Как работает молниеотвод

Несмотря на всю непредсказуемость, высказывание о том, что молния не бьет два раза в одно и то же место, в основном действия молнии являются предсказуемыми. Все знают, что она не выбирает определенную цель, а просто ударяет в предмет, который находится выше всего. Никто не сомневается в мощности этого природного явления. Молния может принести колоссальные разрушения как постройки, так и вывести из строя всю электротехнику. Если дом находится на возвышении, то есть опасность его поражения электрическим разрядом. Как же быть в таком случае? На помощь приходит молниеотвод.

Это прекрасное дополнение к дому, что поможет решить проблему с попаданием молнии. В регионах с повышенным образованием электрических разрядов обойтись без подобного агрегата попросту нельзя. Из этой статьи вы узнаете, как работает молниеотвод, что это такое, какие разновидности конструкций можно найти и из чего состоит молниеотвод. Это поможет купить правильное устройство.

История создания молниеотвода

Еще в далеком XVIII веке люди начали исследовать магнетизм и электричество. Известный исследователь из Америки, который еще являлся политиком и одним из авторов Конституции США, а потом и ее президентом, Бенджамин Франклин изучал заряженные частицы. Его умозаключения привели к тому, что остроконечные проводники имеют прекрасные электрические свойства. Бенджамин и предложил использовать металлические устройства, установленные выше других конструкций, в качестве предотвращения попадания молнии. Это и были первые молниеотводы. Именно Бенджамин Франклин считается отцом молниеотводов, которые используются повсеместно по сей день.

В 1752 году он поделился своими умозаключениями и идеями с другом Джоном Коллинсоном. Однако участники лондонского королевского общества не восприняли идеи Бенджамина и только посмеялись над ним. А вот успех пришел к нему тогда, когда в 1752 году Томас-Франсуа Далибар установил молниеотвод по описанию Франклина. Он узнал о нем, переводя книгу автора, понял принцип работы и заинтересовался устройством. Исследователи из Франции выразили поддержку американскому коллеге.

Как видно на фото, устройство от Далибара напоминало заостренный штырь из железа, высота которого 40 футов. Для надежности его установили на деревянную подставку, что не проводит электричество. Когда 10 марта 1752 года была сильная гроза, проводник покрылся первыми россыпями искр, длинна которых 4-5 см. Это было подобие современного молниеотвода, что указывало на возможность «ловли» заряда.

Если говорить о России, то впервые молниеотвод увидел свет в 1753 году. Его создали М.В. Ломоносов и Г.В. Рахманов. С течением времени это полезное устройство модернизировалось и приобретало привычный нам вид.

Разновидности молниеотводов

Теперь делом мы рассмотрим типы молниеотводов. Что касается самого понятия, то если говорить просто – это устройство, которое устанавливается на постройках и защищает их от ударов молнии. Молниеотводы изготавливаются из токопроводящих металлических прутов. Механизм очень бесхитростный. Он состоит из трех основных частей. Их в силах сделать даже непрофессионал. Детали собираются в единую конструкцию и используются по назначению.

Вот из чего состоит стандартный молниеотвод:

• приемник молний;
• токоотвод;
• заземляющий контур.

Приемник молний. Конструкция состоит из железного элемента, устанавливаемого выше кровли на 3-4 м. При этом есть два варианта монтажа изделия: на крыше дома или же рядом с ней. Молниеотвод дополняется токоотводом и заземляющим контуром. Токоотвод представляет собой толстую жилу из меди или стали. Электрический разряд, который попал в приемник молний, проходит по токоотводу и передается к заземляющему контуру. В этом и заключается принцип действия молниеотвода. Сам заземляющий контур передает ток в землю. Благодаря этому молния не причинит вреда человеку или строению. Хотя есть разные виды изделий, по сути, они имеют подобное устройство.

Молниеотводы виды:

1. Стержневой молниеотвод. Этот тип устройства более всего похож на изобретение Бенджамина Франклина. С ним знаком практически каждый житель частного сектора. Он состоит из приемника молний, токоотвода и заземляющего контура. Подробная схема устройства изброжена на фото ниже.
   
2. Существует и линейный (второе название – тросовый) молниеотвод. В отличие от первого варианта, он состоит из натянутой проволоки или троса. Она натягивается между небольшими штырями на крыше дома. Отсюда и название изделия. Особенность вида в том, что он может ловить все молниевые разряды, не позволяя металлическим элементам постройки перехватывать ток. В остальном, принцип работы все тот же. В качестве токоотвода может служить медный кабель с большим сечением, или же прут из металла. По нему разряд проходит в заземлитель и приглушается. Фото поможет понять саму конструкцию.
   
