Защита от молнии: виды, особенности, монтаж, проверка и эксплуатация – Гроза, молния и средства защиты электросети своими силами / Habr

Особенности системы молниезащиты

Молниезащита объекта — комплекс мероприятий и устройств, которые способны защитить отдельно стоящие здания и сооружения от ударов молний.

Существует три основных фактора воздействия молнии:

• непосредственное попадание молнии в крышу здания;
• удар в близлежащие коммуникационные и технические объекты;
• удар в землю вблизи дома либо в рядом расположенный объект с дальнейшим попаданием разряда в землю.

В первом случае прямой удар может привести к серьезным разрушениям — резкое нагнетание температуры и запекание материалов кровли, а в редких случаях — даже к возгоранию деревянных конструкций и перекрытий крыш. Главный разрушающий фактор скрыт в ударной волне, которую порождает молния.

При ударе в коммуникационные объекты или в линии электропередач создается ток грозового импульса, который попадает в жилье по электрическим проводам и трубам. Это может привести к поражению человека электрическим током, повреждению оболочек и жил кабелей, поломке оборудования и сбою в работе внутренних систем.

В третьем варианте разряд попадает в землю. При большом сопротивлении земли либо из-за других факторов напряжение может пойти через заземлитель в нулевой провод обратно в дом. В частных домах ноль заземляется в поселковых трансформаторных подстанциях. Может возникнуть случай, когда напряжение будет и на фазе, и на ноле, что также приведет к поломке приборов и техники. Но это редкий случай: как правило, ток, попадая в землю, равномерно растекается.

Важно! Самые страшные последствия — разрушение или возгорание кровли в результате прямых ударов молнии.

Виды молниезащиты

По исполнению системы защиты бывают:

• внешние;
• внутренние.

У каждой системы свое предназначение, и применять их нужно в комплексе, чтобы исключить все три фактора поражения молнией.

Внешнее устройство молниезащиты зданий и сооружений монтируется на крышах, близлежащих пристройках, сооружениях и состоит из молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Основная их функция — отвести разряд тока в землю, не дав ему попасть на поверхность крыши. Разряд через токоотвод попадает в заземлитель и дальше растекается в земле.

Внутренний тип системы защиты от молний заключается в установке устройства внутри здания и служит для защиты от импульсных перенапряжений.

Бывают следующие виды внутренних устройств:

1. Реле контроля напряжения с возможностью ручной регулировки минимальных и максимальных показателей напряжения в сети. В случае нарушения показателей критических точек прибор выполняет отключение напряжения. Может быть установлен на весь дом или отдельно на каждый прибор. Самый простой и дешевый вариант.
2. Стабилизатор напряжения.
3. Реле контроля фаз (при трехфазном напряжении). Относится к микропроцессорным приборам.

Виды молниеприемников

Молниеприемники по конструкции и материалу бывают:

• стержневые — отдельно расположенные и на крыше;
• тросовые;
• сетчатые — на крыше.

Наиболее распространенные и часто встречаемые — стержневые и тросовые, которые применяются на простых и сложных двускатных крышах. Если строение крыши многоуровневое, рекомендуется использовать комбинированную систему с использованием двух разных видов приемников.

Стержневые молниеприемники

Главная особенность — длинный вертикальный штырь, основная функция которого — принять удар молнии. Прибор должен отличаться высокой прочностью, устойчивостью к осадкам и агрессивной среде, но быть легким и простым в монтаже.

В зависимости от площади крыши можно устанавливать несколько таких мачт. Такие конструкции нужно устанавливать на самую высокую точку крыши или стену. Необходимо, чтобы штырь возвышался не менее чем на 1,5 м.

Можно устанавливать такую систему и отдельно от жилья. Во втором случае мачта может достигать нескольких десятков метров. Стержневая конструкция образует вокруг жилья воображаемый конус — зону защищенного пространства. Размер мачты можно определить из диаметра конуса и его высоты.

Тросовые молниеприемники

Система горизонтального монтажа представляет натянутый стальной трос по всей длине конька. Удар молнии принимает на себя трос. Можно на разных концах крыши установить штыри и натянуть между ними трос, в результате чего получается комбинированный тип защиты. Это подходит крышам, у которых длина во много раз превышает ширину. Диаметр троса должен быть не менее 12 мм. Толщина троса определяется длиной монтажного пролета.

В системе есть особые требования к прочности натяжного элемента, что связано с ветровыми нагрузками и обледенением. Чтобы избежать повреждений системы, рекомендуется по всей длине крыши установить натяжение нескольких промежуточных креплений.

Экономичный и простой вариант получается с использованием вместо троса стальной катанки, которая легка в монтаже (можно приваривать к конструкциям и между собой) и достаточно прочна. Для крепления проволоки можно применять специальные болтовые зажимы — клеммы.

Сетчатые молниеприемники

Система горизонтальная, монтируется на плоских крышах. Сетка изготавливается из проволоки-катанки диаметром 10 мм или стальной полосы любого диаметра. Такие приемники монтируются с помощью сварки и требуют большого расхода материала, поэтому система считается очень трудоемкой в монтаже.

