Можно ли объединять заземление и молниезащиту?
Alkstroy.ru

Строительный портал

Можно ли объединять заземление и молниезащиту?

Объединение заземления для молниезащиты с заземлением для электрических установок

Необходимость электрически соединять контур заземления молниезащиты, установленной непосредственно на здании, с контуром заземления для электрических установок, прописана в действующих нормативных документах (ПУЭ). Цитируем дословно: «Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими». Как раз 2-я и 3-я категории являются наиболее распространенными, в 1-ю категорию входят взрывоопасные объекты к молниезащите которых предъявляются повышенные требования. Тем не менее, наличие оборота «как правило» подразумевает возможность наличия исключений.

Современные офисные, а теперь и жилые здания содержат множество инженерных систем жизнеобеспечения. Сложно представить отсутствие систем вентиляции, пожаротушения, видеонаблюдения, контроля доступа и т.д. Естественно, у проектировщиков таких систем есть опасения, что в результате действия молнии “нежная” электроника выйдет из строя. При этом некоторые сомнения у специалистов-практиков вызывает целесообразность соединения контуров двух видов заземлений и возникает желание «в рамках закона» запроектировать электрически не связанные заземления. Возможен ли такой подход и повысит ли он на самом деле безопасность эксплуатации электронных устройств?

Зачем нужно объединение контуров заземления?

При попадании молнии в молниеотвод в последнем возникает короткий электрический импульс напряжением до сотен киловольт. При столь высоком напряжении может произойти пробой промежутка между молниеотводом и металлическими конструкциями дома, в том числе и электрическими кабелями. Последствием этого станет возникновение неконтролируемых токов, которые могут привести к пожару, выходу электроники из строя и даже разрушению элементов инфраструктуры (например, пластиковых водопроводных труб). Опытные электрики говорят: «Дайте молнии дорогу, иначе она найдет ее сама». Вот почему электрическое объединение заземлений обязательно.

По этой же причине ПУЭ рекомендует электрически объединять не только заземления, находящиеся в одном здании, но и заземления территориально сближенных объектов. Под данным понятием подразумеваются объекты, заземления которых настолько сближены, что между ними нет зоны нулевого потенциала. Объединение нескольких заземлений в одно осуществляется, согласно нормам ПУЭ-7, п. 1.7.55, путем соединения заземлителей электрическими проводниками в количестве не менее двух штук. Причем проводники могут быть как естественными (например, металлические элементы конструкции здания), так и искусственными (провода, жесткие шины и т.п.).

Одно общее или отдельные заземляющие устройства?

К заземлителям для электрических установок и молниезащиты предъявляются разные требования, и это обстоятельство может стать источником некоторых проблем. Заземлитель для молниезащиты должен отвести в землю за короткое время большой электрический заряд. При этом согласно «Инструкции по молниезащите РД 34.21.122-87» нормируется конструктив заземлителя. Для молниеотвода, согласно этой инструкции, требуется не менее двух вертикальных, или лучевых горизонтальных, заземлителей, за исключением 1 категории молниезащиты, когда таких штырей нужно три. Вот почему наиболее распространенный вариант заземления для молниеотвода — два или три штыря длиной около 3 м каждый, соединенных металлической полосой, заглубленной не менее чем на 50 см в землю. При использовании деталей производства ZANDZ такой заземлитель получается долговечным и простым в монтаже.

Совсем другое дело — заземление для электрических установок. В обычном случае оно не должно превышать 30 Ом, а для ряда применений, описанных в ведомственных инструкциях, например, для аппаратуры сотовой связи — 4 Ом или еще меньше. Такие заземлители представляют собой штыри длиной более 10 м или даже металлические пластины, помещенные на большую глубину (до 40 м), где даже зимой нет промерзания грунта. Создать такой молниеотвод с заглублением двух и более элементов на десятки метров слишком затратно.

Если параметры грунта и предъявляемые к сопротивлению требования позволяют выполнить единое заземление в здании для молниеотвода и заземления электрических установок, нет никаких препятствий его сделать. В остальных случаях делают различные контуры заземления для молниеотвода и электрических установок, но обязательно соединяют их электрически, желательно, в земле. Исключением является использование некоторого специального оборудования особенно чувствительного к помехам. Например, звукозаписывающая аппаратура. Такое оборудование требует отдельного, так называемого, технологического заземляющего устройства, что прямым образом указывается в инструкциях. В таком случае выполняется отдельное заземляющее устройство, которое соединяется с системой уравнивания потенциалов здания через главную заземляющую шину. А, если такое соединение не предусматривается руководством по эксплуатации аппаратуры, то применяются специальные меры по исключению одновременного прикосновения людей к указанной аппаратуре и металлическим частям здания.

