Молниезащита зданий и сооружений — редкая система на крышах новых и современных домов. Это связано с уверенностью человека, что разряд молнии ударит куда угодно, только не рядом.
При попадании молнии в крышу, трубы и другие возвышающиеся конструкции придомовых территорий возникает грозовое перенапряжение и электромагнитные импульсы, которые создают угрозу любым электрическим приборам, включенным в электрическую сеть переменного тока.
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:
- 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.
- Стабилизатор напряжения.
- 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:
- Сварочные соединения на прочность. Проводится визуально или простукиванием молотком.
- Болтовые соединения и стяжки. Необходимо законтрогаить все соединения, особенно те, которые будут в земле или на крыше.
- Сопротивление заземлителя. Измеряется специальным прибором — измеритель сопротивления изоляции.
- Измеряются переходные сопротивления контактов и стыков измерителем сопротивления изоляции или омметром.
- Измерение сопротивления растекания тока измерителем сопротивления изоляции.
- Проверить на соответствие проектной документации.
- 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.
220.guru
Если рассматривать статистику погибших людей от ударов молнии, то это количество больше, чем жертв в авиационных катастрофах. Молния каждый год уносит несколько тысяч жизней, а также наносит многомиллионный материальный ущерб. Каждый владелец дачи или собственного дома знает, что защитить свое имущество и родственников можно только самому. Поэтому молниеотводы лучше изготавливать самостоятельно.
Самодельные устройства молниеотводов нормально работают, что подтверждается на практике. Такие устройства имеют и другое название – громоотводы. Гром никакого вреда не наносит, кроме громкого звука. А для защиты от молнии необходимо сооружать некоторую конструкцию.
Удар молнии обычно приходится в конструкцию с максимальной высотой, которая встречается на ее пути. Опасным местом во время грозы является жилой дом или другая постройка из-за наличия в них металлических элементов – крыша, телевизионная антенна и т.д. Жильцы городских квартир могут не беспокоиться, так как большинство многоэтажных домов уже имеют молниеотводы.
Если рядом с домом имеется вышка сотовой связи, то в устройстве молниеотвода нет необходимости. Во всех других случаях целесообразно все-таки обезопасить свой дом. Если вызывать для таких работ специалистов, то это обойдется вам недешево. Но если разобраться с устройством системы молниеотвода, то можно все сделать самостоятельно.
Виды и особенности устройства
На рисунке изображено устройство системы молниеотведения.
Существует несколько видов молниеотвода, но основные их части одни и те же:
- Молниеприемник.
- Токоотводящее устройство.
- Заземление.
Виды молниеприемников
Верхняя часть этой защитной системы называется молниеприемником.
- Стержневой приемник молнии заострен на конце. В него ударяет молния во время грозы. Оптимальным вариантом изготовления приемника молнии является медный штырь диаметром 15 мм. Он должен быть расположен достаточно высоко, однако слишком высокий приемник будет притягивать к себе электрические разряды молнии.Стержневые молниеотводы наиболее эстетичны, в отличие от тросового, но обеспечивают меньший защитный радиус на участке. От высоты металлического штыря зависит величина защищаемого пространства.
- Тросовый приемник способен защитить большую площадь участка, в отличие от стержневого молниеприемника. Тросовые конструкции используются в устройствах линий электропередач. В них вместо металлических штырей применяют трос, который соединяется с другими элементами болтовым соединением.
- Сетчатый приемник молнии изготавливается в виде металлической сетки на крыше дома.
Токоотводы
Следующей частью системы отведения молнии является токоотвод, состоящий из толстых алюминиевых или медных проводов, закрепленных специальными муфтами к приемнику молнии и заземляющему контуру. Для крепления его на стене применяются пластиковые крепежные элементы. Токоотвод необходимо изолировать от воздействия внешней среды. Для этого обычно используют пластиковый кабель-канал.
Заземление
Основные элементы заземления находятся в грунте. Заземлитель состоит из металлических стержней, сваренных между собой, либо скрепленных болтами.
Заземление системы отведения молнии является важной частью всей конструкции. Этот заземляющий контур аналогичен устройству заземления дома. Важным требованием при этом является то, что эти два разных контура заземления ни в коем случае не должны соединяться. Иначе во время грозы бытовые электрические устройства могут выйти из строя, либо возникнет возгорание деревянного дома от разряда молнии.
Требования к заземлению системы отведения молнии
- Металлические штыри, вставленные в грунт, должны быть длиной не меньше трех метров.
- Сечение металлических штырей – не менее 25 мм2.