Ее можно устанавливать и на скатных крышах. В таком случае сетку монтируют по периметру плоскости. Это основная причина, по которой на скатных крышах устанавливают более дешевые, простые и безопасные при выполнении работ системы. Такой тип защиты подходит для монтажа на крышах школ и детских садов, институтов и государственных учреждений. Считается самым надежным.

Токоотводы

Этот элемент соединяет молниеприемник с заземлителем. Для изготовления применяют стальную проволоку диаметром 6 – 10 мм, подойдут и стальная полоса или полудюймовая водопроводная труба.

Очень важно сделать крепкое и надежное соединение между токоотводами и молниеприемниками с заземлителями. Самым крепким считается сварное или болтовое соединение. Чтобы токоотвод был незаметен на фасаде, его можно покрасить в цвет обшивки или отделки дома. По всей длине спуска необходимо на расстоянии 1,5 – 2 метра сделать промежуточные крепления.

Заземление

Устройство — металлическая конструкция, закопанная или забитая в землю и обеспечивающая хороший контакт системы с землей. При влажных почвах нет смысла оборудовать заземлитель глубже 80 см. Как правило, используют стальной пруток 18 – 20 мм либо уголок 40 – 50 мм, стальную полосу шириной 40 мм. Длина заземлителя должна быть не менее 3 метров.

Конструкция может иметь форму треугольника либо напоминать перевернутую букву «Ш». Соединение элементов заземлителя проводится с помощью сварки либо болтовым скручиванием. Конструкция должна быть надежна на протяжении многих лет, не ослабевать и не иметь люфтов.

Важно! Если возле дома есть готовый контур заземления, грозозащита зданий может быть подключена к нему.

Монтаж молниезащиты

Монтаж стоит начать с обустройства молниеприемников. При выполнении работы на высоте соблюдайте правила безопасности. Если установку планируется выполнять самостоятельно, начните с примитивного проекта. Когда собираетесь подключаться к готовому контуру заземления, планируйте монтаж с учетом данного места подключения.

Всегда соблюдайте правило: токоотводы должны быть максимально короткими и прямыми. Выбираться самое кратчайшее расстояние от молниеприемника до заземлителя.

Обратите внимание! Если не уверены в своих силах, доверьте выполнение работ по монтажу молниезащиты объектов профессионалам. Специалисты выполнят проект и проведут предэксплуатационные испытания.

Испытание и проверка

Перед использованием молниезащиты необходимо проверить следующие элементы системы:

1. Сварочные соединения на прочность. Проводится визуально или простукиванием молотком.
2. Болтовые соединения и стяжки. Необходимо законтрогаить все соединения, особенно те, которые будут в земле или на крыше.
3. Сопротивление заземлителя. Измеряется специальным прибором — измеритель сопротивления изоляции.
4. Измеряются переходные сопротивления контактов и стыков измерителем сопротивления изоляции или омметром.
5. Измерение сопротивления растекания тока измерителем сопротивления изоляции.
6. Проверить на соответствие проектной документации.
7. Надежность закрепления молниеприемника и промежуточных фиксаторов.

Рекомендуется перед весенне-летним периодом ежегодно проводить визуальную проверку системы на наличие повреждений и обрывов после зимних обледенений и ветров.

На защите от поражения электрическим током человека и безопасности жилья и электроприборов не стоит экономить средства. Лучший вариант — комплекс мер по предотвращению последствий и разрушений от попадания молний.

Молниезащита зданий и сооружений: виды, особенности, монтаж и проверка

Молниезащита частного дома, громоотвод в доме своими руками

Монтаж защиты от молний в частном доме

Большинство владельцев частных домов, коттеджей и дач стараются создать внутри и снаружи своего жилья максимально комфортные и безопасные условия для проживания. Вполне понятное стремление, но чаще всего собственники такой недвижимости полностью забывают о таком природном явление, как разряд статического атмосферного электричества, который в одно мгновение может нанести огромный вред жилым постройкам и здоровью людей. По своей природной сути, атмосферная молния — это очень мощный разряд электрической энергии, который способен при точном попадании непосредственно в частный дом, уничтожить не только всю бытовую технику и электроприборы, но и само строение в целом.

Если ваше частное владение расположено рядом с высоким зданием, то вам не следует беспокоиться. Система громоотводов многоэтажного объекта обеспечит надежную защиту вашего жилья от поражающих факторов атмосферного электрического разряда. Но такое расположение коттеджей, частных домов и дач практически не встречается в современной действительности. В основном такие объекты недвижимости строятся вдали от высоких зданий, поэтому их необходимо защищать от молний, оснащая современными блоками грозозащиты.

Молния, чаще всего разряжается на самую высокую точку, но даже растущее рядом с домом огромное дерево не способно защитить его от разряда. Только устройство грозозащиты способно полностью защитить от атмосферного разряда ваше жилье с бытовой техникой, а также присутствующих в нем людей. В этой статье мы рассмотрим все вопросы, касающиеся видов молниезащиты и способов их монтажа для любых типов домов, дач и коттеджей. А также в сжатой форме расскажем, как установить громоотвод своими руками, но сначала расскажем о поражающих факторах молний.