3. Третий вариант – сетчатый молниеотвод. Как уже гласит само название, приемник молний сделан в виде сетки. Куда же его требуется установить? Он укладывается на поверхность кровли. Для этого потребуются толстые токопроводящие жилы, из которых и делается сетка. Она будет улавливать и передавать ток от молнии к токоотводу и заземлителю. Монтировать сетку можно на любой вид кровельного материала. А размер ячейки должен быть равен 6 м.
   

Если вам нужно защитить свой дом от молний, то подобные изделия как никак лучше подойдут для этой цели. А вот какой именно молниеотвод выбрать, решайте сами.

Контур заземления молниеотвода

В основном заземление молниеотвода сделано точно так же, как заземления самого дома. Только вот важно обратить внимание на то, что контур заземления дома и контур заземления молниеотвода не должны быть связанными друг с другом. Они остаются двумя отдельными элементами. Ведь соединив приемник молний с заземлением дома можно за один раз потерять не только электроприборы, но и постройку в целом. Получается, что для защиты постройки от молний следует сделать отдельное заземление.

Сделать его не так сложно, как кажется. Вот несколько требований:

1. Длина или глубина электрода заземления молниеотвода должна составлять от 3 м. Так будет правильно с точки зрения безопасности.
2. Если говорить о самих электродах, то рекомендуемое сечение не должно быть меньше 25 мм. Заземление представляет собой сплошной прут из металла.
3. Что касается заземления дома, можно отметить, что его расположение может быть линейным. А вот заземление для молниеотвода делается в треугольном виде.
4. Следует придерживаться расстояния между вершинами треугольника, равного 3 м.
5. Электроды соединяются шиной в единый контур. Если она сделана из арматуры, то рекомендуемый диаметр 12 мм и больше. Когда шина сделана из металлической полосы, то размеры 50х6 мм.
6. Очень важно выполнить качественные соединения посредством сварки. Конструкция делается прочной и надежной. Итак, заземление выглядит как три электрода, соединенных вертикальными электродами.

Соединяем заземление и молниеприемник

Соединяющим элементом молниеотвода является токоотводящая или токопередающая часть. Без нее молниеотвод для дома будет бесполезным. К токоотводящей части тоже предъявляются особые требования. Ведь можно только представить, что будет если жила или прут попросту не выдержит нагрузки и перегорит. Тогда разряд молнии попадет в дом и беды не избежать. Вот почему так важно ответственно подойти к вопросу установки молниеотвода.

Ниже приводятся два важных нюанса, которые требуют беспрекословного выполнения при установке молниеотвода:

1. Первый момент – это сечение провода. Его должно хватать на передачу электричества от молнии. Если говорить о цельном медном проводе, то минимальное сечение – 6 мм. А если в качестве токоотвода используется стальной прут, то сечение выбирается 10 мм и больше.
2. Второй момент – процесс соединения провода с заземлением и молниеприемником. Задача упрощается, если все элементы молниеотвода сделаны из стали. Тогда соединение каждого элемента выполняется посредством сварочного аппарата. Что касается длины сварного шва, то она должна составлять не меньше 600 мм. Если же это медная жила, то для соединения потребуются специальные клеммы, которые выглядят как пластины. Они имеют ложбинки для кабеля и соединяются друг с другом винтами.

Еще стоит обратить внимание на фиксацию токоотвода к стене дома. В таком случае идеальный вариант – клипсы из пластика. А чтобы продлить эксплуатационный срок молниепровода, лучше изолировать его от внешней среды, используя кабель канал. Это своего рода оплетка на провод.

По сути, работа по установке молниеотвода завершена. Осталась самая малость. Важно защитить отдельные элементы кровли. Например, при наличии дымохода его требуется обмотать вокруг несколькими витками отводящей электричество жилой, соединив ее с приемников молний. То же самое делается с металлическими элементами водосточной системы: трубы и желоба. Если сделать это, то можно быть уверенными, что даже при сильной грозе дом будет защищен от молний.

proroofer.ru

Принцип работы молниеотвода

Перед тем, как начать делать молниеотвод, нужно разобраться в принципе его работы. Представим себе постоянно заряжающийся огромный конденсатор, а роль его обкладок будут играть земля и облака. Во время грозы обкладки конденсатора начинают очень интенсивно электризоваться относительно друг друга. А когда разница в напряжении становится равной напряжению пробоя между облаками и землей, то в этот самый момент и рождается разряд молнии, который достигает миллиардов вольт. Для того чтобы замкнуть конденсатор необходим проводник, с ролью которого прекрасно справляется молниеотвод. Таким образом, с его помощью происходит постоянное разряжение конденсатора и, соответственно, заряд на обкладках не накапливается. А напряжение в области молниеотвода понижается практически до нуля.