- Штыри соединяются между собой треугольником, что является отличием от обычного заземления дома.
- Между вершинами треугольника должно быть расстояние не менее 3 метров.
- В качестве соединительных шин допускается применять металлический пруток диаметром не меньше 12 мм или полосу сечением 50 х 6 мм.
- Длина сварных швов не должна быть меньше 20 см.
Для заземления молниеотводов устанавливается минимальная глубина над поверхностью земли 50 см.
Место для заземления
К этому вопросу следует подходить с наибольшим вниманием и аккуратностью. Заземляющие электроды не должны устанавливаться в местах нахождения животных, или возле детских площадок. Также нельзя располагать эти элементы возле скамеек или дорожек.
Лучше заземление будет работать во влажном грунте. Чтобы поддерживать работу заземления, можно самостоятельно создавать для этого условия, периодически поливая место заземления водой. Если нет возможности полива этого места, а почва в вашей местности слишком сухая, то рекомендуется при установке в почву электродов заземления посыпать их смесью соли и древесного угля.
Как работают молниеотводы
Чтобы разобраться в принципе действия системы отведения молнии, следует представить большой конденсатор, который постоянно заряжается. Его обкладками будут облака и земля. При наступлении грозы обкладки этого большого конденсатора начинают электризоваться между собой, и накапливать заряд. При достижении разницы напряжения между обкладками, равному напряжению пробоя молнии, возникает сильный разряд молнии, достигающий нескольких миллиардов вольт.
Чтобы заряд не накапливался, необходимо замкнуть этот конденсатор на землю. Таким замыкающим проводником и являются молниеотводы. Поэтому при грозе происходит разряжение конденсатора и обкладки не могут накопить заряд, а напряжение в молниеотводе уменьшается до нуля. Другими словами, система отведения молнии создает условия, в которых не способен возникнуть электрический разряд молнии, так как накапливаемый заряд отводится в землю.
Особенности самостоятельной установки молниеотвода
- Приемник молнии рекомендуется изготавливать из материалов, не подверженных коррозии. Для этого применяется оцинкованный уголок, луженая жесть, профиль из дюралюминия, или сетка из неизолированной медной проволоки. Соединяющие проводники должны иметь необходимое сечение. Молниеприемник нельзя покрывать лакокрасочными материалами или другой изоляцией.
- Для удобного расположения молниеотвода можно использовать высокое дерево, находящееся вблизи дома. Чтобы не причинять вред дереву, приемник молнии можно закрепить на длинном деревянном шесте, который фиксируют на дереве с помощью пластиковых хомутов, и располагают на максимальной высоте.
- Если дерева нет, то можно использовать для крепления молниеприемника телевизионную антенну, которая закреплена на крыше дома.
- Другим способом установки является печная труба, к которой можно закрепить металлический штырь и соединить его с заземлением.
Техническое обслуживание
Чтобы система молниеотвода работала без нареканий, необходимо обслуживать его конструкцию для поддержания в рабочем состоянии. Металлический штырь, играющий роль приемника молнии, необходимо чистить обычными чистящими средствами в виде наждачной бумаги или других аналогичных средств, чтобы предотвратить образование окиси и удалить загрязнения.
В засушливые времена необходимо периодически увлажнять почву в месте закладки контура заземления.
Похожие темы:
-
Атмосферное электричество. Что это. Виды и особенности
-
Устройство заземления. Правила, варианты и особенности. Монтаж
-
Электролитическое заземление. Устройство и установка. Применение
-
Система уравнивания потенциалов. Виды и назначение. Установка
-
Защитное зануление. Принцип действия и порядок, чем опасно зануление
-
Заземление в доме-квартире
-
Молниезащита дома
-
Наведенное напряжение. Причины возникновения и опасность
-
Варианты статического электричества. Возникновение и удаление статики
-
electrosam.ru
Молниезащита — комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений от возможных взрывов, загораний и разрушений, вызванных воздействием молнии. Различают первичное и вторичное воздействия молнии. Наибольшую опасность представляет прямой удар молнии или ее первичное воздействие, когда из-за высокой температуры в канале молнии (до 30 000 °С) происходит мгновенный нагрев конструкций здания и воздуха. При этом образуется ударная воздушная волна, вызывающая разрушения. Вторичное воздействие связано с возникновением электростатической и электромагнитной индукции, что может вызвать искрение в воздушных промежутках между металлическими конструкциями здания и привести к пожару или взрыву.