Поражающие факторы разрядов атмосферных разрядов

Технология создания защиты от грозы напрямую связана с поражающими факторами атмосферных электрических разрядов. Любое природное явление влияет на окружающую среду с той или иной степенью воздействия. Молния не является исключением и ее поражающие факторы можно разделить на следующие два вида.

1. Первичный. Это прямой удар электрического разряда в объект недвижимости. Последствия от такого попадания могут быть самыми плачевными. Конструкция дома может получить серьезные повреждения или просто сгореть от возникшего пожара. Не исключается и гибель людей от поражения электрическим током. Вся включенная в сеть бытовая техника и электроприборы однозначно выйдут из строя. Первичный фактор поражения молнией создает самый опасный вариант развития событий, способный создать массу проблем жильцам частного дома, коттеджа или дачи.
2. Вторичный. Менее опасный поражающий фактор атмосферного электрического разряда, конечно, по сравнению с прямым попаданием, но тоже способный доставить много неприятностей собственнику частного владения. Дело в том, что молния, разрядившаяся недалеко от дома, формирует мощное индукционное поле, создающее скачек питающего напряжения в электрической проводке. Такое перенапряжение способно полностью  вывести из строя бытовую технику и электроприборы.

Защитить свою собственность от вторичного поражающего фактора можно простым отключением электроприборов от питающей сети на весь период времени прохождения грозового фронта. Для эффективной защиты от прямого попадания молнии необходимо выполнить монтаж молниезащиты в коттедже, частном доме или на даче.

Установка громоотвода и дополнительного защитного оборудования позволит избежать негативных последствий от воздействия разряда на вашу жилую собственность и на проживающих в ней людей, независимо от типа поражающего фактора. Далее мы рассмотрим виды и категории молниезащиты.

Категории и виды внешней защиты от молний

Атмосферная молния — это мощный разряд электричества, подчиняющийся основным законам физики. Всем известно, что электрический ток движется по пути с наименьшим сопротивлением. Главной задачей блока грозозащиты любого вида создать именно такой путь для прохождения электроэнергии, минуя конструкцию строения. При ударе молнии в частный дом, оснащенным таким блоком, вся мощь электрического заряда просто-напросто уйдет в поверхность земли, не нанеся ущерба постройкам, электроприборам и человеку.

В народном сленге такой виды защиты частных строений называется по-разному: заземлением загородного дома, системой молниеотводов, а также громоотводами. Последний вариант наименования совершенно некорректен, ведь гром — это звук удара молнии и отводить его никуда не нужно. Но термин давно прижился и используется в разговорной речи. Независимо от того, как называется защита дома от молний, она предназначена для выполнения одной задачи — отвода энергии атмосферного электрического разряда в землю. Блоки грозозащиты делятся на три категории: по методу и виду защиты, а также по конструктивным особенностям.

1. Методы защиты. Эта категория делится на два вида молниезащиты: активную и пассивную. В активной системе приемник молний оснащен специальным ионизатором воздуха, который своей работой провоцирует накопленное атмосферой статическое электричество на разряд. По своей сути, активная защита притягивает молнию, тем самым исключая возможность прямого попадания молнии в объект недвижимости и рядом находящиеся постройки. Пассивные системы не оснащены никакими дополнительными устройствами, поэтому молния может на ней разрядиться, а может и ударить в другое место, но в любом случае данный вид молниезащиты создает надежный барьер от прямого попадания разряда в дом. В то же время она не способна защитить бытовую технику от вторичного поражающего фактора. Для защиты от него необходимо устанавливать дополнительное оборудование.
2. Виды защиты. В этой категории защита дома от разряда делится на два типа: внутреннею и внешнюю. Внутренняя система защищает частное владение от вторичного поражающего фактора, а внешняя от первичного. В связи с тем, что активные системы защиты от атмосферных электрических разрядов практически не применяются в быту, то блок грозозащиты дома, коттеджа или дачи должен состоять из двух частей: внешней и внутренней.
3. Конструктивные особенности. В этой категории блок грозозащиты для частного дома делится на типы по особенностям конструкции внешних приемников молний. На данный момент существует три основных типа молниеприемников: штыревые, сетчатые и тросовые. Каждый из них хорош по-своему. Штыревые молниеотводы самые дешевые, но менее эффективные по сравнению с сетчатыми и тросовыми приемными элементами.

Выбрать лучшую защиту от разряда атмосферного электричества для своего дома вам поможет следующая глава статьи, в которой мы расскажем о конструкции наиболее популярной пассивной внешней молниезащите, в дополнение к которой необходимо устанавливать и внутреннюю защиту от вторичного поражающего фактора.

