В 1753 году мир впервые узнал об электрической природе молнии и методах борьбы с ее разрушительной силой благодаря опытам Франклина и изобретению молниеотвода. Последующие идеи по усовершенствованию систем молниезащиты положили начало эре многочисленных разработок, результатом которых служит создание современных систем эффективной молниезащиты. Простейшей и первичной из них является система на основе одностержневого пассивного молниеотвода. Она состоит из одного или нескольких металлических прутов, соединенных кабелями с заземлением, обеспечивает рассеивание полученного разряда и защиту небольших строений, которая, в свою очередь, подразделяется на традиционную (молниеотвод Франклина) и с ионизатором. Молниеотвод - это устройство из трех основных элементов: молниеприемника, который принимает разряд молнии; токоотвода, который должен направить принятый разряд в землю, и заземлителя, который отдает заряд земле. Молниеприемник может иметь вид металлического штыря (стержневой), натянутого вдоль конька крыши металлического троса или металлической сетки из арматуры с шагом ячеек обычно 6-12 м. Для защиты от прямого удара молнии как можно большей площади следует устанавливать молниеприемник на такую высоту, чтобы в зону защиты (это все, что вмещается в конус, высота которого определяется высотой молниеприемника, а диаметр основания равен тройному значению высоты) попадали выбранные объекты. Для таких молниеотводов используют достаточно высокие, стоящие рядом деревья или сооружают мачты. Но мачты не всем по карману, да и пейзаж они не облагораживают. Поэтому чаще всего применяют тросовые и сетчатые молниеприемники, причем для строений с неметаллической кровлей допустима упрощенная схема молниезащиты. Рис.1. Одностержневой молниеотвод Система молниезащиты типа "пространственной клетки" представляет собой проводящую сеть, которую устанавливают на крыше защищаемого строения. В ее конструкции применяются материалы, соответствующие стандарту устройства молниезащиты сооружений и коммуникаций СО 153-34.21.122-2003. Эти же параметры распространяются на все молниеотводы. Рис. 2. Система молниезащиты "пространственная клетка" Традиционная система молниезащиты (без ионизатора) состоит из: специального молниеотвода h=35 см, выполненного из меди или стали, закрепленного на стержне h=2м; удлиняющей мачты h=2м. Комбинация молниеотвода с мачтами позволяет достичь необходимой высоты: 2,35; 4,1; 5,85; 7,6 м; специального крепежа мачты к стене или треноги; специального проводника с набором крепежа к стене дома; клеммы заземления; земляной розетки. Радиус защитного действия молниеотвода определяется высотой мачты и для традиционной системы приближенно рассчитывается по формуле: =1,732 xh, где h - высота от самой высокой точки дома до пика молниеотвода. Молниеотвод устанавливается на мачте необходимой высоты, затем вся конструкция при помощи спецального кронштейна (к стене) или треноги закрепляется на самой высокой точке дома и специальным проводником соединяется с клеммой заземлителя (земляной розетки). Соединительный проводник должен располагаться не ближе 1 м от канализации, магистрали газа, внешних металлических частей дома и фиксироваться специальным крепежом к стене дома через каждые 30 см, с изгибами не менее R=20 см. Клемма заземлителя устанавливается на высоте не менее 2 м от земли. Эта клемма соединяется с земляной розеткой, которая выполняется отдельно существующего заземления дома. Наиболее распространенные варианты устройства земляных розеток от "Птичья лапа" "Треугольник" Система молниезащиты с ионизатором Принцип работы активной системы заключается в постоянной работе специального устройства - активного молниеприемника, который генерирует электрические импульсы в направлении грозовой тучи и тем самым создает воздушный канал со значительно пониженным сопротивлением. Его включение происходит в тот момент, когда электромагнитная напряженность между землей и грозовым облаком достигает критической величины, предшествующей неизбежному разряду. И в случае ее движения к защищаемой территории, она будет принята токоприемником, в противном случае токоприемник не окажет на молнию ни какого воздействия и она пройдет стороной. Подобная грозозащита широко распространена во многих странах мира. Рис. 3. Ионизатор Prevectron 2 Millenium Типы крыш: 1. Все виды металлической кровли. Для них идеальным вариантом является описанная выше классическая схема молниезащиты. Обратите внимание на то, что лучше прокладывать токоотвод по стене дома, противоположной входу, и закапывать заземлитель подальше от фундамента и различных садовых построек. 2. Шифер и тому подобное, включая дерево. Для таких крыш специалисты советуют иную систему. Вдоль <конька> кровли по всей длине протягивается металлический трос на двух деревянных подпорках, к нему припаивается токоотвод, спускается вдоль крыши, проходит по стене (можно провод пропустить в водосток) и уходит в землю. Токоотвод припаян к заземлителю из стального листа. Система должна располагаться также на расстоянии 3-5 метров от входа. 3. Все виды черепицы. Для защиты черепичных крыш специалисты советуют накинуть на кровлю сетку из стальной проволоки с шагом ячейки не более чем 6 х6 м, но и не особенно частой. Диаметр проволоки или троса для такой сетки должен быть приблизительно 6 мм. Все стыки проволоки пропиваются. Затем к этой сетке присоединяется токоотвод, который заканчивается закопанной в землю стальной пластиной заземлителя. ВНУТРЕННЯЯ МОЛНИЕЗАЩИТА Внутренняя молниезащита должна уменьшать электромагнитные эффекты воздействия тока молнии на людей, инсталляции и оборудование, находящееся внутри строительных представлены объектов. только основные В дальнейшей вопросы части внутренней работы будут молниезащиты, касающиеся: Уравнивания потенциалов инсталляций, входящих в строительный объект Уравнивание потенциалов внутри строительного объекта Подбора перенапряжения и и размещения защищающих устройств, электрическую ограничивающих инсталляцию, системы передачи сигналов, а также устройства от прямого воздействия части тока молнии Основные принципы уравнивания потенциалов содержатся в нормах молниезащиты строительных объектов. В соответствии с этими принципами следует уравнивать потенциалы всех проводящих инсталляций входящих в объект. Уравнивание потенциалов следует выполнить при помощи соединений с низким импедансом: Непосредственных - между проводящими инсталляциями и устройствами, на которых не возникает постоянно электрический потенциал Ограничивающих - между устройствами, заземленными и изолированными от земли, а также находящимися под напряжением проводами электрических устройств. Принимая во внимание представленные требования, рекомендуется, вводя инсталляции в строительный объект, соединять их с уравнивающей шиной, произвольным элементом молниезащитного устройства или металлическим элементом конструкции объекта в месте, расположенным как можно ближе к месту введения инсталляции. Оптимальным решением является введение всех инсталляций в одном общем месте. Пример проведения в одном месте электроустановке, сигнальных проводов, а также других проводящих инсталляций представлен на рис.4. Рис.4. Соединения проводников с шиной уравнивания потенциалов в месте их ввода в объект 1. К уравнивающей шине следует непосредственно присоединить: Металлические трубы Телекоммуникационные, вспомогательные, и измерительные заземляющие электроды Экраны или проводящие конструктивные элементы линии передачи сигналов 2. Проводники PEN или PE электроэнергетической сети Если внешние инсталляции, линии электропитания, телекоммуникационные и сигнальные линии нельзя ввести в объект в одном и том же месте и требуется применение нескольких уравнивающих шин, то они должны быть соединены как можно более коротким проводником с заземлителем или металлическими элементами железобетонной конструкции объекта. . Проводник, соединяющий уравнивающие шины, следует соединить с проводящими элементами железобетонной конструкции или другими экранирующими элементами. . Уравнивающая шина размещается чаще всего на уровне земли, как можно ближе к месту, в которое входят проводящие инсталляции и соединена с заземлителем, например, с фундаментным. К шине следует также присоединить существующие в объекте металлические части лифтовых конструкций, вентиляционные каналы и т.п.