Электрическое соединение заземлений

Схема с несколькими заземлениями, соединенными электрически, обеспечивает выполнение разных, подчас противоречивых, требований к заземляющим устройствам. Согласно ПУЭ, заземления, как и многие другие металлические элементы здания, а также аппаратуры, установленной в нем, должны быть соединены системой уравнивания потенциалов. Под уравниванием потенциалов подразумевается электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства потенциалов. Различают основную и дополнительную системы уравнивания потенциалов. Заземления подключаются к основной системе уравнивания потенциалов, то есть соединяются между собой через главную заземляющую шину. Провода, соединяющие заземления с этой шиной, должны подключаться по радиальному принципу, то есть одно ответвление от указанной шины идет только к одному заземлению.

Для того, чтобы обеспечивалась безопасная работа всей системы, очень важно использовать максимально надежное соединение между заземлениями и главной заземляющей шиной, которое не разрушится под действием молнии. Для этого нужно соблюдать нормы ПУЭ и ГОСТ Р 50571.5.54-2013 “Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов” относительно сечения проводов системы уравнивания потенциалов и их соединения между собой.

Тем не менее, даже очень качественная система уравнивания потенциалов не может гарантировать отсутствие всплесков напряжения в сети при ударе молнии в здание. Поэтому, наряду с грамотно спроектированными контурами заземлений, от проблем спасут устройства защиты от импульсных помех (УЗИП). Такая защита является многоступенчатой и носит селективный характер. То есть на объект должен быть установлен комплект УЗИП, подборка элементов которого — непростая задача даже для опытного специалиста. К счастью, выпускаются готовые комплекты УЗИП для типовых случаев применения.

Выводы

Рекомендация ПУЭ об электрическом соединении всех контуров заземлений в здании является обоснованной и при правильной реализации не только не создает опасность для сложной электронной аппаратуры, а, наоборот, защищает ее. В том случае, если аппаратура чувствительна к помехам от молний и требует собственного отдельного заземлителя, можно установить отдельное технологическое заземление в соответствии с прилагаемому к аппаратуре руководству. Система уравнивания потенциалов, объединяющая разрозненные контура заземлений, должна обеспечить надежное электрическое соединение и во многом определяет общий уровень электробезопасности на объекте, поэтому ей должно быть уделено особое внимание.

Контур молниезащиты

Контур молниезащиты — это комплексная система защиты объекта от прямых ударов молнии: молниеприемник, токоотвод, заземление. Классическая схема, предложенная Бенджамином Франклином еще в далеком 1752 году, лежит в основе всех современных систем молниезащиты. Проверенная технология в сочетании с новейшим оборудованием, профессиональным проектированием и монтажом дают практически стопроцентную защиту от поражения молнии!

Контур молниезащиты зданий и сооружений

Молниеприемники

  • Стержневый молниеприемник. Металлические стержни устанавливаются на крыше или в самых высоких точках. Для увеличения высоты конструкции используются специальные металлические мачты. Для крупных объектов рекомендуется устраивать несколько отдельно стоящих стержней по периметру с автономными токоотводами.
  • Тросовый молниеприемник. Молния ударяет в трос, натянутый между опорами. Технология уместна для протяженных объектов. Типичный пример — линии электропередач, которые защищают именно тросовыми громоотводами.
  • Молниеприемная сетка. Система используется преимущественно на плоских кровлях: по всей площади устраивается металлическая сетка с шагом до 5х5 м. Стоит отметить, что сетка не защищает выступающие объекты, например, антенны или дымоходы. Именно поэтому в схему молниезащиты также включают стержни, включая их в общую цепь.

Помимо классических решений, используются активные молниеприемники. Устройства ионизируют воздух, провоцируют удар молнии. Благодаря этому допускается уменьшение количества молниеотводов и общей высоты контура молниезащиты.

Читать еще:  Нужно ли зачищать полипропиленовые трубы армированные алюминием?