Конструкция пассивной внешней защиты от молний

Конструкция внешнего громоотвода на даче, в коттедже или частном доме довольна проста. Она состоит из трех составляющих частей: приемника молний, токоотводов и заземляющего контура. Токоотводы и заземлители имеют стандартную конструкцию. В отличие от них, молниеприемники пассивных систем защиты можно разделить на три типа, которые мы подробно рассмотрим ниже.

1. Стержневой. Самый распространенный тип приемника атмосферных разрядов в системах пассивной внешней грозозащиты. Стандартный вид такого молниеприемника — это металлический прут длиной от 2.5 метров с диаметром от 10 до 20 мм, но можно использовать и стальные трубы с заваренными торцевыми отверстиями. Количество таких стержневых элементов зависит от площади дома. Для небольшого строения достаточно одного приемника, ну а для домов площадью более 200 кв. м следует устанавливать несколько стержней, с расстоянием между ними не менее 10 метров. Устанавливают стержневые молниеприемники на частном доме с помощью специального диэлектрического крепежа, который исключает переход разряда на конструкцию строения. Металлический стержень можно установить на отдельной опоре или высоком дереве, расположенном вблизи частного дома. Такой вариант хорош тем, что не портит внешний облик дом. Но следует заметить, что главным условием размещения молниеприемника является то, что он должен быть установлен выше основного дома и других построек частного владения.
2. Тросовый. Этот тип молниеприемника неплохо зарекомендовал себя при устройстве молниезащиты частного дома с крышей из металлочерепицы. Такая кровля сама по себе является отличным проводником грозовых разрядов, поэтому ее следует надежно защищать от попадания молний. Тросовые молниеотводы намного эффективней, чем стержневые, но их монтаж сложен и требует больших трудозатрат. Для установки этого типа приемников молний используется металлический трос, который закрепляется на коньке дом по всей его длине. Основным условием монтажа молниезащиты на базе тросового молниеотвода является следующий фактор: натяжка троса должна исключать касание кровли. К тому же трос монтируется на диэлектрических опорах.
3. Сетчатый. Такой молниеотвод изготавливается из металлической проволоки с диаметром сечения не менее 6 мм. Натягивают провод по всей площади кровли с созданием квадратных ячеек размером не более 6×6 метров. Как и в случае с тросовым молниеотводом, провод сетчатой системы не должен касаться кровли. Его необходимо монтировать на опорах, не проводящих электрический ток. Эффективность этого типа молниеприемников очень высока, но используются они крайне редко, так как трудны в монтаже. Кроме того, сетчатый молниеотвод затрудняет эксплуатационное обслуживание кровли частного дома и ухудшает ее внешний вид.

Какой тип молниеотвода использовать — выбирать вам! Каких-либо строгих рекомендаций дать на этот счет невозможно. Все три типа молниеприемников способны надежно защитить частный дом от первичного поражающего фактора молнии.

Следующими элементами в системе молниезащиты являются токоотводы. Главная их задача — это передача энергии атмосферного разряда от молниеприемника к заземляющему устройству. Токоотводы можно изготовить из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм, специального медного или алюминиевого кабеля или стальной ленты шириной от 30 мм и толщиной более 2 мм. Любой токоотвод закрепляется на концах молниеотводов с помощью резьбового соединения, сварки или пайки. В частных домах, построенных из негорючих материалов, этот элемент грозозащиты крепится на стенах в незаметном месте с использованием металлического крепежа. Нельзя размещать токоотводы вблизи с окнами и дверями.

Особые требования предъявляются к монтажу токоотводов молниезащиты деревянного дома. При попадании молнии в систему молниезащиты в частном дома, провода токоотводов могут разогреться до высоких температур. Чтобы исключить возгорание деревянных стен строения необходимо правильно установить токоотводящую часть системы грозозащиты. Токоотводы необходимо располагать на расстоянии не менее 10 см от стен постройки. Для одного стержневого молниеприемника необходимо установить один токоотвод, а для тросовых и сетчатых приемников разряда два токоотводящих элемента. Количество токоотводов зависит от количества концов молниеприемников и площади и конструкции кровли.

Последним элементом в системе внешней защиты частного дома от атмосферных электрических разрядов является заземляющее устройство. Простейший заземлитель — это два металлических прутка диаметром не менее 30 мм, забитые в почвенный слой на 2–3 метра и соединенные между собой перемычкой из металлической ленты. Расстояние между этими заземляющими элементами должно быть не менее 3 метров. К этой конструкции присоединяется токоотвод исключительно путем сварного соединения.

Мы рассмотрели конструкцию внешней пассивной молниезащиты. Она способна эффективно защитить частный дом от первичного поражающего фактора молнии. Для защиты дома, коттеджа или дачи от перенапряжений в сети, возникающих при воздействии второго поражающего фактора грозового разряда, необходимо устанавливать дополнительное оборудование. Эти приборы обеспечивают внутреннюю защиту от молний.

