Системы молниезащиты: проектирование и монтаж

Разряд молнии, который приходится на конструктивные элементы сооружения, сопровождается внушительным электромагнитным воздействием. Это, в свою очередь, самым негативным образом сказывается на функционировании электрооборудования. Снизить урон кабельным проводникам и свести к минимуму вероятность поражения объекта сильным зарядом позволяет проектирование системы молниезащиты.

Структура

Молниеотвод – пассивная защитная мера, которая обеспечивает безопасную эксплуатацию объектов, сохраняет здоровье и жизни персонала, жильцов при разрушительных воздействиях природной стихии. Состоят системы молниезащиты из следующих основных элементов:

• Приемника разряда.
• Токоотвода.
• Заземляющего контура.

Виды молниезащиты

В настоящее время выделяют активную и пассивную системы молниезащиты. Традиционный – пассивный вариант состоит из приемника разряда, токоотводящего элемента и заземления. Принцип функционирования такой системы достаточно прост. Громоотвод принимает на себя удар молнии, после чего направляет его к заземлению посредством проводящих путей токоотвода. В конечном итоге разряд гасится в земле.

В свою очередь, активная система молниезащиты работает по принципу ионизации воздуха. Благодаря данному эффекту и происходит перехват разряда. Состоят активные системы молниезащиты из тех же элементов, что и пассивные. Однако радиус их действия значительно больше и достигает порядка 100 метров. В данном случае под защитой оказывается не только объект, на котором смонтированы элементы системы, но также близлежащие постройки.

Видео: Монтаж системы молниезащиты

Активная молниезащита гораздо эффективнее. Поэтому неудивительно, что именно такому варианту отдают предпочтение пользователи в большинстве развитых стран. Однако и стоимость подобных решений на порядок выше.

Варианты исполнения приемников разряда

В стандартном исполнении полниеприемник представляет собой обычный металлический штырь, что монтируется в вертикальном положении на крыше сооружения. Крайне важно закреплять данный элемент в самой высокой, открытой точке крыши. Если строение отличается сложной конструкцией кровли, в плане повышения уровня безопасности, рекомендуется монтаж нескольких приемников разряда.

Выделяют отдельные варианты молниеприемников, которые различаются согласно конструктивному исполнению:

• Штыревая защита.
• Металлический трос.
• Молниезащитная сетка.

Штыревая защита

Если сооружение содержит металлическую кровлю, в таком случае правильным решением выглядит установка штыревой системы молниезащиты. Монтаж приемника разряда в виде стандартного металлического стержня выполняется на возвышенности. Последний соединяется с заземлением посредством токоотводов.

Штыревая защита может быть представлена в виде круглого металлического прута сечением не менее 8 мм либо полосового отрезка металла с параметрами 25 х 4. Длина принимающего разряд элемента должна быть такой, чтобы его окончание возвышалось над самой высотной точкой объекта примерно на 2 метра.

От высоты расположения штыря напрямую зависит способность системы молниезащиты и заземления уберегать от поражения разрядом значительных площадей. Зона, которую способен защитить штыревой громоотвод, определяется как окружность с радиусом, идентичным высоте стержня.

Тросовая защита

При наличии крыши, покрытой шифером, приемник разряда молнии выполняется в виде металлического троса. Последний натягивают вдоль конька кровли. Высота его расположения должна составлять как минимум 0,5 метра от поверхности.

Если необходимо создать наиболее надежную защиту, для натяжения троса используют металлические опоры, которые изолируются от приемника разряда. Данный способ также применим для строений с деревянными крышами и кровлями в виде керамической черепицы.

Сетчатая защита

Такое решение выступает наиболее сложным для реализации. Как правило, применяется для крыш, покрытых черепицей. Приемником разряда в данном случае выступает проволочная сетка, проложенная на крыше строения. Сечение электрических проводников в данном случае должно составлять не менее 6 мм, а шаг ячеек – порядка 6 х 6 м.

Рассмотренная система соединяется с токоотводом и заземляющим элементом с помощью сварки. При отсутствии такой возможности допускается применение болтовых крепежей.

Монтаж токоотводов здесь выполняется с применением круглой стальной проволоки. Прокладывают их по направлению к заземлению по стенам и крыше строения, фиксируя электрические проводники специальными скобами.

Маршрут для размещения элементов токоотвода подбирается таким образом, чтобы проводящие ток элементы не соприкасались с дверями, окнами, крыльцом, металлическими гаражными воротами, прочими конструкциями, с которыми могут взаимодействовать люди в процессе эксплуатации объекта.

Если здание содержит в своей конструкции обилие легковоспламеняющихся материалов (пенополистирол, дерево, пластик), проводники токоотвода должны быть проложены на отдалении от поверхностей примерно в 15-20 см. Такой подход к обустройству системы молниезащиты позволит избежать возникновения пожаров при сильных, продолжительных грозах.

В данном случае также может быть установлена внутренняя система молниезащиты, которая предполагает монтаж специальных разрядников, способных защитить электрооборудование от импульсных перенапряжений. Подобные средства размещаются в непосредственной близости к точке ввода силового кабеля в объект.

Токоотвод

Выступает обязательным элементом систем молниезащиты. Предназначен для передачи заряда к контуру заземления.

Токоотвод представляет собой металлическую проволоку толщиной не менее 6 мм, что присоединяется к приемнику разряда. Сочетание обоих элементов позволяет погашать нагрузки до 200 000 Ампер. Важнейшим условием при объединении данных конструктивных составляющих выступает выполнение высоконадежной сварки, что исключает вероятность разрыва соединений и ослабления креплений под воздействием ветра, при падении снежных пластов.

Токоотвод спускают по стенам объекта с крыши, закрепляя проводник скобами. Окончание металлической проволоки направляется к заземляющему контуру. Если система молниезащиты зданий и сооружений предполагает установку нескольких проводящих заряд элементов, их располагают на расстоянии порядка 20-25 метров друг от друга на максимально возможном отдалении от дверей и окон.

Согласно технике безопасности, токоотводы запрещено резко изгибать. Допущение подобных просчетов увеличивает вероятность возникновения искрового разряда в случае поражения объекта молнией. Это, в свою очередь, может привести к воспламенению сооружения.

Выполняя монтаж системы молниезащиты, желательно делать токоотвод как можно короче. В то же время его установку рекомендуется производить поближе к острым выступам, краям фронтонов, слуховым окнам.

Заземление

Устройство заземления предназначено для обеспечения эффективного отвода разряда в землю. Представляет собой несколько объединенных между собой электродов, забитых в грунт.

При введении объекта в эксплуатацию, по правилам, изначально должно быть предусмотрено общее заземление для всех электроприборов, подключенных в сеть. Если же его нет, подготовить элемент не так и сложно. Для этого берется стальной либо медный проводник сечением 50-80 мм. Выкапывается траншея длиной 3 м и глубиной не менее 0,8 м. По противоположным сторонам углубления вбиваются пруты, которые соединяются с помощью стальной перекладины методом сварки. К полученной конструкции присоединяется токоотвод. В завершение места сварочных колен окрашиваются, после чего заземляющая конструкция забивается до дна траншеи.

Проверка систем молниезащиты

Испытание системы отвода разряда предполагает визуальный осмотр конструктивных элементов, а также измерение показателей сопротивления. Внешне проверяется надежность соединения контактов между молниеприемником, токоотводами и заземлением. Все места сварки простукиваются молотком.

Проведение измерений показателей сопротивления заземлителей отдельных молниеотводов и болтовых соединений предполагает наличие специального оборудования, зарегистрированного в соответствии с нормативными актами.

В итоге

Как видно, существует несколько вариантов молниезащиты объекта. Те или иные решения подбираются в зависимости от широты бюджета, характера строения, необходимости в обеспечении определенного уровня безопасности.

Видео: Монтаж молниезащиты, молниезащита загородного дома

В настоящее время разработка проектов электроснабжения при введении объекта в эксплуатацию не предусматривает создание молниезащиты. По крайней мере, ее наличие не является обязательным требованием. Поэтому решение о целесообразности обустройства системы защиты строения от поражения молнией принимается каждым владельцем исходя из личных соображений.