Токоотводы

Алюминиевый или стальной проводник, основная задача которого — передать ток от молниеприемника к заземлителю. Как правило, на зданиях устраиваются внешние токоотводы, но в некоторых случаях, согласно инструкции РД, допускается использование строительных конструкций, например, арматуры в железобетонных блоках. Однако это недопустимо, при наличии высокочувствительной электроники: создаваемое электромагнитное поле при прохождении разряда может вывести из строя оборудование.

Для токоотвода используется проводник сечением 6 мм, все соединения — сварные. В местах, где возможен контакт с человеком, трос необходимо изолировать. Кроме того, должен быть прямой доступ к токоотводу для регулярных осмотров.

Заземление

Итак, молниеприемник принял разряд и передал его по токоотводу к заземлителю или контуру заземления — несколько вертикальных электродов, установленных в грунте и соединенных между собой горизонтальным проводником. Единственная цель заземляющего устройства — рассеять полученный ток в земле. Для экономии пространства контур обычно формируется по периметру объекта, но не ближе 1 м к фундаменту. Инструкция РД требует наличие не менее 3 электродов в контуре, однако, современные технологии предлагают наиболее эффективное решение: монтаж составного глубинного электрода. Благодаря погружению на глубину до 30 метров для достижения необходимого порога сопротивления достаточно установки одного заземлителя.

Расчет контура молниезащиты

Правильно рассчитать и спроектировать молниезащиту — ключевые задачи для обеспечения безопасности здания от прямых попаданий молнии. Для сложных объектов, а также систем, превышающих 150 м в высоту, расчет выполняется с помощью специальных компьютерных программ. Для всех прочих зданий и сооружений в инструкции СО 153-34.21.122-2003 приведены стандартные формулы для расчетов.

Зона защиты для контура со стержневыми молниеприемниками — это конус, в котором наивысшая точка совпадает с вершиной молниеприемника. Подзащитный объект должен полностью умещаться в защитный конус. Таким образом, зона защиты может быть увеличена при подъеме молниеприемника или установке дополнительных стержней.

По схожему принципу рассчитывается и контур тросовой молниезащиты. В этом случае получается защитная трапеция, высота которой — расстояние между тросом и землей.

Сопротивление контура заземления

Сопротивление заземления измеряется в Ом, и в идеальном случае должно равняться 0. Однако на практике значение недостижимо, поэтому для молниезащиты установлен максимальный порог — не более 10 Ом. Однако величина зависит от удельного сопротивления почвы, поэтому для песчаных грунтов, где этот параметр достигает 500 Ом/м, сопротивление увеличивается до 40 Ом.

Объединение контура заземления и молниезащиты

В соответствии с пунктом 1.7.55 ПУЭ для оборудования и молниезащиты зданий II и III категории в большинстве случаев устраивается общий контур заземления. Однако следует различать виды заземления:

  • Защитное — для электробезопасности оборудования.
  • Функциональное — необходимое условие для корректной работы спецоборудования.

Запрещено совмещать функциональное заземление с защитным или заземлителем молниеприемника: есть риск заноса высоких потенциалов и выхода из строя чувствительного оборудования.

При этом можно объединять заземление для молниеприемника и защиты электрооборудования или устраивать отдельно, но соединять между собой через специальный зажим для уравнивания потенциалов.

Проектирование молниезащиты — задача ответственная и сложная. Доверьте профессионалам защиту вашего дома или офиса, обращайтесь к опытным специалистам нашей компании! Получить консультации можно на сайте или по телефону.

Тема: Можно ли не соединять контур заземления с молниезащитой?

Опции темы
Отображение
  • Линейный вид
  • Комбинированный вид
  • Древовидный вид

Можно ли не соединять контур заземления с молниезащитой?

Хотел бы сделать молниезащиту и заземление щитка на одну шину заземления. По ПУЭ монтаж должен производиться на одну шину, но есть мнение, что лучше их разделить, чтобы молния не пожгла оборудование.

1. Можно ли сделать заземление в виде ровной полосы 15м или буквы Г с шагом арматуры (D20 длинной 3 метра) каждые 3 метра.

2. Что лучше смонтировать отдельный контур заземления для электроустановок в виде треугольника в подвале, а заземление молниеотвода снаружи или все сделать на одной вышеописанной шине?