Внутренняя молниезащита

Бытовую технику и электроприборы в частном доме следует защищать от воздействия мощного индукционного поля, которое возникает в результате атмосферного разряда. Внешняя молниезащита не способна справиться с этой задачей. Для защиты от грозовых перенапряжений необходимо использовать специальные электротехнические устройства. Они называются устройствами защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП) и устанавливаются в распределительные щиты на входе электрических линий в частный дом. В настоящее время на рынке присутствует большой ассортимент таких приборов, с разными возможностями и уровнем защиты от импульсных скачков напряжения.

Только после установки УЗИП в распределительный щиток и монтажа внешней молниезащиты вы с уверенностью сможете сказать, что ваш дом надежно защищен от всех поражающих факторов молнии. Мы рассмотрели конструкцию защиты от молний для частного дома как внешней, так и внутренней. В следующей части статьи будет дан ответ на вопрос: как сделать громоотвод на даче, в коттедже или частном доме своими руками.

Самостоятельный монтаж молниезащиты

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что монтаж защиты от молний можно осуществить своими руками без привлечения наемных работников. Конечно, если вы обладаете элементарными навыками монтажных работ. В противном случае следует пригласить специалиста. Если вы все же решили осуществить монтаж громоотвода собственными руками, то сначала следует выполнить проектирование и расчет молниезащиты. Этот процесс не вызовет затруднений. Мы коротко расскажем о проектировании молниезащиты и ее самостоятельном монтаже на примере установки громоотвода со стержневым молниеприемником. Это самый популярный вариант защиты от грозы загородной недвижимости.

Громоотвод со стержневым приемником молний обеспечивает защиту в виде воображаемого конуса, c вершиной на конце молниеприемника. Во внутреннюю зону этого конуса, для обеспечения надежной защиты строения от молний, должен попадать весь объект.

На приведенном рисунке мы видим, что часть дома не попала в зону защиты, поэтому необходимо перенести молниеприемник на середину дома или увеличить его высоту. Лучшим местом для монтажа штыря молниеприемника является конек крыши или печная труба. Расчет высоты стержневого приемника рассчитывается по следующей формуле.

• Rx — нижний радиус защиты воображаемого конуса, который необходимо замерить рулеткой на поверхности земли;
• Ha — высота активной зоны защиты от молний, которая замеряется от земли до наивысшей точки воображаемого конуса;
• Hx — самая высокая точка частного дома, которая может находиться на коньке кровли, печной трубе или на других элементах конструкции;
• H — высота стержня молниеприемника.

После расчета длинны стержня молниеприемника следует определиться с его местоположением и проложить воображаемую трассу монтажа токоотвода от стержня до места установки заземлителя. На этом проектирование и расчет молниезащиты закончен и можно приступить непосредственно к монтажу громоотвода.

Монтаж заземлителя

В первую очередь следует смонтировать заземляющий контур. Для выполнения работ вам понадобится следующий инструмент и материалы:

• болгарка с отрезными кругами, сварочный аппарат, кувалда, молоток и лопата;
• стальной уголок 40×40 для вертикальных штырей и полоса 40×5 для перемычек.

Заземлитель следует монтировать недалеко от стены дома. Выбираем место и выкапываем равностороннюю треугольную траншею глубиной 70 см со сторонами 1.2 метра. До стены дома также необходимо прокопать траншею для укладки токоотвода. В углах треугольника забиваем отрезки стального уголка на глубину 2 метра.

К концам штырей приваривается полоса. К одному углу контура приваривается стальная полоса и выводиться на стену дома, где к ней будет присоединен токоотвод от молниеприемника. Траншея закапывается и утрамбовывается. Заземлитель готов к подключению токоотвода.

Монтаж приемника молний

Лучшим местом для крепления стержня молниеприемника является печная труба, расположенная вблизи конька кровли. Крепить мачту удобнее всего кронштейнами с хомутами на концах.

Альтернативным вариантом крепежа штыря молниеприемника является его установка на специальную опору на коньке дома.

На заключительном этапе монтажа к нижнему концу стержня крепится токоотвод при помощи хомута с резьбовым соединением.

Монтаж токоотводов

Токоотвод, металлический провод диаметром не менее 6 мм прокладывается непосредственно по кровле и стене дома, к месту выхода соединительной стальной полосы от контура заземления. Вся конструкция крепится к кровле и стенам дома пластиковыми или металлическими хомутами с опорой.

Нижний конец провода токоотвода закрепляется на металлической полосе заземлителя с помощью резьбового соединения.

На этом монтаж внешней грозозащиты закончен, но если не установить блок внутренней защиты от перенапряжений, то ваша система защиты от молний будет неполной.

Установка УЗИП

Устройство защиты от импульсных перенапряжений полностью обесточивает электрическую сеть дома при возникновении мощного индукционного поля, то есть вторичного поражающего фактора молнии. Модуль устанавливается в распределительный щиток по следующей схеме.

После установки УЗИП ваша молниезащита частного дома получает полностью законченный функциональный вид. С этой системой ваша недвижимость и бытовая техника надежно защищены от атмосферных электрических разрядов.

