молниеприемник,молния,защита,громоотвод,токоотвод,заземление,гроза
ФОТО: журнал "Приватный дом"
Если подсчитать, сколько домов пострадало от молнии, целесообразность громоотвода можно поставить под сомнение. Но если сравнить стоимость системы и урон, который может нанести молния, сомнения исчезают.

Природа молнии

Чтобы понять принцип работы молниеотвода, необходимо разобраться в природе молнии. В грозовых облаках ветер разбрызгивает крупные капли на мелкие. Последние заряжаются отрицательно, в то время как большая часть капли сохраняет положительный заряд.

Как известно, противоположные заряды притягиваются. Так начинается взаимодействие между разными частями облака и землей. Возникает электрическое поле, которое направляет свободные электроны к земле.

Электронные лавины создают электрический ток. Он нагревает воздух и увеличивает его проводимость. Результат — образование канала разряда молнии, соединяющего отрицательный заряд облака и положительный заряд земной поверхности.

Хотя молния называется линейной, ее путь зачастую проходит по кривой с наименьшим сопротивлением. Предпочтительные зоны разряда — высокие объекты: трубы, деревья, дома. Однако бывает и так, что молния разряжается в глубоком и влажном овраге, не задевая близлежащих деревьев.

Учитывая природу этого явления, создают системы с хорошей проводимостью, которые располагают выше других конструкций. Они «ловят» канал разрядки и по токоотводам направляют молнию к системе заземления, передающей разряд земле.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ Как защитить дом от попадания молнии

Молниеприемники

Первый функциональный элемент системы молниезащиты — молниеприемник, предназначенный для приема прямого удара молнии. В зависимости от конструктивных особенностей молниеприемники делят на несколько типов.

Стержневые. Это наиболее распространенный вариант. Как правило, их изготавливают из прокатной стали различного профиля.

Высокие нагрузки требуют соответствующего качества и характеристик материала. При длине (от точки закрепления) не более 2 м сечение молниеприемника должно быть больше 100 мм².

В случае использования стальной трубы ее верхний конец необходимо заварить или плотно закрыть металлической пробкой.

Тросовые. Представляет собой стальной трос, закрепленный на несущих конструкциях и подвешенный над крышей. Этот способ защиты наиболее подходит для длинных сооружений. В качестве троса можно использовать оцинкованный стальной канат с сечением не менее 35 мм². Если строение уже введено в эксплуатацию, тросовый молниеприемник можно разместить на опорах, установленных вблизи защищаемого объекта.

Сетчатые. Их укладывают на кровлю так, что они образуют подобие сетки с широкими ячейками. Сетку изготавливают из круглой стали диаметром 6—8 мм или из плоских стальных полос с сечением 4 х 20 мм. Размеры ячеек и принципы монтажа у разных проектных организаций могут отличаться. Самыми прогрессивными считаются нормативные разработки Международной электротехнической комиссии (МЭК), которые диктуют следующие условия:

  • размер ячейки ограничивается 5 м;
  • каждое пересечение оснащено стержневым молниеприемником высотой более 25 см;
  • концы всех ветвей сетки имеют токоотводы;
  • все токоотводы заземлены двумя вертикальными стержнями;
  • токоотводы имеют контакт для замера сопротивления заземлителя.

Активные. Эти молниеприемники — яркие представители прогресса в данной области. У них есть электронные устройства, которые активизируются в предгрозовой период и создают ионизированный канал, притягивающий молнию. Такой канал увеличивает высоту приемника, но не зрительно, как в стержневых системах, а лишь функционально. Эта характеристика особенно важна для зашиты готовых зданий, ведь она сделает вмешательство в архитектуру дома минимальным.

Кровельные. Это сами металлические кровли (кроме металлочерепицы), которые имеют надежный электрический контакт по всей своей поверхности. Для такой кровли подходят оцинкованные листы, объединенные кровельным швом. Гофрированные оцинкованные листы, скрепленные винтами, которые создают канал для прохода молнии, тоже можно использовать в качестве молниеприемника.

Токоотводы прокладывают по углам постройки, при этом расстояние между ними не должно превышать 25 м. Чтобы обеспечить более надежное соединение листов кровли и их контакт с заземлителем, специалисты рекомендуют по всему периметру свеса кровли закатать в него горизонтальные токоотводы или объединить все гофрированные листы с помощью горизонтального токоотвода.