Говоря иначе, молниеотвод создает условия, при которых молния просто не может возникнуть. То есть, он не поглощает молнию, а отводит ее на себя, отсюда и название конструкции – молниеотвод.

Конечно же, полностью защитить от опасности поражения может только правильно устроенный молниеотвод. Здесь большое значение имеет правильно организованное заземление. Нередки случаи, когда молния ударяла в высокие металлические мачты, оснащенные, вроде бы, правильно организованным заземлением. Но, как известно, рыба ищет там, где глубже, человек – где лучше, а молния – где меньше сопротивление. Поэтому самым удобным вариантом для нее становится металлический провод, который находится просто в воздухе. Именно таким объектом является незаземленная мачта и запущенный или некачественно устроенный молниеотвод. И чтобы избежать возможных неприятностей начинать сооружение конструкции необходимо именно с заземления.

Заземление для молниеотвода

Что же такое правильное заземление и как его организовать? Лучше всего для этого использовать металлический предмет с максимально большой площадью, который необходимо закопать на максимально доступную глубину. В качестве заземления подойдет толстостенная труба или несколько уголков, скрепленных вместе в виде перевернутой буквы «Ш» и забитых в землю. Но следует помнить, что глубина, на которую закапывают или забивают в землю металлические предметы, должна быть не меньше двух метров. Прекрасным вариантом заземления может стать широкая арматурная сетка из проволоки, спинка металлической кровати, железная бочка или просто лист железа. Кстати, при закапывании бочки, можно совместить устройства септика из нее и заземления.

В жаркие и засушливые месяцы стоит дополнительно увлажнять участок с заземлением, так как сухая почва значительно уменьшает электропроводимость тока. Этот вопрос можно решить довольно просто. Достаточно подвести к этому месту слив воды с умывальника, расположенного на улице либо сток с крыши. А можно просто выливать время от времени на этот участок пару ведер воды. При помощи обычной соли или селитры также можно повысить электропроводность. Для этого каждые несколько лет в районе заземления проделывают углубления путем забивания толстого колышка или просверливания шурфика. В эти углубления засыпают соль или селитру. И не беспокойтесь о растениях, которые находятся вблизи, так как соль не попадает на поверхность грунта, а рассасывается вместе с грунтовыми водами на приличной глубине.

К молниеотводу от заземления необходимо провести провод, используя при этом самый короткий путь. Нужно взять достаточно надежный кабель или прочную проволоку максимального сечения. Отличным выходом станет алюминиевый витой провод, используемый на столбах. Провод необходимо изолировать при помощи гофрированного канала или трубки, а в качестве крепления использовать скобы из пластика или жести. Ведя кабель к молниеотводу, обратите особое внимание на то, чтобы он не соприкасался с любыми частями дома или другими постройками.

Как сделать молниеотвод своими руками?

Молниеотвод желательно выполнять из нержавеющего материала. Это может быть оцинкованный стальной уголок, полоса луженой жести, дюралевый профиль или сетка из оголенной медной проволоки. Проводник должен иметь достаточно большую площадь и сечение. В отличие от кабеля, который ведет к заземлению, молниеотвод ни в коем случае нельзя покрывать краской или изолировать каким-либо другим способом. Важным условием установки данной конструкции является обдувание его ветром, чтобы молниеотвод мог принять удар молнии на себя и перенаправить его в землю.

Чтобы представить себе принцип действия молниеотвода, необходимо представить, что он накрыт конусом, а их вершины при этом совпадают. Боковая поверхность воображаемого конуса наклонена к горизонтали под углом в 45°. Получается, молниеотвод защищает такую же поверхность, на какую он поднят. Соответственно, чтобы защитить максимально большую площадь от удара молнии, необходимо установить молниеотвод как можно выше. Исходя из этих представлений, и устанавливают молниеотводы, чтобы защитить как можно больше строений.

Очень удобно для размещения молниеотвода воспользоваться высоким деревом, которое растет возле дома. Чтобы не травмировать дерево, конструкцию на длинном шесте прикрепляют к нему синтетическими хомутами и поднимают на максимальную высоту, следя за тем, чтобы дачный дом оказался в пределах конуса.

При отсутствии дерева можно воспользоваться телевизионной антенной, расположенной на крыше. Металлическая и не покрытая краской, она и сама может стать молниеотводом, осталось только ее заземлить. А если антенна из дерева, то можно к ней присоединить три оголенных провода, при этом хотя бы один должен обдуваться ветром с одной из сторон, а этот провод заземлить.

Еще одним выходом, при отсутствии деревьев и антенны, станет печная труба. К ней прикрепляют трехметровый металлический штырь и заземляют его. Слабая труба может не выдержать сильных порывов ветра и повредиться. Но есть еще один способ.