Заключение

Качественный монтаж громоотвода обеспечит вам комфортное проживание в своем доме. В этом случае защита от всех поражающих факторов молнии будет обеспечена. Но следует заметить, что молниезащиту необходимо периодически проверять на наличие повреждений. Главное внимание при профилактическом осмотре нужно уделять всем соединениям. Только при условии работоспособности громоотвода, ваш дом будет надежно защищен от попаданий молний.

Видео по теме

Хорошая реклама

Молниезащита частного дома: виды, устройство и монтаж

Молния — электрический искровой заряд, сопровождающийся яркой вспышкой света. Удар молнии способен привести к самым разрушительным последствиям, так как сопровождается выделением большого объема тепловой энергии, что часто ведет к пожарам.

Однако самое опасное последствие молнии не в разрушении имущества, а в опасности для жизни и здоровья человека. От ударов молнией ежегодно гибнут или остаются инвалидами тысячи людей. Правильно установленная молниезащита в частном доме — важнейшая мера, обеспечивающая безопасность жильцов и сохранность имущества.

Типы поражения молнией

Существует две фактора поражения ударом молнии:

1. Первичный фактор. Непосредственное попадание в здание. Вследствие этого возникает та или иная степень повреждения конструкции дома. В некоторых случаях возможен пожар. Первичный фактор наиболее опасен, так как речь идет о прямом ударе.
2. Вторичный фактор. Для жильцов не представляет непосредственной угрозы. Негативное воздействие сводится к возникновению электромагнитной индукции в электропроводке здания. Результат воздействия вторичного фактора — мощный перепад напряжения, вследствие которого происходит оплавление микросхем и выход электробытовой техники из строя.

Чтобы обезопаситься от вторичного фактора, достаточно отключить электроприборы во время грозы. Молниезащита дома — единственная возможность защититься от первичного фактора.

Молния хоть и является сильным электрическим разрядом, всегда действует по пути наименьшего сопротивления. Главная задача молниезащиты — перевести отвести удар с защищаемого объекта в другую среду. Защитная система переводит электрический разряд в землю, а здание остается невредимым.

Разновидности молниезащиты

Системы защиты от молнии делят по нескольким критериями. По методу защиты молниеотводы принято разделять на два типа:

• активные;
• пассивные.

Активные системы — недавнее изобретение. Их суть в наличии в молниеприемнике ионизатора, издающего импульсы и тем самым притягивающим молнию. Приемник «перетягивает» молнию на себя, в результате чего защищаемые объекты выходят из-под удара. Оборудование для активной защиты стоит дорого и устанавливается исключительно специалистами.

Другой тип защиты — пассивный. Такие системы включают молниеприемник, токоотвод и заземлитель. Это самый распространенный тип защитных систем. Задача пассивной защиты — принять на себя удар молнии и отвести разряд в землю.

Еще один критерий — вид защиты. Различают внешнюю и внутреннюю защиту. Внешняя предохраняет здание от непосредственного удара молнии, а внутренняя — защищает электрические сети от возникновения перенапряжения.

Последний критерий — особенности конструкции молниеприемника. Устройства подразделяют на штыревые, тросовые и сетчатые.

Конструкция молниезащиты

В составе системы защиты от молнии три компонента — молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

Молниеприемник

Устройство предназначено для приема удара молнии. Его устанавливают на кровле здания с тем расчетом, чтобы молниеприемник был самой высокой точкой. Наиболее простой в конструкционном отношении тип приемника — стержневой: прут из металла диаметром от 10 до 18 миллиметров и длиной от 2,5 метра. В качестве стержневого приемника подойдет и полая металлическая труба, однако ее торцы нужно заварить.

Количество молниеприемников зависит от масштабности строения. Для небольших зданий достаточно одного штыря, хотя рекомендуется предусмотреть два приемника. Для зданий свыше 200 квадратных метров понадобится 2 – 3 или более стержней.

Чтобы предотвратить переход заряда непосредственно на здание, молниеприемник фиксируют на кровле с помощью деревянных брусков или особых фиксаторов. Устройство иногда размещают на отдельной опоре неподалеку от здания. В последнем случае руководствуются нежеланием портить внешний вид крыши. Экзотическое, но вполне эффективное решение — установка приемника на высоком дереве. Главное, чтобы устройство находилось выше самой высокой точки здания.

Менее распространенный тип приемника — тросовая система. Применяется трос, натянутый во всю длину конька кровли и зафиксированный на деревянных опорах. Трос не должен соприкасаться с материалом крыши.

Еще один вид приемников — сетчатый. Производится из металлической проволоки с 6-миллиметровым сечением. Проволоку растягивают по всей кровле и крепят к деревянным опорам на расстоянии 6 – 10 см от крыши.

Токоотводы

Предназначение токоотвода — транспортировка электрического заряда от молниеприемника к заземлительному устройству. Токоотводом обычно выступает металлическая проволока диаметром более 6 миллиметров. Подойдет стальная лента толщиной от 2 миллиметров и шириной от 25 – 30 миллиметров.

На стенах из негорючего материала токоотвод фиксируют в произвольном месте. Следует избегать участков возле оконных и дверных проемов. К молниеприемнику токоотвод прикрепляют сваркой, болтами или пайкой.