Все типы молниеприемников имеют свои достоинства и недостатки, обусловленные конструктивными особенностями, которые влияют на рабочие характеристики, и ценовыми показателями. Кроме того, для домов разных габаритов, построенных в разных архитектурных стилях и из разных материалов можно посоветовать разные системы. При этом один и тот же вид приемника может отличаться материалом, высотой и сечением.

Токоотводы

Среднее звено системы молниезащиты, объединяющее молниеприемник с заземлением, — токоотвод.

Обязательные требования к нему — малое сопротивление, механическая прочность и стойкость к коррозии, ведь ветер, дождь и температурные колебания повреждают материал.

Токоотводы делают из стальной оцинкованной или черной катанки (проволоки, изготовленной методом горячей прокаткой) диаметром 6—8 мм.

Минимальный диаметр подземной части токоотвода — 10 мм. Альтернатива стальным конструкциям — медь, которая особенно подходит для крыш, покрытых металлочерепицей.

Токоотвод соединяют с заземлителем сваркой. При этом длина сварного шва не должна быть меньше 6 диаметров соединяемых деталей.

Заземление

Последний элемент системы молниезащиты — заземление. Оно состоит из заземляющих про­водников и заземлителя.  Заземлитель представляет собой один или несколько соединенных между собой металли­ческих проводников (электродов), соприка­сающихся с грунтом. Эта часть конструкции находится под землей.

Заземляющие проводники — металличес­кие токопроводящие элементы, соединяющие заземлитель с оборудованием. Обычно их делают из медной, алюминиевой, стальной оцинкованной или нержавеющей прово­локи диаметром 8—10 мм. В зависимости от конструкции заземлителя заземление может быть трех типов: глубинное, кольцевое и фундаментное.

К глубинным заземлителям относят уст­ройства, которые устанавливают в грунте вертикально и на большой глубине. Такое техническое решение — одно из самых простых. Однако, используя его, нужно учитывать такие показатели, как сопротивле­ние заземлителя и его коррозионная устой­чивость.

Это особенно важно при самостоя­тельном устройстве заземления, поскольку в этом слу­чае обычно используют уголки, пруты или трубы из простой стали. Их просто забивают в землю на глубину 2—3 м и соединяют в кон­тур сваркой.

Сопротивление полученной конструкции никто, естественно, не прове­ряет. Выбор «незащищенного» материала приведет к тому, что через несколько лет стальные элементы превратятся в ржавчину, а о том, что заземления уже нет, никто и не догадается.

Эту проблему помогают решить сов­ременные модульные системы глубинного заземления. Каждый модуль представляет со­бой прут (или трубу) длиной 1,5 м, на обоих концах которого предусмотрены стыковоч­ные элементы. Первый модуль забивают в землю, после чего на него надевают сле­дующий и так до достижения необходимой глубины.

Чтобы облегчить этот процесс, на нижний конец первого модуля надевают заостренный наконечник. Не­которые модули оборудованы специальны­ми стыковочными узлами со свинцовым шариком. При забивании сви­нец заполняет пространство внутри узла, прочно скрепляя модули. Забивают модули вручную (кувалдой) или электрическим отбойным молотком. Чтобы не повредить трубу, на нее надевают специ­альную насадку.

Модули чаще всего делают из оцинкован­ной или нержавеющей стали. Используют и более сложную конструкцию — стальной стер­жень, покрытый тонким слоем меди. В таком модуле функцию заземлителя выполняет медь, а стальной стержень нужен лишь для того, что­бы придать ему прочность и жесткость, доста­точные для забивания в грунт. Модульные системы можно забивать на глу­бину нескольких десятков метров, что в некоторых случаях позво­ляет обойтись одной точкой заземления вмес­то нескольких.

Еще одна разновидность стандартных глубин­ных заземлителей — алюминиевый профиль крестообразного сечения дли­ной 3 м. Такие элементы заби­вают в грунт и соединяют в контур.

Кольцевое заземление от­носят к поверхностным. Оно представляет собой металлическую ленту, замкнутую в кольцо по всему периметру строения. Контур должен рас­полагаться ниже уровня про­мерзания грунта, установлен­ного для данного региона (для Украины этот показатель сос­тавляет около 50 см). Кольцо должно отступать на 1 м от внешней стороны фун­дамента здания. Изготовить такое заземление сложнее, чем глубинное, однако оно более эффективно.

Фундаментное заземле­ние устраивают внутри бетонного фундамента здания на стадии строительства.

Из фундамента выводят наружу открытые участки заземлителя, чтобы подсоединить за­земляющие проводники.