Чьё мнение?
У Вас такой здоровый подвал, что можете выполнить электромонтаж контура заземления в виде треугольника в подвале? Тогда делайте модульный штыревой контур заземления.
Смонтируйте два контура заземления, и объедините их на главной заземляющей шине. Один контур будет выполнять роль повторного заземления, другой – молниезащиты.

Скажите пожалуйста, допускается ли шинку молниеотвода с крыши провести в стене скрыто, а не по наружной части стены до заземлителей?

Из какого материала стены дома?
ИНСТРУКЦИЯ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ И ПРОМЫШЛЕННЫХ КОММУНИКАЦИЙ
СО 153-34.21.122-2003
3.2.2. Токоотводы
3.2.2.1. Общие соображения
В целях снижения вероятности возникновения опасного искрения токоотводы должны располагаться таким образом, чтобы между точкой поражения и землей:
а) ток растекался по нескольким параллельным путям;
б) длина этих путей была ограничена до минимума.
3.2.2.2. Расположение токоотводов в устройствах молниезащиты, изолированных от защищаемого объекта
Если молниеприемник состоит из стержней, установленных на отдельно стоящих опорах (или одной опоре), на каждую опору должен быть предусмотрен минимум один токоотвод.
Если молниеприемник состоит из отдельно стоящих горизонтальных проводов (тросов) или из одного провода (троса), на каждый конец троса требуется минимум по одному токоотводу.
Если молниеприемник представляет собой сетчатую конструкцию, подвешенную над защищаемым объектом, на каждую ее опору требуется не менее одного токоотвода. Общее количество токоотводов должно быть не менее двух.
3.2.2.3. Расположение токоотводов при неизолированных устройствах молниезащиты
Токоотводы располагаются по периметру защищаемого объекта таким образом, чтобы среднее расстояние между ними было не меньше значений, приведенных в табл. 3.3.
Токоотводы соединяются горизонтальными поясами вблизи поверхности земли и через каждые 20 м по высоте здания.
3.2.2.4. Указания по размещению токоотводов
Желательно, чтобы токоотводы равномерно располагались по периметру защищаемого объекта. По возможности они прокладываются вблизи углов зданий.
Не изолированные от защищаемого объекта токоотводы прокладываются следующим образом:
если стена выполнена из негорючего материала, токоотводы могут быть закреплены на поверхности стены или проходить в стене;
если стена выполнена из горючего материала, токоотводы могут быть закреплены непосредственно на поверхности стены, так чтобы повышение температуры при протекании тока молнии не представляло опасности для материала стены;
если стена выполнена из горючего материала и повышение температуры токоотводов представляет для него опасность, токоотводы должны располагаться таким образом, чтобы расстояние между ними и защищаемым объектом всегда превышало 0,1 м. Металлические скобы для крепления токоотводов могут быть в контакте со стеной.

Не следует прокладывать токоотводы в водосточных трубах. Рекомендуется размещать токоотводы на максимально возможных расстояниях от дверей и окон.
Токоотводы прокладываются по прямым и вертикальным линиям, так чтобы путь до земли был по возможности кратчайшим.
Не рекомендуется прокладка токоотводов в виде петель.
3.2.2.5. Естественные элементы токоотводов
Следующие конструктивные элементы зданий могут считаться естественными токоотводами:
а) металлические конструкции при условии, что:
электрическая непрерывность между разными элементами является долговечной и соответствует требованиям п. 3.2.4.2;
они имеют не меньшие размеры, чем требуются для специально предусмотренных токоотводов;
металлические конструкции могут иметь изоляционное покрытие;
б) металлический каркас здания или сооружения;
в) соединенная между собой стальная арматура здания или сооружения;
г) части фасада, профилированные элементы и опорные металлические конструкции фасада при условии, что: их размеры соответствуют указаниям, относящимся к токоотводам, а их толщина составляет не менее 0,5 мм; металлическая арматура железобетонных строений считается обеспечивающей электрическую непрерывность, если она удовлетворяет следующим условиям:
– примерно 50 % соединений вертикальных и горизонтальных стержней выполнены сваркой или имеют жесткую связь (болтовое крепление, вязка проволокой);
– электрическая непрерывность обеспечена между стальной арматурой различных заранее заготовленных бетонных блоков и арматурой бетонных блоков, подготовленных на месте.
В прокладке горизонтальных поясов нет необходимости, если металлические каркасы здания или стальная арматура железобетона используются как токоотводы.

Не совсем понял – откуда один контур будет знать, что он повторное заземление, а другой для молниезащиты ?

Читать еще:  Как пристроить баню к кирпичному дому?

Токоотвод системы молниезащиты присоединяется к индивидуальной конструкции заземления, которая присоединяется к ГЗШ заземляющим проводником. А вот конструкция повторного заземления не имеет непосредственной связи с молниезащитой.
Смотрите ПУЭ, п. 1.7.82, рисунок 1.7.7. Система уравнивания потенциалов в здании

Молниезащита и заземление. Молниезащита зданий. Активная молниезащита

Грозовые разряды, попадая в любые строения или в возвышающиеся объекты, создают перенапряжение и выводят из строя электрические сети и приборы. Наибольший ущерб зданию может принести непосредственное попадание молнии в конкретный объект. Это приведёт не только к пожару, но и частичному разрушению.

Наша электролаборатория успешно справляется с услугой по проверке молниезащиты зданий и сооружений, так как оснащена необходимым набором технических средств. Высококлассные специалисты проверят защищённость ваших объектов и выполнят весь комплекс измерительных работ.

Молниезащита – направлена на обеспечение безопасности граждан, сохранности жилых и производственных зданий. Она гарантированно защищает от возгорания и разрушения объектов.

Проверка молниезащиты – важный элемент любого строительства и будет направлена на обследование и исключение воздействия грозового разряда по трём основным направлениям:

  • первое что попадает под удар молнии это крыша любого строения, что может привести не только к возгоранию объекта, но и его разрушению от ударной волны;
  • при этом, используя проводку, импульс грозы попадает внутрь здания, выводя из строя всё на своем пути и, может привести к серьезным травмам непосредственно человека;
  • попадание разряда в землю возле объекта любым доступным способом может создать напряжение на нулевом проводе и привести к выводу техники и приборов из строя.

Специалистами будет проведён осмотр молниезащиты внешних и внутренних систем, так как каждая система имеет свои технические параметры и назначения, а их применение носит комплексный характер. Проверка устройств молниезащиты направлена на оценку состояния молниеприёмников, токоотводящей сети и заземления. При оценке внутренних систем защиты будет проверена система уравнивания потенциалов и устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Принятые меры позволят исключить поражение объекта грозовым разрядом.

Молниезащита зданий и сооружений

Молниезащита зданий предусматривает монтаж контура заземления, выполненного из стержней 14,2 мм х 1,5 м. Точки входа в землю, находятся под спуском токоотводов по стенам здания. Стержни заземления соединены между собою полосой 40х4 мм. На стенах здания контактные спуски от молниеприёмников крепятся при помощи различных держателей. Крепления применяются в зависимости от материала фасада. Держатель токоотвода не должен подвергаться коррозии, и не терять свойства более 30 лет.

Молниезащита сооружений из железобетона с армированием и имеющим класс опасности требует повышенного внимания при строительстве и эксплуатации. Прямое попадание удара молнии может вызвать частичное или полное механическое разрушение кирпичных зданий, бетонных и железобетонных сооружений. Опыты подтверждают, что импульсные токи полностью разрушают напряжённую арматуру.

На практике используются два основных типа оборудования. Это тросовые неизолированные и стержневые молниеотводы. Исходя из формы и конструкции объекта, молниезащита зданий и сооружений подбирается персонально. При строительстве объектов ввод в здание всех токоподводящих сетей напряжением до 1000 В выполняется кабелем. Каждый молниеотвод соединяется с контуром заземления двумя токоотводами. Показатели импульсного сопротивления элементов заземления должна соответствовать категорийности объекта. При ширине здания более 100 метров укладываются горизонтальные электроды с расчётным сечением.

Значительно повышает безопасность и эффективность работы молниезащиты активный молниеприёмник. При приближении грозы специальные конденсаторы накапливают заряд до 200 000 вольт, образуется напряжённость, которая притягивает разряд молнии. Установка активизирует грозовой потенциал тучи и исключает повторение грозового удара в защищаемое строение. Применение активной молниезащиты обеспечивает безопасность на большой территории.

Молниезащита и заземление проектируется и строится с учетом конструктивных и эксплуатационных особенностей объекта, интенсивности грозовой активности в регионе. В настоящее время все сооружения разделены на 3 категории, в зависимости от предъявляемых требований к защите от опасного воздействия грозовых разрядов в атмосфере.

Молниезащита АЗС

АЗС относится к объектам повышенной опасности. Нормативы определяют установку молниезащиты II категории, что позволит обезопасить их от воздействия прямых грозовых ударов молнии и от вторичных проявлений.

Молниезащита АЗС выполняется 2 способами – внешней и внутренней системами.

Внешняя молниезащита предусматривает установку стержневых или тросовых молниеотводов, которые обязательно устанавливаются рядом с резервуарами, наливным оборудованием и топливораздаточной аппаратурой. При этом соблюдаются места установки и требования к размерным характеристикам. Внутренняя система обеспечивает защиту электрического оборудования от повышения напряжения в сети, вызванное зарядами молнии. В конструкцию внутренней защиты входят токоотводы и заземление, обеспечивающее отвод и рассеивание статического заряда в земле. К основным требованиям организации систем молниезащиты АЗС относятся:

  • все соединения производятся сваркой;
  • токоотводы, расположенные на поверхности, окрашивают в черный цвет, кроме контактных соединений;
  • проводится экранированная защита оптоволоконных кабелей.

Конструкция и определения элементов молниезащиты

На плоских крышах зданий монтируется молниеприёмная сетка, которую изготавливают из проволоки, как правило оцинкованной, диаметром 10 мм или стальной полосы. Конструкция изготавливается под размер кровли, и процесс относится к разряду трудоёмких. Её можно монтировать и на скатах крыш по периметру. К молниеприёмной сетке присоединяются все элементы кровли, выступающие над плоскостью.

Одним из основных элементов защиты зданий от грозового разряда является молниеприёмники. Они отличаются по конструкции, процессу изготовления и применяемых материалов. Они могут быть стержневые, тросовые и сетчатые. Стержневые и тросовые применяются на двускатных простых и сложных крышах. На плоских крышах применяется сетчатый молниеприёмник, с минимальным шагом 10 метров. Стержневой громоотвод должен быть выше объекта, прочным и одновременно простым в монтаже. Тросовый молниеотвод изготавливается из стального оцинкованного многожильного троса расчётного сечения.

Молниеотвод — это технический элемент, конструктивно соединяющий молниеприёмник с элементами заземления. Он изготавливается из стальной проволоки диаметром 6 – 10 мм. Может применяться стальная полоса, а также квадратная или круглая труба, расчётного сечения. Важным условием этой цепи элементов является надежное соединение между собой. Для этого применяется сварка или болты.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений – УЗИП

Чтобы обезопасить электросети от воздействия любых типов молний и повышенного напряжения применяется УЗИП – устройство защиты от импульсных перенапряжений. Устройство устанавливается на объектах любого назначения и применяется на низкой стороне распределительных систем.

В зависимости от текущей обстановки устанавливают один из типов:

  • ограничитель перенапряжения сети – ОПС
  • ограничитель импульсного напряжения – ОИН

Работа УЗИП основана на принципе применения резистора полупроводникового сопротивления. Работа устройства основана на двух видах защиты:

  • при повышенном напряжении импульс направляется на землю — несимметричный
  • при повышенном напряжении ток направляется на один из активных проводников (фаза, ноль) – симметричный

Рекомендуется применять комбинированные УЗИП, которые могут выполнять функции разрядника и ограничителя.

Устройство молниезащиты и ее заземления

Жителей городов мало волнует молниезащита и заземление, государство уже о них позаботилось, обязав проектировщиков и строителей предусмотреть соответствующие технические решения. Вопрос защиты от молний особо актуален для владельцев дач и загородных домов.

Делать молниезащиту или не делать – домовладелец решает сам. Однако сооружение заземления и надежного молниеотвода уменьшает опасность пожара в разы, позволяет защитить проводку, электроприборы и жизни обитателей дома.

Опасность разряда молнии

Облака представляют собой водяной пар или мелкие кристаллы льда. Они постоянно движутся, трутся о теплые струи воздуха и электризуются. Когда разность зарядов между ними достигает критического значения, происходит разряд. Это и есть молния.