Молниезащита достигается путем устройства молниеотводов и основана на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. Любой молниеотвод состоит из трех основных частей: молниеприемника, непосредственно воспринимающего удар молнии, токоотвода (спуска), соединяющего молниеприемник с заземлителем, и заземлителя, через который ток молнии стекает в землю (рис. 40). По типу молниеприемников молниеотводы делятся на стержневые, тросовые и сеточные, а по количеству — на одиночные, двойные и многократные.
Z7 J
а)-
Рис. 40. Молниеотводы:
а — отдельно стоящий стержневой молниеотвод; б — тросовый молниеотвод; /— молниеприемник; 2— токоотвод; 3— заземлитель; 4— защищаемый объект; 5— металлические коммуникации
В окрестности молниеотвода образуется зона защиты, т. е. пространство, в пределах которого с достаточной степенью надежности обеспечивается защита зданий от прямых ударов молнии. Различают зону защиты типа А, обладающую степенью надежности 99,5% и выше, и типа Б — 95% и выше.
В зависимости от назначения зданий и сооружений, вероятности возникновения в них пожаров и взрывов установлены три категории молниезащиты. При этом необходимость выполнения молниезащиты и тип зоны при использовании стержневых и тросовых молниеотводов зависят от местоположения защищаемого объекта и ожидаемого количества ./V его поражений молнией
в год (табл. 15).
Таблица 15
Категория молниезащиты
Категории молниезащиты и типы зон защиты
Местоположение
Здания и сооружения
1
Тип зоны защиты при использовании стержневых и тросовых молниеотводов
На всей территории СССР
Здания и сооружения или I их части, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов B-I и В-П
То же, к зонам классов B-Ia, B-I6, В-Па
Зона А
В местностях средней продолжительностью гроз 10 ч/год и более
III
То же, к зонам классов В местностях
средней продолжительностью гроз 20 ч/год и более
II-I, II-II,
III
В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч/год и более То же
При ожидаемом количестве поражений молнией в год здания или сооружения N> — зона А; при Л/<Л —зона Б Для зданий и сооружений I и II степени огнестойкости при 0,1 < <iV<2 и для 111, IV, V степени огнестойкости при 0,02<N<2 — зона Б; при N>2 — зона А При 0,KIV<2 — зона Б; при JV>2 — зона А
<2 зона Б; | III зона А
При 0,1< при Л/>2
II
Зона Б
Наружные установки и открытые склады, создающие согласно ПУЭ зону классов II—Ш Здания и сооружения III, IV, V степени огнестойкости, в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов [Здания вычислительных
центров
Примечание. Устройство молниезащиты обязательно при одновременном
выполнении условий, записанных в гр. 2 и 3.
168
Для зданий и сооружений прямоугольной формы число N определяется по формуле:
N=[(A+ 6hJ(B+ 6h3R)-7Jhin. 1(Г6, (13)
где А, В — соответственно ширина и длина здания, м; кзл— наибольшая высота здания или сооружения, м; п — среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности в месте расположения защищаемого объекта, которое зависит от интенсивности грозовой деятельности и составляет:
Среднегодовая продолжительность гроз, ч.
п. . .
100 и более 8,5
10—20 20—40 40—60 60—80 80—100 1 2 4 5,5 7
Средняя за год продолжительность гроз, ч/год, в данной местности определяется либо по специальной карте (см. Руководящий документ РД 34.21.122—87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений»), либо по средним многолетним данным ближайшей метеостанции. Например в Мурманске среднегодовая продолжительность гроз менее 10 ч/год, Москве — от 20 до 40 ч/год, Тбилиси — от 60 до 80 ч/год, Ереване—более 100 ч/год.
Здания и сооружения, отнесенные к I и II категориям молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов молнии и ее вторичных проявлений, а к III категории — только от прямых ударов.
Молниезащиту зданий ВЦ, относимых к II категории, выполняют отдельно стоящими или установленными на них стержневыми или тросовыми молниеотводами. При установке отдельно стоящих молниеотводов расстояние от них по воздуху SB и земле S3 до защищаемого объекта не нормируется.
На зданиях с металлической кровлей в качестве молниеприем-ника используют кровлю, а на неметаллическую кровлю укладывают молниеприемную сетку с шагом ячеек не более 6X6 м.
На рис. 41 показана зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой ft<Cl50 м. Она представляет собой конус с вершиной на высоте ho<Lh и радиусом на уровне земли Ro. У таких молниеотводов зоны защиты имеют следующие габариты:
Зона типа A: /io=O,85/i; Ro= (1,1- 0,002А)й.
Зона типа Б: /io=O,92/i; /?о= 1,5ft.
Для соответствующих зон радиус круга горизонтального сечения на высоте ftx равен
#*= (! 11 _ o,OO2ft) (ft-ftx/0,85);
170
Рис. 41. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 150 м
Для зоны типа Б высота одиночного стержневого молниеотвода при известных величинах h3A и Rx может быть определена по формуле
Граница зоны защиты на иробне земли
А=(Ях+1,63йзд)/1,5. (14)
Граница зоны защиты на уровне hK
Конфигурации защитных зон, расчетные формулы по определению их габаритов для молниеотводов других типов подробно рассмотрены в РД 34.21.122—87.
При устройстве молниеотводов следует соблюдать следующие основные требования.
Молниеприемники стержневых молниеотводов изготовляют из стали любых марок различного профиля сечением не менее 100 мм2 и длиной не менее 200 мм. Для защиты от коррозии их окрашивают или оцинковывают. Молниеприемники тросовых молниеотводов выполняют из стальных мнотопроволочных оцинкованных тросов сечением не менее 35 мм2 (диаметр около 7 мм).
Токоотводы должны выдерживать нагрев от тока молнии, поэтому их наименьшие сечения должны быть равными 48 мм2 снаружи здания на воздухе и 160 мм2 — в земле. Токоотводами могут служить металлические элементы зданий — арматура железобетонных конструкций, направляющие лифтов, пожарные лестницы и т. п., электрически надежно связанные по всей длине. При невозможности использования в качестве токоотводов металлических конструкций защищаемого здания токоотводы молниезащиты прокладывают по наружным стенам кратчайшим путем. Во всех случаях соединение молниеприемников с токоотводами и токоотводов с заземлителями выполняют сваркой.
Заземлители являются важнейшим элементом в комплексе молниезащиты. Они должны обеспечивать достаточно малое сопротивление растеканию тока молнии в грунте.
При устройстве молниезащиты II категории в виде отдельно стоящего молниеотвода искусственный заземлитель выполняют из трех и более вертикальных электродов длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом, при расстоянии
171
между вертикальными электродами не менее 5 м. Для той же категории молниезащиты в случае использования в качестве молниеприемника металлической кровли или сетки искусственный заземлитель выполняют в виде контуров, проложенных по периметру зданий. Причем в грунтах с эквивалентным удельным сопротивлением д^бОО Ом- м при площади здания более 250 м2 — из горизонтальных электродов, уложенных в земле на глубине не менее 0,5 м, а при площади здания менее 250 м2 к этому контуру в местах присоединения токоотводов приваривают по одному вертикальному или горизонтальному лучевому электроду длиной 2—3 м; в грунтах с удельным сопротивлением 500 Ом- m<Iq^1000 Ом- м при площади здания более 900 м2 достаточно выполнить контур только из горизонтальных электродов, а при площади здания менее 900 м2 к этому контуру в местах присоединения токоотводов приваривают не менее двух вертикальных или горизонтальных лучевых электродов длиной 2—3 м на расстоянии 3—5 м между ними.
В качестве заземлителей молниезащиты допускается использовать защитные заземлители электроустановок, а также железобетонные фундаменты зданий и сооружений.
Кроме защиты от прямого удара молнии в ВЦ осуществляют следующие мероприятия по защите от вторичных проявлений молнии и заноса высокого потенциала по надземным, наземным и подземным металлическим коммуникациям:
металлические корпуса всего оборудования и аппаратов, установленных в здании, присоединяют к заземляющему устройству электроустановок или железобетонному фундаменту, применяемому в качестве заземлителя молниеотвода;
внутри здания между трубопроводами и другими протяженными металлическими конструкциями в местах их взаимного сближения на расстояния менее 100 мм через каждые 30 м устанавливают перемычки из стальной проволоки диаметром не менее 5 мм;
металлические коммуникации в местах ввода в здание присоединяют к заземлителю защиты от прямых ударов молнии;
сети воздушных линий электропередач, телефона, радио, сигнализации вводятся в здание только кабелями длиной не менее 50 м с металлической броней или оболочкой либо проложенными в металлических трубах, которые соединяют с заземлителем ^-железобетонным фундаментом, искусственным заземлителем или защитным заземляющим устройством электроустановок.
Пример. Запроектировано одиночно расположенное здание ВЦ размерами Л=36 м, В=18 м, Лзд=15 м. По данным местной метеостанции среднегодовая продолжительность гроз составляет 50 ч. Грунт в месте строительства ВЦ — песчаный с удельным сопротивлением р=700 Ом- м. Дать рекомендации по устройству молниезащиты с использованием отдельно стоящего стержневого молниеотвода и молниеприемной сетки.
172
Согласно табл. 15 здания ВЦ подлежат молнйезащите по II категории в местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч/год и более. При этом для стержневых молниеотводов установлена зона защиты типа Б. Поскольку расстояние от отдельно стоящего молниеотвода до зданий, относимых ко II категории молниезащиты, не нормируется, располагаем опору молниеотвода в непосредственной близости от здания ВЦ, как показано на рис. 42, а. Тогда из решения прямоугольного треугольника имеем
По формуле (14) определяем необходимую высоту молниеотвода: Л= (25,46+ 1,63- 15)/1,5=33,3 м.
Молниеприемник из круглой стали диаметром 12 мм и длиной 2 м привариваем к верху типовой металлической опоры, решетчатая конструкция которой выполняет роль токоотвода. Для растекания тока в земле устраиваем заглубленный на 0,6—0,8 м от поверхности земли искусственный заземлитель в виде трех вертикальных электродов, соединенных горизонтальной полосой (см. рис. 42, а).
Рис. 42. К примеру:
а — с использованием стержневого молниеотвода; б — с использованием молниеприемной сетки
При неметаллической кровле здания ВЦ в качестве молниеприемника может быть использована уложенная на кровлю сетка из круглой или полосовой стали с размерами ячеек 6X6 м (рис. 42, б). Для соединения молниеприемной сетки с заземлителем прокладываем по наружным стенам здания четыре токоотвода из стали круглого сечения диаметром 8 мм. Токоотводы располагаем равномерно — по одному на каждой стене. Заземлитель молниеотвода выполняем в виде горизонтального контура из полосовой стали с размерами сечения 40X4 мм,
У
‘о
В=18м
173
уложенного на глубину промерзания грунта по периметру здания. Поскольку удельное сопротивление грунта в месте строительства q>500 Ом • м и площадь здания S=36X 18=648<900 м2, к этому контуру в местах присоединения токоотводов привариваем дополнительно по два горизонтальных лучевых электрода из некондиционных водогазопроводных труб (см. рис. 42, б).
studfiles.net
Из чего состоит устройство
Вне зависимости от вида, любой молниеотвод состоит из следующих конструктивных элементов:
- молниеприемника;
- токоотвода (токовод, спуск);
- заземлителя.
Молниеприемник — часть конструкции молниеотвода, непосредственно принимающая на себя удар молнии. Всегда выполняется из металла с высокой проводимостью и стойкостью к разрушению от погодных условий. Материалом для молниеприёмников может служить нержавеющая или оцинкованная сталь, алюминий или медь.
Токоотвод — часть конструкции молниеотвода, которая непосредственно сбрасывает (спускает) принятый электрический заряд в заземлитель, непосредственно связанный с землей. Поэтому иное название токоотвода — спуск. Также выполняется из металла.
Заземлитель — металлический проводник, погруженный в землю. Может выполняться в разных видах, от вкопанной в почву шины до железобетонной сваи, роль проводников в которой выполняет стальной каркас.
Разновидности
Виды молниеотводов, а точнее — систем молниезащиты классифицируются по трем категориям, каждая из которых применяется в строго оговоренных случаях. Но прежде чем говорить о категориях, разберемся с применяемыми типами молниезащиты.
Принципиально молниезащита любого вида, кроме активной, основанной на ранней стриммерной эмиссии (о ней отдельный разговор), действует одинаково. Молния бьет в молниеприемник, спускается по токоотводу и уходит в землю, при этом нивелируются и другие опасные эффекты, связанные с появлением напряжения на металлических частях здания, искрение вследствие электростатической и электромагнитной индукции.
С конструктивной точки зрения виды молниеотводов различаются по:
- типологии молниеприемников;
- типу спусков;
- типу заземлителей.
Молниеприемник может быть выполнен в виде сетки с определенным шагом между ячейками (шаг зависит от категории), в виде стержня или троса. Также в особых случаях для улавливания молний может служить покрытие крыши здания, если оно выполнено из стали толщиной не менее 4 мм, меди — не менее 5 мм либо алюминия — не менее 7 мм.
Иногда молниеприемником могут служить трубы — дымовые и выхлопные, и другие металлоконструкции большой высоты. Опорой для тросового или стержневого молниеприемника может служить близко расположенное дерево.
В роли токоотводов может выступать арматура железобетонных конструкций, а также пожарные лестницы, лифтовые направляющие либо специально проложенные металлические шины. С молниеприемником они соединяются сварным или болтовым способом (последний — только для III категории защиты).
Тип применяемого заземлителя каждого молниеотвода зависит от категории всей системы, а также от электрического сопротивления почвогрунта на конкретном участке (у песка, чернозема, глины разные показатели сопротивления). В грунтах со слабым сопротивлением в его роли может выступать железобетонный фундамент здания, в других случаях это могут быть вертикальные, горизонтальные, кольцевые сооружения из меди либо стали, помещаемые в землю на определенной глубине.
Категории
Существует 3 категории молниезащиты, рассчитанные на применение в различных условиях. Они соответствуют классам пожаро- и взрывобезопасности.
Первая категория
Так, I категория — наивысшая, она применяется для защиты от молний взрывоопасных и легко воспламеняющихся объектов. Соответствует классу пожаро- и взрывобезопасности B-I и B-II. Она защищает объект от прямого удара молнии, от воспламенения и взрыва в результате искрения, вызванного явлением индукции (электромагнитной и электростатической), а также от переноса потенциалов на металлические части здания, то есть появления на металлоконструкциях опасного напряжения.
К ней предъявляются особо жесткие требования. Нормируются все расстояния — от молниеотводов до защищаемого объекта, глубина расположения заземлителя, расстояние между перемычками индукционной защиты и так далее. Молниеприемник, как правило, стержневой либо тросовый. Внутренняя защита осуществляется присоединением металлоконструкций — станков, балок, троллея, любых других элементов — непосредственно к заземлителю, либо через заземляющий контакт электрооборудования. Общее сопротивление заземлителя не может быть больше 10 Ом.
Вторая категория
II категория молниеотводов предназначена для обеспечения защиты такого же уровня в местностях с меньшим количеством гроз в год, либо для зданий с меньшей взрыво- и пожароопасностью, например, для объектов класса B-Ia, B-I6, B-IIa, В-Iг (электроустановки).
Этот вид молниеотводов монтируется подобно молниезащите I категории с тем отличием, что в качестве приемника может применяться уложенная непосредственно на крышу стальная сеть из прутьев определенного сечения (не менее 6 мм) и с определенным шагом сетки. Укладка производится на негорючую поверхность. Требования к соблюдению рабочих расстояний менее жесткие, так, дистанция от молниеотвода до здания может быть любой. Спуски монтируются аналогично более высокому классу.
В роли «земли» может выступать фундамент из железобетона, если сопротивление грунта не более 500 Ом. Конкретные особенности прокладки молниеотвода зависят от типа защищаемого здания — производственный цех, административное здание, хранилище жидкого топлива или резервуар для газа, электроустановка и другое. Величина импульсного сопротивления на «земле» не может быть больше 10 Ом.
Третья категория
III категория видов молниеотводов применяется, если в местности общая продолжительность гроз более 20 ч в год, а также для объектов, соответствующих классу П-III по электробезопасности и III-V классу огнестойкости. К примеру, это детские сады, ясли, школы, кинотеатры, больницы, другие социально значимые учреждения, в которых, тем не менее, нет легко воспламеняющихся или способных взрываться устройств или материалов. Это вид молниеотвода отличается тем, что не обеспечивает защиты от электромагнитной и электрической индукции — только от возгорания вследствие прямого поражения молнией и от возникновения на металлических частях и других проводящих элементах опасного напряжения.
Технологически выполненный по этой категории молниеотвод отличается от системы по II категории только большим шагом сетки — он может составлять 12*12 м — и порогом импульсного сопротивления — оно может составлять 20 Ом. Отдельно стоящие емкости с ГСМ, кроме бензина, а также трубы и некоторые другие элементы можно защищать с применением заземлителя импульсным сопротивлением до 50 Ом.
В молниеотводе, выполненном в соответствии с III категорией, допустимо использовать соединение с помощью скрутки, если соединяемые элементы это позволяют.
Во всех случаях расчет системы молниеотвода должен быть основан на количестве ожидаемых ударов молнии в год. Чем он выше, тем выше и категория. Допустимо не подключать к громоотводу помещения из несгораемых материалов, считающиеся невзрывоопасными.
Если в здании есть помещения, относящиеся к разным классам пожаро- и электробезопасности, то категория молниеотвода выбирается максимальная из необходимых. Отдельных громоотводов II и III, например, категории в одном и том же здании не делают.
evosnab.ru