Для заземлений двух последних типов исполь­зуют плоские проводники (ленты) из оцинкованной или нержавеющей стали шириной 30—40 мм и толщиной 3—4 мм, а также круглые проводники из меди диаметром 8 мм, нержавеющей или оцинкованной стали диаметром 10 мм.

Соединение заземлителя и проводников располагают на глубине 0,5 м от поверхнос­ти. Поэтому сначала роют котлован и забивают заземлители (или прос­то укладывают их, если речь идет о кольцевом за­землении). Верхний конец глубинного зазем­лителя должен возвышаться над поверхностью на высоту, достаточную для того, чтобы к не­му можно было прикрепить проводники.

Глубина забивания модульных заземлителей за­висит от электропроводности грунта и может сос­тавлять от 6 до 32 м. Лучшей электропро­водностью отличаются влажные черноземы и торфяники, худшей — пески.

Независимо от того, какой тип молниеприемника вам приглянулся и какую систему заземления вы предпочли, как минимум предварительные расчеты и разработку технического плана системы необходимо доверить специалистам.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ Как сделать заземление?

Совет

Где заземлять

Выбирая место для заземления, нужно пом­нить о том, что растекание электрического за­ряда в грунте может привести к опасной раз­ности потенциалов на поверхности. Поэтому желательно размещать заземление в наиме­нее посещаемых местах садового участка, а за­земляющие проводники — на стене дома, про­тивоположной входу. Лучше всего, если это будет глухая стена, без дверей и окон.

Значение сопротивления

В процессе забивания измеряют сопротив­ление системы — по мере углубления оно умень­шается. Как только сопротивление достигает проектного значения (для частных домов обыч­но 4 Ом), монтаж подземной части можно счи­тать законченным.

Время от времени работу систему необходимо проверять, ведь ее подземные элементы могут прийти в негодность, но об этом станет известно, лишь когда в дом попадет молния. Для проверки обратитесь в профильные организации, имеющие специальное оборудование с минимальными погрешностями.

Шаровая молния

Рассмотренные громоотводы могут справиться с линейной молнией, но бессильны перед шаровой.

Вероятность встречи с ней довольно мала, хотя перестраховаться не помешает, особенно если в вашем регионе были зафиксированы подобные случаи.

Шаровые молнии появляются в месте разряда линейных и, как правило, похожи на светящийся шар диаметром 10—20 см. Некоторые могут отличаться размером (1—100 см) и формой (груша, капля).

Продолжительность жизни шаровых молний — от нескольких секунд до пары минут. Цвета — белый, красный, оранжевый, желтый.

Шаровые молнии передвигаются под действием ветра или сквозняка по извилистой траектории. Путями их попадания в дом могут служить открытые окна, двери и даже трубы дымоходов и вентиляции.

Специалисты рекомендуют на время грозы закрыть все пути доступа, а вентиляционные отверстия оборудовать заземленными металлическими сетками с диаметром проволоки 2—2,5 мм и отверстиями 3—4 см.

Борьба с мошенниками

На отечественном рынке немало компаний, у которых нет лицензии МЧС на проектирование и монтаж систем молниезащиты. Более того, такие фирмы не всегда соблюдают технологию работ.

Мошенники подкупают низкой ценой и пользуются тем, что заказчик не знает всех тонкостей устройства молниезащиты и заземления. Монтаж выполняют без предварительных и последующих измерений, с нарушением правил и требований нормативных документов. Как правило, такие «специалисты» работают за наличный расчет или по безналу, но деньги просят перечислить не на счет фирмы.

Под видом дорогостоящих заказчику продают некачественные, а иногда недопустимые и несовместимые материалы и элементы соединений. Для прикрытия используют фиктивные документы различных строительных организаций, ксерокопии чужих лицензий и т. д.

 Соответственно, все подписанные договора и расписки не имеют юридической силы. Прежде чем подписать договор, убедитесь, что человек, представляющий организацию, имеет право подписи и вообще работает в указанной фирме.

Не стесняйтесь снять копию паспорта, попросить копию статистики, в которой указано, кто директор. Требуйте оригинал лицензии МЧС. И помните, что строительная лицензия не дает права на проектирование и монтаж молниезащиты.

Неправильная молниезащита хуже, чем ее отсутствие. Ведь она увеличивает вероятность поражения молнией, что может повлечь за собой уничтожение имущества и гибель людей. Современные защитные системы — это сложные инженерные сооружения, требующие предварительных расчетов, измерений, знаний и подготовки персонала для профессионального монтажа.

Поделиться: