы, но также близлежащие постройки.
Активная молниезащита гораздо эффективнее. Поэтому неудивительно, что именно такому варианту отдают предпочтение пользователи в большинстве развитых стран. Однако и стоимость подобных решений на порядок выше.
Варианты исполнения приемников разряда
В стандартном исполнении полниеприемник представляет собой обычный металлический штырь, что монтируется в вертикальном положении на крыше сооружения. Крайне важно закреплять данный элемент в самой высокой, открытой точке крыши. Если строение отличается сложной конструкцией кровли, в плане повышения уровня безопасности, рекомендуется монтаж нескольких приемников разряда.
Выделяют отдельные варианты молниеприемников, которые различаются согласно конструктивному исполнению:
- Штыревая защита.
- Металлический трос.
- Молниезащитная сетка.
Штыревая защита
Если сооружение содержит металлическую кровлю, в таком случае правильным решением выглядит установка штыревой системы молниезащиты. Монтаж приемника разряда в виде стандартного металлического стержня выполняется на возвышенности. Последний соединяется с заземлением посредством токоотводов.
Штыревая защита может быть представлена в виде круглого металлического прута сечением не менее 8 мм либо полосового отрезка металла с параметрами 25 х 4. Длина принимающего разряд элемента должна быть такой, чтобы его окончание возвышалось над самой высотной точкой объекта примерно на 2 метра.
От высоты расположения штыря напрямую зависит способность системы молниезащиты и заземления уберегать от поражения разрядом значительных площадей. Зона, которую способен защитить штыревой громоотвод, определяется как окружность с радиусом, идентичным высоте стержня.
Тросовая защита
При наличии крыши, покрытой шифером, приемник разряда молнии выполняется в виде металлического троса. Последний натягивают вдоль конька кровли. Высота его расположения должна составлять как минимум 0,5 метра от поверхности.
Если необходимо создать наиболее надежную защиту, для натяжения троса используют металлические опоры, которые изолируются от приемника разряда. Данный способ также применим для строений с деревянными крышами и кровлями в виде керамической черепицы.
Сетчатая защита
Такое решение выступает наиболее сложным для реализации. Как правило, применяется для крыш, покрытых черепицей. Приемником разряда в данном случае выступает проволочная сетка, проложенная на крыше строения. Сечение электрических проводников в данном случае должно составлять не менее 6 мм, а шаг ячеек - порядка 6 х 6 м.
Рассмотренная система соединяется с токоотводом и заземляющим элементом с помощью сварки. При отсутствии такой возможности допускается применение болтовых крепежей.
Монтаж токоотводов здесь выполняется с применением круглой стальной проволоки. Прокладывают их по направлению к заземлению по стенам и крыше строения, фиксируя электрические проводники специальными скобами.
Маршрут для размещения элементов токоотвода подбирается таким образом, чтобы проводящие ток элементы не соприкасались с дверями, окнами, крыльцом, металлическими гаражными воротами, прочими конструкциями, с которыми могут взаимодействовать люди в процессе эксплуатации объекта.
Если здание содержит в своей конструкции обилие легковоспламеняющихся материалов (пенополистирол, дерево, пластик), проводники токоотвода должны быть проложены на отдалении от поверхностей примерно в 15-20 см. Такой подход к обустройству системы молниезащиты позволит избежать возникновения пожаров при сильных, продолжительных грозах.
В данном случае также может быть установлена внутренняя система молниезащиты, которая предполагает монтаж специальных разрядников, способных защитить электрооборудование от импульсных перенапряжений. Подобные средства размещаются в непосредственной близости к точке ввода силового кабеля в объект.
Токоотвод
Выступает обязательным элементом систем молниезащиты. Предназначен для передачи заряда к контуру заземления.
Токоотвод представляет собой металлическую проволоку толщиной не менее 6 мм, что присоединяется к приемнику разряда. Сочетание обоих элементов позволяет погашать нагрузки до 200 000 Ампер. Важнейшим условием при объединении данных конструктивных составляющих выступает выполнение высоконадежной сварки, что исключает вероятность разрыва соединений и ослабления креплений под воздействием ветра, при падении снежных пластов.
Токоотвод спускают по стенам объекта с крыши, закрепляя проводник скобами. Окончание металлической проволоки направляется к заземляющему контуру. Если система предполагает установку нескольких проводящих заряд элементов, их располагают на расстоянии порядка 20-25 метров друг от друга на максимально возможном отдалении от дверей и окон.
Согласно технике безопасности, токоотводы запрещено резко изгибать. Допущение подобных просчетов увеличивает вероятность возникновения искрового разряда в случае поражения объекта молнией. Это, в свою очередь, может привести к воспламенению сооружения.
Выполняя монтаж системы молниезащиты, желательно делать токоотвод как можно короче. В то же время его установку рекомендуется производить поближе к острым выступам, краям фронтонов,
Заземление
Предназначено для обеспечения эффективного отвода разряда в землю. Представляет собой несколько объединенных между собой электродов, забитых в грунт.
При введении объекта в эксплуатацию, по правилам, изначально должно быть предусмотрено общее заземление для всех электроприборов, подключенных в сеть. Если же его нет, подготовить элемент не так и сложно. Для этого берется стальной либо медный проводник сечением 50-80 мм. Выкапывается траншея длиной 3 м и глубиной не менее 0,8 м. По противоположным сторонам углубления вбиваются пруты, которые соединяются с помощью стальной перекладины методом сварки. К полученной конструкции присоединяется токоотвод. В завершение места сварочных колен окрашиваются, после чего заземляющая конструкция забивается до дна траншеи.
Проверка систем молниезащиты
Испытание системы отвода разряда предполагает визуальный осмотр конструктивных элементов, а также измерение показателей сопротивления. Внешне проверяется надежность соединения контактов между молниеприемником, токоотводами и заземлением. Все места сварки простукиваются молотком.
Проведение измерений показателей сопротивления заземлителей отдельных молниеотводов и предполагает наличие специального оборудования, зарегистрированного в соответствии с нормативными актами.
В итоге
Как видно, существует несколько вариантов молниезащиты объекта. Те или иные решения подбираются в зависимости от широты бюджета, характера строения, необходимости в обеспечении определенного уровня безопасности.
В настоящее время разработка проектов электроснабжения при введении объекта в эксплуатацию не предусматривает создание молниезащиты. По крайней мере, ее наличие не является обязательным требованием. Поэтому решение о целесообразности обустройства системы защиты строения от поражения молнией принимается каждым владельцем исходя из личных соображений.
Механизм разряда молнии достаточно изучен, однако природа часто преподносит сюрпризы и в некоторых случаях даже профессионалы оказываются в тупике. Эффективная система грозозащиты включает внешнюю молниезащиту и внутреннюю. Первая защищает от прямого удара молнии в дом, строение или какой-нибудь объект (спутниковую антенну, памятник, резервуар с топливом и т.п.). При этом специалисты давно уже знакомы с возможным распространением тока молнии по подземным и надземным коммуникациями типа трубопроводов и коммуникационных сетей. Они научились надежно защищать человека и его имущество от прямого поражения молнией. В соответствии с действующими отечественными нормативными актами определяются категории защиты от прямого удара молнии и выполняется расчет молниезащиты.
Словосочетание внутренняя молниезащита для многих не совсем непонятно. Молния не может проникнуть внутрь строения через оконное стекло, вентиляцию или дымоход, поэтому многие не понимают, зачем нужно создавать внутреннюю защиту и что можно считать эффективной внутренней грозозащитой. Благодаря работоспособной внешней молниезащите электрический разряд улавливается громоотводом и по токоотводам направляется через специальные заземления для рассеивания в земле. Однако вся совокупность этих мероприятий и устройств не спасает от возникающего во время этого процесса электромагнитного поля. Оно может с легкостью проникать глубоко внутрь здания и становится причиной выхода из строя бытовой электроники, а также сложных микропроцессорных агрегатов. Электромагнитное поле способно повредить работу автоматики и стать причиной ложных или некорректных команд в системах управления. Надежно защитить все чувствительное электронное оборудование, расположенное внутри здания, позволяет именно система внутренней молниезащиты.
Внутренняя молниезащита: жизненно необходимая безопасность
Опытные специалисты считают разделение молниезащиты на внешнюю и внутреннюю условным. Сила негативного влияния электромагнитного поля внутри дома напрямую зависит от траектории распространения молнии и путей растекания тока. Наглядным примером этого является не выдуманный пример из жизни. Иностранными архитекторами на территории нашей страны было спроектировано и построенное интересное здание высотой с телебашню. В качестве изысканного декора очертания постройки архитекторы использовали тонкий шпиль установленный вертикально. Основание шпиля было на уровне земли, а вершина превышала кровлю на 50 м. Такое решение архитекторов не вызвало негативных отзывов у электриков, а даже наоборот понравилось им.
Статистика утверждает, что в центрально-европейской части России в 350-метровые постройки молния бьет в среднем 10-15 раз за сезон гроз. Согласно наблюдениям всего две из них имеют стандартный механизм разряда, то есть формируются в грозовом облаке и по плазменному каналу стремятся вниз к земле. Все оставшиеся образуются в верхней точке самого здания и устремляются от него вверх к грозовому облаку. Это явление получило название «восходящие молнии». В связи с тем, что место зарождения и старта молнии находится на вершине сооружения ее легко перехватывать. Казалось бы, громоотвод не нужен, его функции заменил шпиль.
Проблема была выявлена после детального разбора и анализа сложившейся ситуации. Шпиль находился у задней стенки конструкции. Из-за сильно выраженной несимметричной геометрии здания получилось, что разряд молнии концентрированным потоком направлялся к земле по задней стенке. При этом он создавал магнитное поле огромной силы, которое ничем не компенсировалось. Мощное электромагнитное поле создавало большую опасность для внутренней электросети постройки. Поэтому проектировщикам пришлось создать сложную систему внешней молниезащиты, которая позволяла бы снизить величину суммарного электромагнитного поля. Все их старания все же не помогли полностью защитить электрооборудование в этом здании и профессионалам пришлось заниматься проектированием и монтажом элементов внутренней молниезащиты.
Вторым ярким примером, важности грамотной организации внутренней защиты может служить резервуар с жидким топливом, который размещается под открытым небом. Данный объект спроектирован таким образом, что он не боится прямого разряда молнии. Однако даже тут во время грозы нередко регистрируются серьезные пожары. Тяжелые аварии случаются из-за воспламенения над дыхательным клапаном резервуара горючих газообразных выбросов. Это происходит в случае, когда неидеальная система преграждения пламени пропускает его внутрь резервуара. Специально на эти случаи данные объекты оснащаются автоматической пожарной сигнализацией и системой пожаротушения. Во время аварий электромагнитное поле, созданное током молнии, является причиной выхода из строя этих систем и первопричиной серьезных аварий.
Устройства защиты от импульсных перенапряжений
Даже грамотно выполненные мероприятия по проектировке защиты от негативного воздействия разряда молний и правильный расчет молниезащиты не позволяет на 100 % защитить внутренние электрические цепи от разрушающего действия электромагнитного поля. Основным элементом внутренней защиты являются устройства, предотвращающие импульсные перенапряжения (УЗИП) и специальные металлические экраны. Главной функцией УЗИП является преграждение распространения высоких потенциалов на пути к подключенному электрооборудованию. Из-за огромного разнообразия электроприборов, которые нуждаются в защите, ведущие производители УЗИП предлагают самые разные конфигурации этих устройств. Для этих изделий они вынуждены выделять отдельные крупноформатные тома и купить комплектующие молниезащиты по ним без детальной консультации бывает достаточно тяжело.
УЗИП необходимы для предотвращения проникновения по электрическим цепям перенапряжения к электробытовым приборам. Механизм их действия заключается в быстром прерывании электродуги сопровождающего тока, а это в некоторых случаях очень сложно. Требования к этим защитным устройствам достаточно жесткие. Некоторые изделия должны безупречно с высокой надежностью выполнять свои функции, несмотря на свои миниатюрные габариты и огромное количество защищаемых микросхем. От этого часто зависит не только безопасность и стабильное функционирование объекта, но и жизни многих сотен и тысяч людей.
Большинство мировых производителей УЗИП для грозозащиты имеют специальные исследовательские и испытательные лаборатории, которые ищут пути решения проблемы надежности самых миниатюрных УЗИП. В испытательных комплексах моделируется все возможные негативные воздействия разряда молнии на защитные устройства. Кроме того, специалисты этих отделов решают вопросы совместимости УЗИП с высокочастотными агрегатами (каналами передачи информации, системами телевизионной охраны предприятий и т.п.). Поэтому толстые каталоги производителей - это скорее залог успешной реализации самого сложного проекта грозозащиты. Ведь они точно гарантируют, что нужные комплектующие молниезащиты купить будет просто.
Расчет стоимости
Наши объекты
Представители строительных организаций и домовладельцы обязательно сталкиваются с вопросом, что такое молниезащита, в чем она состоит, какая бывает, как выбрать оптимальный вариант, обязательна она или нет и с кем посоветоваться на этот счет. Несмотря на действительную техническую сложность вопроса, все же постараемся разобраться.
Молниезащита - это комплекс технических мероприятий, включающих этапы проектирования, монтажа и обслуживания, направленных на защиту объекта как от прямого попадания молний, так и от сопутствующих неблагоприятных электрических явлений.
В чем опасность?
Во время грозы потенциально все здания, особенно, если они выше окружающих сооружений, могут быть поражены разрядом молнии. Мощь этого природного явления такова, что плавит песок, попадание же в строительный объект чревато значительными разрушениями и пожаром.
Но, помимо этого, грозовая атмосфера несет в себе и другую опасность - наэлектризованный воздух может спровоцировать сильнейшие электромагнитные импульсы, вызывающие импульсное перенапряжение электросети. Для современных многоквартирных, офисных и промышленных зданий и частных домов, наполненных всевозможной электроникой, это означает неминуемые сбои, замыкания, поломки оборудования и возгорания, которые могут выйти за рамки локальных.
Таким образом, угроза совершенно реальна и меры безопасности крайне актуальны для каждого сооружения.
Как защититься?
К счастью, прогресс не стоит на месте. Современная инженерия предлагает целый комплекс защитных мер, носящих общее название молниезащита или грозозащита.
Технически сюда входит:
- Система внешней молниезащиты
- Система внутренней молниезащиты
оберегает от прямого попадания разряда. Состоит из молниеприемной мачты, принимающей основной удар, токоотвода и заземления , обеспечивающих отведение разряда в землю. Тип системы может быть пассивным (традиционный громоотвод) или активным (перехватывающим молнию за счет ионизации воздуха вокруг молниеприемника);
оберегает сети и электрооборудование от вторичных явлений. Состоит из устройств защиты от перенапряжений и системы уравнивания потенциалов
Мероприятия по грозозащите включают:
Проектирование
Для грамотного проведения всех защитных мероприятий крайне важно сделать качественный проект, который учтет не только особенности конкретного здания, но и будет отвечать всем нормативным документам. Наилучший вариант, когда проектирование молниезащиты производится в момент общего проектирования постройки здания, т.к. в этом случае можно использовать внутренние элементы сооружения в качестве составляющих системы грозозащиты, что удешивит ее стоимость. На сегодняшний день при проектировании все чаще используют зонную концепцию молниезащиты, с основными принципами которой можно ознакомиться .
Компания «МЗК-Электро» быстро и качественно составит проект системы грозозащиты или отдельных ее элементов на базе оборудования всемирно известных производителей.
Монтаж
Обычно при наличии четкого проекта, необходимого оборудования и опытных специалистов занимает от 1 до 3 дней в зависимости от сложности и объема работ. Монтировать систему можно в любое время года, но желательно готовиться к грозовому сезону заранее.
Обслуживание
Любые сложные технические приспособления имеют свой регламент профилактического обслуживания, система грозозащиты не является исключением. Для бесперебойной работы требуется периодический осмотр и проверка работоспособности систем. В случае же поломки помощь профессионалов незаменима, т.к. для выявления причин и устранения требуются квалификация и навыки.
Весь комплекс мероприятий можно заказать в компании «МЗК-Электро». У нас вы получите исчерпывающую консультацию по всем вопросам молниезащиты и квалифицированное обслуживание. Каждого специалиста нашей компании отличают глубокие знания и многолетний опыт, все оборудование и работы сертифицированы - все это позволяет нам гарантировать результат.