Для начала устанавливают металлические или деревянные мачты на фронтонах дома, каждая по 2 метра высотой относительно конька. Между мачтами натягивают на изоляторах поволоку, которую заземляют. Таким образом, над строением получается защитный шалаш с полуконусами на торцах.

openfile.ru

Основы работы молниеотвода, общее устройство молниеотвода

Даже не в столь далекие времена гроза и молния считались непредотвратимым стихийным явлением, от которого уберечься можно было лишь по чистой случайности. Со временем точка зрения на молнию, конечно же, изменилась. Ученые давно проникли в физическую суть молнии. Но еще раньше люди заметили, что молния ударяет не куда угодно, а выбирает для этого наиболее высокие места и предметы. Вполне логично было предположить, что можно искусственно предоставить ей такую возможность – бить в самую высокую точку, при этом обезопасив близлежащие строения и, конечно же, людей.
Проблемой защиты от молнии занимались многие ученые. Но лишь известный русский ученый Михаил Ломоносов добился на этом поприще действительно выдающихся успехов. В сотрудничестве с другими видными учеными мужами своего времени ему удалось сконструировать эффективный громоотвод, принцип действия которого работает и по сей день.
Как правило, классический громоотвод (он же молниеотвод) состоит всего из двух частей:

• Приемник молний, который собой представляет металлический стержень, укрепленный как можно выше;
• Провод, по которому ток от молнии поступает в заземлительный контур.

Так как планета Земля в любом случае будет больше любого расположенного на ней объекта, то все миллионы вольт, которые принимает на себя громоотвод, уходят именно в землю, не причиняя вреда животными и людям, не нанося ущерба постройкам.

Какие бывают молниеотводы: конструктивные разновидности

В целом, громоотвод, как уже было отмечено, собой в конструктивном плане представляет довольно нехитрое устройство. Однако важно учитывать некоторые тонкости для того, чтобы он работал корректно и обеспечивал хорошую защиту.
Так железный приемник молний следует поднять над крышей самого высокого поблизости строения на несколько метров. Его укрепить можно и на самой постройке, и на отдельном шесте неподалеку.
Токоотвод собой представляет довольно толстую жилу, которая может быть изготовлена как из меди, так и из железа. Назначение его – передача тока от молниевого приемника к заземлительному контуру.
Контур заземления. Он обеспечивает передачу тока непосредственно в землю по тоководу.
Все без исключения громоотводы работают именно по такому принципу. Причем, токоотвод и контур заземления всегда остаются без значительных изменений. Говоря о разновидностях громоотвода, как правило, подразумевают различия в молниевом приемнике. Именно об этом и пойдет речь в остальной части данной статьи.

Итак, какого же типа бывают приемники молний?

Особенности конструкции стержневого молниеотвода

Самый простой и потому некогда (да и сейчас тоже) вид молниеприемника – стержневой. Такой установлен во многих частных секторах. Как правило, это обычная металлическая мачта, которая метра на два возвышается над крышей дома. Впрочем, как уже говорилось, можно смонтировать громоотвод и на отдельной мачте, неподалеку от дома.

Обратите внимание! Если установить приемник молний на металлическом шесте, то шест будет одновременно выступать и в виде токовода. К контуру заземления его можно будет прикрепить при помощи обычной сварки.

Учитывая то, что грозы нередко сопровождаются еще и довольно сильными ветрами, необходимо максимально прочно укрепить мачту. В противном случае увесистая конструкция может просто упасть – и нанести ущерб постройкам или даже здоровью человека.

Чем примечателен линейный громоотвод

Другая разновидность громоотвода – это линейный. Еще он носит название тросового. Конструктивно он устроен несколько сложнее, чем мачтовый, о котором говорилось выше. Собственно говоря, это трос из металла, растянутый между двумя мачтами.

Сам трос при этом соединяется с контуром заземления также при помощи токоотвода в виде медной или стальной толстой жилы. Жилу при этом важно действительно брать достаточно крупного сечения. В противном случае она может просто оплавиться из-за теплового действия электрического тока.
Считается, что такой вид молниеотвода способен уловить больше молний, благодаря чему обеспечивается большая безопасность даже во время самой интенсивной грозы.

Особенности сетчатого молниеприемника и громоотвода, основанного на его использовании

Как можно понять из одного только названия, такого вида приемник молний представляет собой специальную сетку, которая организуется из металлических жил. В свою очередь, такая сетка располагается сверху крыши и берет на себя все грозовые удары.
Ну а дальше все происходит по же привычной схеме: «пойманная» молния пропускает весь свой ток через толстый токовод прямо в контур заземления, где заряд благополучно гасится.
Благодаря тому, что сетка имеет довольно большую площадь, она способна уловить еще больше молний и не допустить попадания ни одной из них в металлические части строений.
Некоторые домовладельцы применяют даже одновременно несколько типов громоотводов. Впрочем, как правило, бывает вполне достаточно и одного. Главное – чтобы было все выполнено правильно во время сборки и монтажа конструкции.

Особенности монтажа молниеотвода и заземлительного контура

Контур заземления в случае с молниеотводами устроен примерно тем же самым образом, что и заземлительный контур для самого дома. Но нужно иметь в виду, что эти два контура между собой пересекаться ни в коем случае не должны. Это – отдельно функционирующие друг от друга элементы.
Если не внять этому правило, то можно после первого же удара грозы получить сильнейший разряд в розетки и в электрооборудование – и в итоге потерять не только дорогостоящую бытовую технику, а, быть может, и сам дом. Так что для заземления дома и для заземления громоотвода нужно предусмотреть два разных независимых контура.
Впрочем, процесс изготовления контура для молниевого отвода точно такой же, за некоторыми отличиями, которые необходимо принимать во внимание:

• Заземляющие электроды не должны иметь величину менее трех метров;
• При этом сами электроды должны иметь поперечное сечение не менее 2,5 см и быть выполнены в виде цельнометаллического прута;
• Контур заземления должен иметь только треугольную форму – это очень важно!
• Причем, между вершинами треугольника должно обеспечиваться расстояние от трех метров – собственно, это требование и обеспечивается через длину электродов;
• Шина, при помощи которой электроды объединяются в контур, обязана быть в диаметре не менее 1,2 см. Если же в качестве шины применяется полоска из металла, то ее параметры должны быть следующими: 50 х 6 мм;
• Сварные соединения должны быть выполнены максимально качественно – чтобы из-за нагревания они не могли разойтись

При этом важно обеспечить глубину залегания верхней части контура не менее 50 – 80 см.

Каким образом заземление соединяется с токоприемником

Поперечное сечение жилы, из которой состоит токовод, не должно быть мене 6 миллиметров в случае применения цельной жилы. Если берется прут, то его диаметр должен быть не менее одного сантиметра.
Соединение шины с заземлением и приемником облегчается, если вся система изготовлена из стали. Тогда все соединения можно произвести при помощи сварки. Важна длина сварного соединения: провар должен иметь в длину не меньше 60 см. Если же речь идет о жиле, то в этом случае придется действовать при помощи специальных клемм, представляющих собой пластины со специальными ложбинками для кабеля.
Крепление токоотводящей жилы к стене дома можно осуществить пластиковыми клипсами. Можно также само провод поместить в короб из токоизолята.

Что могут порекомендовать специалисты

Егор Дмитриевич Петров, электрик: в случае, если в постройке имеется дымоход, вокруг него рекомендуется намотать несколько витков отводящей жилы и затем соединить ее с молниеотводом. В отдельной защите могут нуждаться и такие элементы кровли, как трубы, водосточные желоба – в том случае если они изготовлены из металла. В идеале вообще все металлические части крыши должны быть обеспечены молниеотводами, однако на практике это либо просто не осуществимо, либо связано с преодолением большого количества трудностей.
Михаил Сурков, монтажник электрооборудования: не будет лишним позаботиться и о защите молниевых приемников от коррозии. Ведь им придется длительное время выдерживать не самые благоприятные природные условия. Для этого можно будет просто выкрасить стержень приемника или оцинковать его. Если же приемник изготовлен из меди, то дополнительной защиты от коррозии не требуется.

Выводы

Обустроить у себя на участке качественный громоотвод может каждый. Для этого потребуется не так много сил и времени. Но при этом крайне важно соблюсти все требования, которые были указаны выше. Ведь не стоит забывать, что величина разряда внутри молнии достигает миллионов вольт. Так что халатное отношение к обустройству молниеотвода может послужить причиной несчастного случая и нанесения вреда постройкам на участке.
1. СК Лайт Проф http://www.light-prof.ru/catalog — производство готовых молниеотводов, услуги по установке системы на месте.
2. Компания Ezetek http://ezrf.ru/goods/flash/ — молниеотводы и мачты по доступным расценкам, услуги по установке комплекта на объект.
3. АЛЕФ ЭМ http://www.groze.net/komplektuyushhie_dlya_molniezashhity.html — Молниезащита, заземляющие устройства, оказание услуг по доставке и монтажу приобретенных комплектов.
4. Хакель Рос http://www.zandz.ru/molniezashchita — отечественная компания, продающая комплекты для защиты от молнии и комплектующие к ним.
5. НПП ЭСТ http://www.uziprov.ru/shop/trosovyi-molnieotvod/ — тросовые молниеотводы и комплектующие к ним, компания изготавливает системы любой сложности и предлагает услуги по монтажу комплектов.

79w.ru

История молниеотвода

Земля, по сути своей, представляет огромный конденсатор. Одна обкладка – поверхность планеты и всего, что на ней находится. Другая обкладка выполнена из свободных зарядов в атмосфере. Воздух в этой системе играет роль диэлектрика. Именно его пробой и представляет собой молнию.

Осознав суть молнии как электрического процесса, изобрел и разработал устройство первого молниеотвода Бенджамин Франклин. Талантливый физик не смог развить свой дар в науке из-за бурной политической деятельности, благодаря чему его портрет изображен на стодолларовой купюре.

Тесла понял, что молния ударяет в самую высокую точку, связанную с Землей, по причине наименьшей толщины диэлектрика (слоя воздуха). В результате серии проведенных опытов, воздушный змей стал первым молниеотводом в истории. В России еще раньше подобные эксперименты проводил Ломоносов совместно с другим физиком Рихманом.

Вообще, молниеотвод – это устройство, отводящее разрушающую энергию молнии от защищаемого объекта и рассеивающее ее посредством заземления. О значении молниеотводов знали много веков назад, наблюдая, как молнии попадают в высокие деревья, колонны и башни. Однако научные эксперименты и обоснованные выводы были сделаны только в XIII веке.

Части конструкции

В принципе, устройство любого молниеотвода подразумевает наличие трех составляющих.

Молнеприемник должен выдерживать напряжения в миллионы вольт, высокую температуру и существенное ударное воздействие (молния может расщепить крупное дерево). Эту часть молниеотвода изготавливают из проводящего металла. Применяют стальную проволоку большого диаметра (10-12 мм), стальную полосу или пруток.

Токопровод, связывающий молниеприемник с заземлителем, выполняется из проводника, и должен выдерживать кратковременное протекание колоссальных токов. Производством токоотводов занимаются отечественные и зарубежные фирмы. Вместе с проводником они предлагают крепления, что значительно упрощает монтаж устройств.

Третья часть молниеотвода – заземляющее устройство (ЗУ), способствующее беспрепятственному растеканию тока в землю из токопровода.

Сюда же справедливо можно было бы добавить и основание, на котором собрана вся эта конструкция. Но обычно в его качестве выступают сами объекты защиты (здания, опоры ЛЭП и прочее), хотя устройство молниеотвода может предполагать его размещение как самостоятельной единицы на отдельном основании.

Для предотвращения коррозии элементы молниеотвода должны быть оцинкованы или хотя бы окрашены. Если применяется покраска, то часть заземлителя, находящаяся в грунте, не окрашивается.

Виды

В общем случае можно выделить следующие виды громоотводов, применяемых на практике:

• наиболее распространенные, благодаря низкой стоимости и простому устройству, но оттого не менее эффективные, стержневые молниеотводы;
• тросовые молниеотводы обеспечивают защиту протяженных объектов типа длинных строений или высоковольтных ЛЭП;
• сетчатым молниеотводам, обладающим наибольшей эффективностью, отдают предпочтение в случае защиты особо важных объектов.

Стоимость сетчатого громоотвода весьма высока. Поэтому, несмотря на высокую степень защиты, такие устройства применяются крайне редко, когда молниезащита имеет особое значение. Тросовые и стержневые системы примерно равнозначны по эффективности, но из-за простоты в обслуживании и небольшой разницы в стоимости последние имеют приоритет в применении.

Отдельным видом молниеотводов является активные системы молниезащиты. Внешне они практически ничем не отличаются от стержневых устройств. Разница лишь в том, что в молниеприемник (самый кончик) встраивается электронное устройство, способствующее генерации высоковольтных импульсов во время грозы. Создавая такую «приманку» для молнии, активные системы в буквальном смысле ловят ее. Устройство такого типа принято считать самыми эффективными.

Есть компании, освоившие производство молниеотводов на промышленной основе, но зачастую эти устройства, учитывая их простоту, делают самостоятельно.

Монтаж молниеприемника

Сразу следует оговориться, что требования ПУЭ предусматривают выполнение соединений между всеми частями молниеотвода исключительно сваркой. Если это невозможно, допускается резьбовое соединение болтами и гайками. Площадь шайб, применяемых при резьбовом соединении, должна быть увеличена. Не допускается производить монтаж элементов системы скруткой проводов или какими-либо другими методами.

Разумеется, высоту молниеприемника, в основном определяющую его эффективность, необходимо максимизировать. Согласно инструкции РД, для обеспечения надежной защиты надо поднять громоотвод минимум на 3 м над поверхностью сооружения. Это касается стержневых устройств. Высота прокладки тросового молниеотвода зависит от длины и высоты здания, конструкции заземлителя и удельного сопротивления грунта, может составлять 3-4 м. Для монтажа троса рекомендуется укреплять деревянные опоры на обоих коньках здания, а между ними натягивать тросовый громоотвод, если речь идет о коньковых крышах.

Конструктивные особенности сеточных громоотводов позволяют крепить такие устройства значительно ниже. В зависимости от шага сетки они могут быть расположены в десятке или нескольких десятках сантиметров от плоской кровли. Сетка с ячейками 6Х6 см может быть уложена непосредственно на поверхность крыши или даже под слой утеплителя, если он не горюч.

Токоотвод и заземлитель

Токопровод (токоотвод) это не менее важный элемент молниеотвода, чем молниеприемник или заземляющее устройство. Если молниеприемник должен иметь площадь поперечного сечения, равную 100 мм2 (пруток диаметром 12 мм), токоотвод, не испытывающий термической и ударной нагрузки, не может иметь диаметр менее 6 мм (ПУЭ). Увеличенное сечение токоотвода, принимая во внимание возможную величину протекающего по нему тока, только приветствуется.

Заземляющее устройство молниеотвода чаще всего соединяется с заземляющим контуром всего здания. В случае стоящего отдельно устройства молниезащиты в качестве ЗУ используются металлические штыри, забиваемые или закапываемые в грунт. Для улучшения проводимости иногда эти штыри объединяют в группы, сваривая из них конструкции прямоугольной формы при помощи стальной полосы. Но в любом случае требования ПУЭ регламентируют сопротивление между ЗУ и землей, которое не должно превышать 40 Ом при удельном сопротивлении почвы 1 кОм*м.

Все элементы молниеотвода должны быть надежно защищены от коррозионных разрушений. Наилучший вариант доиться этого состоит в использовании для элементов системы оцинкованной стали.

Зоны защиты

Схема зоны защиты одного отдельно стоящего стержневого молниеотвода представляет собой большой конус. Для громоотводов, не превышающих высоты 150 м, принимаются следующие габаритные размеры устройства:

• для зоны, находящейся на уровне земли h0 = 0,85h; r0 = (1,1 – 0,002h)h; rx = (1,1 – 0,002h)(h – hx/0,85);
• для зоны на уровне крыши, например: h0 = 0,92h; r0 = 1,5h; rx = h – 1,5(hx/0,92);

где h – высота молниеотвода; h0 – некоторая высота (обычно уровень крыши); rx – диаметр основания конуса на высоте h0.
Определившись с условными габаритами, можно использовать формулу

h = (rx + 1,63hx)/1,5

для вычисления требуемых параметров. Если, например, известны rx и hx (требуемый радиус зоны защиты и заданная высота этой зоны), можно вычислить высоту одиночного стержневого молниеотвода, требуемую для надежной защиты h. И, наоборот, при известных h и hx легко вычисляется радиус зоны rx и, сравнивая его с необходимым, делается заключение об эффективности устройства молниезащиты.

evosnab.ru

Молниеотвод: разновидности и их конструкции

В принципе, конструкция молниеотвода представляет собой бесхитростный механизм, состоящий из трех простейших частей, изготовить которые самостоятельно и собрать в единую систему не представляет никаких сложностей.

1. Приемник молнии – это железный элемент, поднимаемый на несколько метров выше крыши строения. Размещаться он может как непосредственно на самом строении, так и рядом с ним, неподалеку.
2. Токоотвод. По сути, это толстая стальная или медная жила, по которой ток, полученный от разряда попавшей в приемник молнии, передается в контур заземления.
3. Заземляющий контур. Его назначение простое – именно с его помощью разряд молнии передается в землю, где он и гаснет, не причиняя постройкам и человеку никакого вреда.

Так устроены все виды молниеотводов без исключения. Причем два элемента этого устройства все время остаются неизменными – это токоотвод и контур заземления. На разновидности этих приспособлений оказывает влияние исключительно конструкция приемника молний, о которых мы и поговорим дальше.

1. Стержневой молниеприемник. Это устройство знакомо практически всем жителям частного сектора – оно представляет собой обыкновенную металлическую мачту, поднятую на пару метров над верхним краем крыши. Такая мачта может стоять как на крыше дома, так и немного в стороне от постройки или рядом, вдоль стены дома. Фактически отдельно стоящий молниеприемник в плане изготовления более простой – сама мачта одновременно является и приемником грозовых разрядов и токоотводом. Она напрямую подключается к контуру заземления самым что ни на есть жестким способом (сваркой).
2. Линейный, или, как его еще называют, тросовый молниеотвод. Чтобы проще было понять о чем идет разговор, этот молниеприемник можно представить в виде натянутой между двумя небольшими мачтами проволоки или троса – отсюда и его название. В чем основное отличие такого устройства от обычной мачты? В возможности полностью улавливать все разряды молнии, не позволяя даже малой их части попадать на металлические элементы строения. В большинстве случаев такой молниеприемник соединяется с контуром заземления посредством отдельной мощной токоотводящей жилы – это может быть либо медный кабель большого сечения, либо металлическая полоса или прут.
3. Сетчатый приемник молний. Его суть заложена в самом названии – такой токоприемник укладывается непосредственно на крышу дома. Сверху кровельного материала из толстых токопроводящих жил создается полноценная сетка, которая и принимает на себя все разряды молнии. Дальше все стандартно – посредством токоотводящего кабеля или толстой стальной полосы (либо прутка) разряды статического напряжения направляются в контур заземления, где и рассеиваются, не причиняя вреда строению.

Этих основных конструкций улавливателей молнии вполне достаточно для того, чтобы полностью защитить свой дом от такого природного явления, как молния.

Молниеотвод в частном доме и его контур заземления

По большому счету, заземление молниеотводов устроено аналогичным образом, как и контур заземления самого дома – здесь следует сразу понять один момент, что эти два контура не должны быть связаны между собой – это два отдельных элемента. Подключив молниеотвод к контуру заземления дома, вы рискуете в один момент потерять не то что все электрооборудование, а и вообще весь дом целиком – для защиты от грозовых разрядов придется оборудовать отдельное заземление.

Изготавливается оно практически точно так же, как и заземление дома, за исключением некоторых отличий.

1. Глубина (или длина) заземляющих электродов – она не может быть менее 3000мм.
2. Сами электроды должны иметь сечение не менее 25мм и представлять собой цельный металлический прут.
3. Если контур заземления дома может иметь линейное расположение электродов, то здесь важно соблюсти именно их треугольное расположение.
4. Расстояние между вершинами этого треугольника должно составлять 3000мм.
5. Шина, соединяющая электроды в единый контур, должна иметь диаметр не менее 12мм (если это прут или арматура) и 50х6мм, если речь идет о металлической полосе.
6. Самое главное – это качественные сварные соединения, которые по своей длине должны составлять не менее 200мм.

Как видите, между контуром заземления дома и такой же частью молниеотвода общий только принцип – требования к этим элементам защиты разнятся. Еще один момент, объединяющий эти две системы, заключается в глубине их залегания – верхняя часть контура располагается на глубине 500-800мм над поверхностью грунта.

Устройство молниеотвода: как соединить заземление и приемник молний

Токоотводящая или, правильнее сказать, токопередающая часть молниеотвода является не менее важным элементом, чем его заземление и сам приемник молний – вы только представьте, что случится с домом, если этот элемент устройства просто не выдержит нагрузку и сгорит. В таком случае все грозовые разряды попадут в дом, и тогда от беды может спасти только чудо. Именно по этой причине к токопроводящей шине следует отнестись не менее серьезно, чем ко всему другому. Здесь имеется всего два важных момента, которые нужно соблюсти, как говорится, беспрекословно.

1. Сечение токоотвода – оно не должно быть менее 6мм, если речь идет о цельной (монолитной) медной жиле и не менее 10мм, если для отведения грозовых разрядов используется стальной прут.
2. Соединение токоотводящей шины с заземлением и приемником молний. В значительной мере дело облегчается, если система целиком изготавливается из стали – в такой ситуации все соединения производятся с помощью сварки. Опять же, здесь важна длина сварного соединения – при стыковке токоотводящей шины к контуру заземления и приемнику провар должен иметь длину не менее 600мм. Если речь идет о медной жиле, то здесь придется действовать с помощью специальных клемм, которые представляют собой пластины с ложбинками для кабеля, соединяющиеся друг с другом посредством винтов.

Что же касается крепления токоотводящей жилы к стенам строения, то здесь используются пластиковые клипсы. В идеале, чтобы сохранить молниепровод в целостности в течение долгого времени, его лучше изолировать от окружающей среды, поместив в обыкновенный кабель канал.

В принципе, это все, остается добавить не так уж и много. А именно о таких моментах, как молниезащита отдельных элементов крыши. Если имеется дымоход, то вокруг него нужно намотать хотя бы пару витков отводящей ток жилы и соединить ее с общим молниеотводом. Также в защите нуждаются и все элементы кровли, изготовленные из металла – к примеру, отводящие воду желоба и трубы. Только в таком случае изготовленный самостоятельно молниеотвод будет являться надежной защитой дома от грозовых разрядов.

Автор статьи Александр Куликов

stroisovety.org