Когда между облаком и землей проводимость наименьшая, то молния ударяет в землю, весь накопленный заряд стекает в нее. Затем и нужно заземление, чтобы забрать на себя энергию разряда.

Читать еще:  Из какого кирпича делать межкомнатные перегородки?

Молния ударяет в самую высокую точку сооружения, проходя минимальное расстояние от облака до объекта. По сути, получается короткое замыкание, протекают гигантские токи, выделяется огромная энергия.

Если молниезащита отсутствует, то вся энергия молнии воспринимается зданием и растекается по токопроводящим конструкциям. Последствия такого удара – пожары, поражения людей, выход из строя электротехники.

Молниезащита забирает на себя энергию разряда и по токопроводу переправляет ее через заземлитель в землю, которая ее полностью поглощает. Поэтому молниеприемники (громоотводы) и прочие элементы молниезащиты выполняются из токопроводящих материалов с высокой проводимостью.

Типы защиты

По месту расположения молниезащита делится на внешнюю и внутреннюю. Внешняя защита по принципу действия подразделяется на пассивную и активную. Устройство молниезащиты пассивного типа включает три обязательных части:

  • молниеприемник;
  • токоотвод (токовод);
  • заземлитель.

В зависимости от строения крыши устанавливаются различные молниеотводы. В активной молниезащите на вершине стрежня или мачты находится ионизатор воздуха, который создает дополнительный заряд и привлекает, таким образом, молнию. Радиус действия такой защиты значительно больше пассивной, бывает достаточно одной мачты для защиты дома и участка.

Внутренняя защита от молний

Особенно нужна молниезащита внутри зданий с большим количеством компьютерного оборудованием. Внутренняя молниезащита представляет собой комплекс устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

При попадании разряда молнии на линии электрической сети в ней возникают огромные кратковременные перенапряжения. Чтобы погасить их параллельно с проводниками фаза и ноль, фаза и земля, ноль и земля устанавливаются УЗИП. Это очень быстродействующие приборы со временем срабатывания от 100 нс до 5 нс.

Схема установки и характеристики УЗИП зависят от того, имеется внешняя молниезащита или нет. Они различаются конструкцией, представляют собой воздушные или газовые разрядники, варисторы, но суть одна.

При возникновении кратковременного перенапряжения шунтируют защищаемую цепь и всю энергию разряда принимают на себя. Но есть приборы и с последовательным соединением. Принцип действия тот же, при возникновении перенапряжений все падение напряжения происходит на устройстве.

УЗИП делятся на три класса. Устройства первого класса устанавливаются в главном распределительном щите. УЗИП снижает напряжение до 4 кВ. Приборы второго класса устанавливают перед вводным автоматом квартирного или домового электрического щита и снижают напряжение до 2,5 кВ.

Устройства третьего класса устанавливают в непосредственной близости от защищаемых приборов (компьютеры, серверы и подобные им устройства). Они обеспечивают снижение до 1,5 кВ. Этого снижения напряжения достаточно для большинства оборудования, особенно если продолжительность перенапряжения краткая. Расчет молниезащиты рекомендуется поручить специалистам.

Естественные молниеотводы

Кроме этого имеется естественные молниеотводы. Наши предки вольно или невольно тоже имели хорошую молниезащиту. Традиция высаживать около дома березу спасла не одну жизнь и не один дом. Береза, несмотря на то что она не очень хорошо проводит электрический ток, является замечательным молниеотводом и одновременно обеспечивает заземление.

А все из-за мощной корневой системы, которая расползается почти на поверхности почвы. За счет этого энергия молнии при попадании в дерево растекается по большой площади и благополучно уходит в землю. Сосна и ель в качестве молниезащиты даже лучше, но не сравнятся с березой из-за хрупкости древесины.

Конструкция молниеотводов

В общем случае, молниезащита зданий и сооружений представляет собой комплекс из молниеприемника, токопровода и заземлителя. Молниеприемники применяются в виде стержня, сети и натянутого троса.

Стержневой молниеприемник

Конструкция стержневой системы проста. Штырь молниезащиты соединяется с помощью токоотвода с металлическими штырями в грунте, обеспечивающими заземление.

Стержни (штыри) изготавливают из оцинкованной или омедненной стали высотой от полуметра до 5-7 метров. Диаметр зависит от высоты стержня и климатического района расположения. Омедненный стержень имеет лучшую электрическую проводимость по сравнению с оцинкованной сталью.