Количество токоотводов определяется количеством приемников и их типом. Для одного стержневого приемника нужен один отвод. Для каждого тросового или сеточного устройства необходимы два токоотвода.

Заземлитель

Устройство изготавливают из двух стальных прутов. Их закапывают в землю на глубину 2 – 3 метра. Между прутами выдерживают по крайней мере расстояние в 3 м. Пруты объединяют перемычкой на глубине 50 – 80 сантиметров в грунте. Токоотвод крепится к перемычке.

Обратите внимание! Если грунтовые воды близко, заземлитель располагают по горизонтали на глубине не менее 80 сантиметров.

Установка молниезащиты

Монтажные работы осуществляют по подготовленному проекту. В процесс создания плана нужно выполнить ряд действий:

1. Сделать выбор в пользу какой-либо из конструкций приемников (стержневой, тросовый или сетчатый).
2. Определиться с высотой монтажа стержня.
3. Найти место для монтажа устройства заземления. Его устанавливают на расстоянии не меньше одного метра от стен здания и не ближе 5 метров от дорожек и входа в дом. Рядом с заземлительным контуром не должны находиться детские площадки, места для отдыха и т. п.
4. Сделать расчет расстояния от приемника до самой отдаленной точки заземляющего контура.
5. Выбрать конструкционные материалы для изготовления системы.

Для выполнения установки понадобятся штыковая лопата, сварочный аппарат, пластиковые фиксаторы для токоотвода, молоток и электрическая дрель.

Вначале роют траншею для размещения в ней заземлителя. Траншею делают в виде ровной трехметровой линии или треугольника. Если выбрана линия, электроды устанавливают в грунт на концах траншеи. Электроды объединяют металлическим прутом, а затем скрепляют сваркой. В случае с треугольной формой три электрода устанавливают на вершинах фигуры и объединяют их в металлическую конструкцию при помощи сварочного аппарата.

Заземление располагают на глубине примерно 80 сантиметров. Предпочтительнее постоянно сырой грунт. Для сухих грунтов понадобится регулярное увлажнение. Чтобы улучшить электропроводность песчаного грунта, его обрабатывают солевым раствором.

Один конец токоотвода объединяют сваркой с молниеприемником, а другой — с заземлителем. Важно соблюсти прилегание токоотвода по всей длине перемычки между стержнями. Приваривать токоотвод нужно в нескольких местах. Участки сварочных работ красят антикоррозийным лакокрасочным материалом.

Токоотвод не должен соприкасаться со стенами здания. Его фиксация осуществляется токонепроводящим крепежом. Расстояние между стеной и токоотводом не должно быть меньше 10 сантиметров.

Установка тросового приемника

Стальной трос натягивают на несколько металлических мачт (их количество составляет от 2 до 4, в зависимости от размера кровли). Мачты устанавливают на деревянных брусках, чтобы избежать соприкосновения с материалом кровли (речь идет о металле). К мачтам прикрепляют концы троса, который должен быть идеально натянут. К одному из окончаний троса приваривают токоотвод. Вместо сварки подойдет болтовое соединение.

При наличии дымохода вокруг него несколько раз оборачивают трос. Концы троса крепят к уже установленному приемнику.

Установка стержневого приемника

Основой стержневой системы станет стальной штырь длиной от 40 до 150 сантиметров или труба. Опорой для приемника могут послужить такие элементы:

• стоящая на земле высокая мачта;
• ТВ-антенна;
• высокое дерево;
• станина.

Штырь приемника прикрепляют к мачте с помощью сварочного аппарата или болтами, после этого устанавливают токоотвод.

Обратите внимание! После окончания монтажных работ необходимо протестировать сопротивление системы. Показатель должен быть меньше 10 Ом.

Советы по уходу за молниезащитой

Чтобы система защиты от ударов молнии пребывала в исправном состоянии, за ней нужен уход. Рекомендуется выполнять следующие мероприятия:

1. Каждый год устраивать проверку всех компонентов системы на работоспособность. Делать это нужно весной — после окончания зимнего сезона.
2. Проверять материал на ржавление. В случае надобности менять заржавевшие элементы.
3. Один раз в 2 – 3 года красить детали молниезащиты, прочищать контакты, тестировать соединения на работоспособность.
4. Каждые 5 лет откапывать заземлитель и проверять его техническое состояние.

Внутренняя защита дома

Пассивная внешняя защита работает круглосуточно, ее не нужно постоянно контролировать на предмет исправности. Однако когда разряд молнии попадает в зону, недоступную для молниеотвода, и возникает электромагнитная индукция, угрозе подвергается вся техника в доме. Для обеспечения высокой безопасности нужна не только внешняя защита, но и внутренняя предохранительная система.

Внутренняя защита предполагает проведение мероприятий, направленных на предотвращение перенапряжения в электрических сетях. Перенапряжение возникает как следствие удара молнии, когда токи направляются по индуктивным и резисторным связям. Результатом перенапряжения станут оплавление микросхем и поломка электробытовой техники на даче или в квартире.

Внутренняя защита от молнии состоит в использовании специального прибора — устройства защиты импульсного перенапряжения (сокращенно УЗИП). Существует несколько классов такого оборудования. Первый класс предназначен для защиты от прямых ударов молнии. Устанавливается на входе в здание во вводно-распределительном устройстве или распредщите. Второй класс устройств помогает справиться с коммутационными помехами. Выпускается оборудование класса 1+2, предназначенное для защиты небольших зданий, в том числе жилых домов.

Чтобы по-настоящему надежно защититься от ударов молнии, рекомендуется использовать комплекс мер: внешняя пассивная система должна сочетаться с активной. Установить систему громоотвода можно как своими руками, так и наняв специалистов. Если установить еще и внутреннюю защиту дома, за бытовую технику во время грозы можно не переживать.

Молниезащита частного дома: виды, устройство и монтаж

природа и физика явления, защитные меры и примеры

Молнии, образующиеся обычно в кучево-дождевых (грозовых) облаках, являются электрическим разрядом силой тока до 500 тыс. ампер. Они сопровождаются ослепительными, яркими вспышками и последующим оглушительным звуком (громом). Их природа долгое время была тайной для человека, поэтому люди наделяли молнии божественной силой. Только в 1750 г. благодаря опытам американца Франклина была разгадана загадка этого природного явления, а точнее его электрическую природу. Это стало толчоком к дальнейшему изучению физики молний и появлению методов молниезащиты зданий и строений.

Физика молнии

Исследования образования электрических разрядов показали, что все молнии можно разделить на межоблачные и удары в землю. В результате электризации облаков одна его часть становится положительно заряженной (верхняя), а другая — отрицательно (нижняя). После накопления достаточно больших зарядов, по типу конденсатора, происходит разрядка. Во время грозы разность электрических потенциалов между небом и землей становится чрезмерно большой и под воздействием космических лучей возникают каналы проводимости, происходит молниевый разряд. Сначала идет серия слабых разрядов (лидеров), они разогревают и расширяют канал. Когда головка лидера контактирует с поверхностью земли, начинается разгрузка (потенциалы постепенно выравниваются).

В результате разрядов выделяется огромное количество энергии, которое может стать причиной таких негативных последствий, как:

• частичное или полное разрушение здания;
• сильнейший пожар или техногенная авария;
• нарушение работы важной электроники и электрических приборов;
• мгновенная смерть или серьезные травмы человека или животных.

Самые сильные грозы можно наблюдать в Венесуэле в устье реки Кататумбо. Здесь вероятность удара молний наивысшая в мире, так как грозы можно наблюдать 70-200 дней в году, и число молниевых разрядов может достигать 28 в минуту. Однако, известны случаи, когда после удара молний люди оставались живы (Рой Салливан – человек-громоотвод выжил после 7 ударов). Чаще всего молнии наблюдаются в Африке (Конго, Камерун). В Конго молнией была убита целая футбольная команда. Поэтому молниезащита зданий, опасных или исторически ценных объектов и сооружений, сегодня — одно из важных мероприятий при строительстве и охране строений.

Грозозащита

Молниезащита — это комплекс мер и приспособлений, применяемых для обеспечения безопасности сооружений и всего, что в них находится. Утвержденные инструкции РД 34.21.122-87 и СО 153-34.21.122-2003 дают представление о существующих требованиях при организации профессиональной грозозащиты и позволяют организовать ее с максимальной эффективностью. Проектирование системы громозащиты для каждого конкретного объекта должно включать оптимальную защиту от прямых ударов молнии и от вторичного попадания ее разрядов в электрические сети.

Сегодня различают внешнюю и внутреннюю системы грозозащиты. Внутренняя защищает от импульсных перенапряжений и важна для нормальной работы электроники и электрического оборудования и приборов. Внешняя система защищает здание, башню или корабль от прямых ударов молнии и представляет собой громоотвод, соединенный с токоотводом и заземлителем. Она бывает активного и пассивного действия. Наиболее распространенные типы внешней громозащиты — стержневая, тросовая и молниеприемная сеть.

Устройство молниезащиты в наиболее простом случае представляет собой установку одного или двух стержней из меди, алюминия, оцинкованной или нержавеющей стали на самой верхней точке здания. Далее они соединяются с токоотводом и заземлением. В частных домах молниеприемником может служить металлическая кровля, к которой в двух местах обязательно подводятся токоотводы с заземлением. Неметаллические крыши жилых домов защищают молниеприемной сеткой, для деревянных домов чаще применяют активную защиту, устанавливая рядом с домом громоотвод, притягивающий молнию.

Элементы молниезащиты сегодня можно увидеть практически на всех многоэтажных зданиях, на телевышках, башнях, трубах и куполах храмов. На статуе, установленной на здании баварского парламента, можно увидеть громоотвод. На крестах (молниеприемниках) собора Покрова Божией Матери на Рву (храм Василия Блаженного) также хорошо заметны токоотводы.