В зависимости от конфигурации здания и его кровли на крыше устанавливаются несколько стержней. Они крепятся к коньку, фронтону, вентиляционным колодцам и прочим капитальным конструкциям.

Зона влияния молниезащиты представляет собой конус с вершиной на острие молниеотвода. Стержни располагают таким образом, чтобы зоны их действия перекрывали все здание. Для стержневых молниеприемников правило защитного конуса с 90 градусной вершиной справедливо для стержня высотой до 15 м. Чем выше молниеприемник, тем меньше угол вершины защитного конуса.

Сетевой молниеприемник

Молниеприемная сеть представляет собой оцинкованный или омедненный провод диаметром 8-10 мм, покрывающий в виде сети всю крышу здания. Обычно молниезащиту в виде сетки устанавливают на плоские кровли.

Сеть формируется за счет перпендикулярно расположенных относительно друг друга проводов с определенным шагом. При помощи держателей провода соединяются между собой и крепятся к кровле. Иногда, вместо провода используют стальную полосу.

Провод или полоса обязательно должны быть соединены с заземлением. Для соединения применяют сварку, но можно его делать специальными зажимами. Зажимы для соединения электродов заземления с проводниками часто идут в комплекте, если приобретать все детали в специализированном магазине.

Тросовый молниеприемник

Тросовые молниеприемники представляют собой стальной или алюминиевый трос, натянутый между двумя мачтами. Мачты соединены с токоотводов, а тот в свою очередь с заземлением. Представьте, что трос является коньком двускатной крыши.

Тогда область под этой виртуальной крышей будет находиться под защитой от ударов молний. Таким образом, натянув над крышей дома и прилегающей территорией несколько тросов можно обеспечить надежную молниезащиту.

Токопроводы представляют собой оцинкованные или омедненные стальные провода диаметром 10 мм, часто применяют и стальные полосы сечением 40х4 мм покрытые цинком или медью. Они соединяют молниеприемники с заземлителем.

В комплект молниезащиты входят и держатели молниеприемников и токопроводов. Они выполняются из стальных и пластиковых материалов, имеют многообразные конструкции.

Расположение заземлителей

Заземление молниеотводов, в самом простом случае, представляет собой три трехметровых металлических стержня вбитых в землю на расстоянии 5 метров друг от друга. Между собой заземляющие штыри соединяются стальной полосой расположенной на глубине 50-70 см под землей.

Соединение производится методом сварки, которые затем покрываются антикоррозионным покрытием. В местах расположения штырей на поверхность должны выходить стержни для того, чтобы можно было присоединить токопроводы.

Заземление должно располагаться на расстоянии не менее 1 метра от сооружения и более 5 метров от крыльца, дорожек и других мест постоянного хождения людей. Это необходимо для того, чтобы человек не попал под шаговое напряжение, образующееся при растекании заряда молнии от заземлителя по земле.

Если здание имеет массивный железобетонный фундамент, то заземление молниезащиты рекомендуется располагать подальше от него и монтировать внутреннюю молниезащиту в виде грозоразрядников для защиты аппаратуры. Это необходимо из-за заброса части заряда на фундамент и все элементы, имеющие с ним хороший контакт, в первую очередь корпуса оборудования, инженерные коммуникации.

Требования к сопротивлению

Контур заземления дома должен быть соединен с заземлением молниезащиты через стальные проводники, которые сваривают между собой. Сопротивление заземления должно быть как можно меньше. Нормативное значение составляет 10 Ом для грунтов с удельным сопротивлением до 500 Ом, но при больших его значениях допускается иное сопротивление, которое вычисляется по формуле:

Rз – сопротивление заземлителя, а ρ – удельное сопротивление грунта.

Для достижения нормативного значения иногда заменяется грунт. Выкапывается траншея, закладывается новый грунт с соответствующими характеристиками, и после этого монтируется заземление. Другой вариант заключается в добавлении химических реагентов.

После установки заземления молниезащиты необходимо регулярно замерять его сопротивление. Если оно выходит за пределы нормативного значения, то придется добавить штырь или заменить на новый.

При этом нужно уделять пристальное внимание соединениям между элементами устройства. Использование нержавеющих материалов значительно увеличит срок службы заземлителя.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector