1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Типы молниеприёмников мачта трос и сетка

Особенности тросового молниеотвода

Основой тросового молниеотвода, как это следует из названия, составляет оцинкованный металлический (как правило, используется сталь) трос. При этом рекомендуется, чтобы площадь его сечения равнялась не меньше 35 кв. мм.

Типы и особенности

Тросовые молниеотводы используют там, где другие варианты достаточно сложны в монтаже, например, на протяженных крышах и высоковольтных линиях. Впрочем, иногда их размещают и на небольших коттеджах.

Одним из недостатков тросового молниеотвода является то, что трос заметен на кровле, но при желании его можно замаскировать. В некоторых ситуациях тросовые молниеотводы допустимо размешать не на самом защищаемом объекте, а вблизи него.

Тросовая молниезащита бывает двух типов:

  • одиночная;
  • двойная.

Для одиночной достаточно всего двух мачт, между которыми натянут трос. И у каждой мачты при этом есть связь со своим отдельным токоотводом, заземлителем и молниеприемником.

В определенных случаях на здании устанавливают сразу четыре мачты. Их соединяют двумя тросами, причем так, чтобы они располагались параллельно друг другу на одной высоте.

При ударе молнии они действуют совместно как единое целое — это и есть двойной тросовый громоотвод.

Нюансы расчета

Проектирование тросового молниеотвода, как и его монтаж, в большинстве случаев является довольно сложной задачей, которая требует обращения к профессионалам.

Еще на этапе проектирования обязательно нужно провести расчет молниезащиты — то есть определить конкретную площадь действия и другие параметры.

Расчет ведется по достаточно сложным формулам, в которых должны быть учтены, в частности, следующие показатели:

  • высота опоры троса;
  • ширина и длина зоны тросового молниеотвода (как на уровне сооружения, так и на уровне земли);
  • ожидаемое поражение количеств молнией в год.

Сам монтаж должен строго соответствовать правилам устройства электроустановок (ПУЭ), и поэтому имеет немало тонкостей, о которых неподготовленный человек может не знать.

Монтаж

Тросы соединяют с мачтами и токоотводами болтовыми зажимами. Необходимо по два таких зажима на каждое соединения. Если крыша отделана возгорающимися материалами (пластик, дерево и т. д), то тросы должны находиться на расстоянии 10-15 сантиметров от поверхности.

Наращивание троса возможно лишь путем счаливания с длиной перехлеста не мене полутора метров. Для того чтобы предохранить трос от пережигания током молнии и сделать более надежным заземление опор, используется подвесной изолятор с так называемым искровым промежутком.

Кроме того, некоторые элементы будущей молниезащиты следует соединять сваркой, и сечение сварного шва должно быть хотя бы в три раза выше номинального сечения троса.

Нежелательно, чтобы пролеты были более 15 метров, во избежание этого рекомендовано устанавливать дополнительные опоры. Опоры тросового молниеотвода должны быть оборудованы небольшим проволочным кольцом, через которое и будет проходить трос.

Опоры и мачты должны быть достаточно крепки, чтобы выдерживать вес конструкции при сильных порывах ветра. Стоит также помнить, что чем меньше будет угол между воображаемой вертикалью, проходящей через трос, и линией, соединяющей трос с крайним проводом (это называется защитным углом, и его величина, согласно стандартам, должна равняться 20-30 градусам), тем эффективней будет тросовый молниеприемник.

Сравнение с другими вариантами

Помимо тросовой, существует также стержневая и сетчатая молниезащита. Сетчатая — самая сложная по исполнению, а стержневая, как и тросовая, довольна проста по конструкции. Отличительной особенностью стержневой системы является наличие вертикального штыря, который и принимает на себя удар молнии.

Практика показывает, что стержневые молниеотводы защищают гораздо меньшую площадь, чем тросовые, и поэтому многие останавливаются именно на втором варианте из этих двух. Он является компромиссом между обычным штырем (мачтой) и сеткой.

В конечном счете, выбор той или иной молниезащиты будет зависеть от специфики здания или сооружения, состояния электроприборов, типа заземления электрической сети, частоты гроз в конкретной климатической зоне.

Типы молниеприёмников: мачта, трос и сетка

В целях обеспечения безопасности людей, сохранности сооружений, оборудования и материалов от тепловых, механических и электрических воздействий молнии, разработана особая система защитных мер безопасности – молниезащита, представляющая собой комплекс технических решений и специальных приспособлений.

Нормативное регулирование

Требования к организации систем молниезащиты зданий и сооружений, расположенных на территории Российской Федерации, регламентируются следующими нормативными документами:

  • «Инструкцией по молниезащите зданий и сооружений» РД 34.21.122-87
  • «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» CO 153-34.21.122-2003.

Разрабатывая систему защитных мер объектов от ударов молнии, проектные организации могут руководствоваться положениями любой из указанных инструкций или использовать их комбинацию.

Элементы молниезащиты

Полный комплекс мер молниезащиты наземных объектов подразумевает сочетание систем внешней — защита от прямых ударов молнии и внутренней молниезащиты — устройства защиты от вторичных воздействий (наводок и импульсного перенапряжения). Внешняя молниезащита обеспечивает минимальный шанс прямого попадания молнии в сооружение, защищая тем самым его от повреждений. Она берет на себя удар молнии, который затем отводится в грунт.

Комплекс мер внешней системы молниезащиты включает в себя три элемента:

Молниеприёмник (громоотвод, молниеотвод) – это устройство, предназначенное для перехвата молнии. Принцип действия молниеприемника состоит в том, что удар молнии приходится на наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. Следовательно, если объект расположен в зоне защиты молниеотвода, то он не будет поражен молнией.

Токоотвод – устройство, выполняющее отвод тока молнии с молниеприемника на заземление. Устанавливается на стену сооружения и водосточные трубы. Представляет собой омедненную проволоку или полосу, которая тянется от молниеприёмника к заземлителю.

Заземлитель — устройство, выполняющее отвод 50% и более тока молнии, прошедшего по токоотводу в землю. Оставшийся ток распределяется по примыкающим к сооружению коммуникациям. Заземлитель — единственный элемент внешней молниезащиты, погруженный в грунт. Заземляющими электродами могут служить элементы разных размеров, материалов и форм, соответствующие требованиям нормативных документов.

Установить внешнюю молниезащитную систему можно как на самом защищаемом объекте, так и изолированно: в виде отдельно стоящих молниеприемников и соседних сооружений, выполняющих функции естественных молниеотводов.
Внутренняя молниезащита включает в себя комплекс устройств, защищающих от импульсных перенапряжений (УЗИП) и выполняющих функции ограничения магнитного и электрического полей молнии, предотвращая тем самым искрения внутри объекта защиты.

2. Молниеприемник как часть системы молниезащиты

Систему молниезащиты организуют по принципу максимального использования естественных молниеотводов. В случаях, когда обеспечиваемая ими защищенность недостаточна, то комбинируют со специально установленными элементами (искусственными молниеприемниками).

Простота устройств, отсутствие необходимости в специальном техническом обслуживании и сравнительно надежная защита объекта от поражения ударами молнии, обеспечили молниеприемникам пассивной системы молниезащиты наиболее широкое распространение на практике.

Выделяют следующие типы пассивных молниеприемников:

Молниеприёмники изготавливают из различных материалов: алюминий, медь, нержавеющая или оцинкованная сталь, с учетом минимальных сечений для каждого из них согласно нормативным документам.

Стержневой молниеприемник (мачта)

Стержневые молниеприемники-мачты, установленные на вышках

Стержневой молниеприемник (или молниеприёмная мачта) представляет собой вертикальное устройство высотой обычно от 1 до 20 метров на крыше сооружения или рядом с ним, установленное таким образом, чтобы зона защиты покрывала защищаемый объект. Специальные зажимы, используемые при установке мачт, позволяют крепить их как к вертикальным (стена), так и горизонтальным (земля, крыша) поверхностям. От каждой мачты монтируют два токоотвода. Если молниеприемник располагают на кровле сооружения, то используемое заземляющее устройство представляет собой горизонтальный контур, который усиливают в точках опусков токоотводов вертикальными заземлителями. Заземляющее устройство отдельно стоящих мачт выполняют тремя вертикальными заземлителями, объединенными между собой по типу «куриной лапы». Стержневые молниеприемники (мачты) выбирают в основном для защиты небольших зданий, не сложной архитектуры.

Тросовый молниеприемник

Конструкция тросового молниеприемника состоит из двух мачт и натянутого между ними стального троса. К концам троса примыкают по одному токоотводу с заземлителем по типу «куриной лапы». При правильном расположении опорных мачт грозовые разряды уходят в землю за пределы защищаемого объекта. Тросовую молниезащиту широко применяют для невысоких строений. Стержневые и тросовые молниеприемники подразделяются на одиночные, двойные и многократные, образуя общую зону защиты объекта. Многократные молниеприемники используют для защиты крупных зданий или нескольких сооружений, занимающих значительную территорию.

Молниеприемная сетка

Молниеприемная сетка, установленная на крыше здания

Конструкция молниеприемника изготавливается в виде сетки из металлического прутка на крыше защищаемого сооружения. Молниеприемную сетку укладывают на кровлю здания с шагом (размером ячеек) от 5х5 м до 20х20 м в зависимости от категории молниезащиты объекта. Распространённый вопрос, который возникает при проектировании, — можно ли укладывать молниеприемную сетку непосредственно на кровлю крыши. На самом деле, сетку можно укладывать прямо на кровлю или под утеплитель (см. пункт 2.11. в инструкции РД 34.21.122-87). По инструкции СО 153 3.2.2.4. если повышение температуры представляет для объекта опасность, то расстояние между токоотводом и горючей кровлей или стеной, должно быть больше 0,1 м. При этом металлический зажим может быть в контакте с горючей стеной. Если стена или кровля являются горючими, но повышение температуры для них не опасно, то разрешается крепление непосредственно к стене.
Токоотводы монтируют по всему периметру молниеприемника с шагом от 10 до 25 м (зависит от уровня защиты). Тип кровли защищаемого сооружения (мягкая или жесткая) определяет способ крепления «сетки» к поверхности крыши. При соблюдении условия не горючего основания, молниеприемная сетка может быть уложена в «кровельном пироге». Заземлитель для данного типа молниеприемника представляет собой замкнутый горизонтальный контур, усиленный в точках опусков токоотводов.

3. Категории молниезащиты

Выбор типа молниеприемника зависит от того, к какой категории по устройству молниезащиты относится строение.
Нормами установлены три категории устройств молниезащиты в зависимости от взрывной и пожарной опасности, вместимости, огнестойкости и назначения защищаемых объектов, а также с учетом среднегодовой продолжительности гроз в географическом районе расположения объекта, см. категории молниезащиты в таблице № 1 из пункта 1.1. в РД 34.21.122-87:

Категории молниезащиты по РД 34.21.122-87

I категория молниезащиты

Для молниезащиты строений, относящихся к I категории, используются молниеприемные мачты или тросовые молниеприемники,
см. пункт 2.1. в РД 34.21.122-87. Обязательным условием является обеспечение зоны защиты типа А в соответствии с требованиями приложения 3.

II категория молниезащиты

Для молниезащиты строений II категории, имеющих неметаллическую кровлю, применяются молниеприемные мачты или тросовые молниеприемники, устанавливаемые изолированно или на самом защищаемом объекте см. пункт 2.11 в РД 34.21.122-87. При этом обязательным условием является обеспечение зоны защиты в соответствии с требованиями приведенной в статье таблицы и приложения 3 в РД 34.21.122-87. Если устройства молниезащиты расположены на объекте, то для каждой молниеприемной мачты или стойки тросового молниеприемника необходимо не менее двух токоотводов. Для обеспечения молниезащиты сооружений, уклон кровли которых не превышает 1:8, может использоваться молниеприемная сетка.
В качестве материала для изготовления молниеприемной сетки применяют стальную проволоку диаметром не менее 6 мм. Конструкцию с шагом ячеек не более 6х6 м укладывают на кровлю здания поверх или под огнеупорные материалы. Металлические конструкции, возвышающиеся над крышей строения, необходимо присоединять к молниеприемной сетке, а не металлические — оборудовать дополнительными устройствами защиты от удара молнии, так же закрепляя их с «сеткой».
Сооружения с металлическими фермами, кровли которых построены с использованием огнеупорных материалов, не требуют установки устройств молниезащиты. Металлическая кровля строений сама выступает в качестве молниеприемника. При этом устройствами молниезащиты необходимо оборудовать все возвышающиеся над крышей неметаллические элементы объекта защиты. Токоотводы монтируют от металлической кровли или молниеприемной сетки с шагом 25 м по периметру здания. Для всех типов молниеотводов, используемых для защиты строений II категории, обязательно выполнение требования пункта 2.6 в РД 34.21.122-87.

III категория молниезащиты

Для молниезащиты строений, относящихся III категории, применяют один из указанных выше способов (молниеприемные мачты, тросовые молниеотводы или сетку) с соблюдением действующих требований.
По возможности, в качестве токоотвода применяют металлические конструкции самого защищаемого объекта. Обязательным условием при этом является непрерывная электрическая связь в соединениях конструкций с остальными элементами системы внешней молниезащиты (молниеприемниками и заземлителями). Расположенные снаружи здания токоотводы необходимо монтировать на расстоянии не более 3 м от входов или в местах, не доступных для прикосновения людей.
Нормативными документами по организации молниезащиты наземных объектов не предусмотрено никак требований к расстоянию между отдельно стоящим молниеотводом и объектом защиты, его подземными коммуникациями. Применяя молниеприемную сетку для строений III категории, необходимо предусмотреть шаг ее ячеек не более 12 х 12м.

4. Зоны защиты стержневых и тросовых молниеприемников

Выбор количества и высоты стержневых и тросовых молниеотводов должен производиться с помощью расчета их зон защиты.
Под зоной защиты понимают площадь заданной геометрии в окрестности молниеприемника, на которой вероятность прямого удара молнии в размещенный там объект не превысит заданной величины.
Для обеспечения молниезащиты строения на уровне требуемой надежности, весь объем защищаемого объекта должен располагаться в зоне защиты молниеприемника.
Одиночная молниеприемная мачта обеспечивает зону защиты строения в виде кругового конуса высотой h0

Зона защиты одиночного стержневого молниеприемника

Одиночный тросовый молниеприемник обеспечивает зону защиты в виде равнобедренного треугольника, вершина которого находится на высоте h0

Зона защиты тросового молниеприемника

Расчет зон защиты стержневых и тросовых молниеприемников производится согласно CO 153—343.21.122-2003.

5. Выбор типа молниеприемника

На основании всего вышеизложенного, делаем вывод, что выбор типа молниеприемника необходимо производить исходя из конструкций зданий и сооружений и материалов их кровли, с обязательным учетом категории молниезащиты и соблюдением всех необходимых требований РД 34.21.122-87 и CO 153—343.21.122-2003.
Осуществляя молниезащиту строений при помощи стержневых и тросовых молниеприемников, их располагают таким образом, что бы объект целиком находился в их зонах защиты, рассчитываемых для каждого типа молниеотвода согласно CO 153—343.21.122-2003.
При выборе молниеприемной сетки важно учитывать, что шаг сетки (размеры ячеек) определяется категориями молниезащиты см. РД 34.21.122-87.
Для комплексной молниезащиты объектов могут применяться комбинированные типы, например тросостержневые. Нередко «сетку» комбинируют со стержневыми молниеприемниками, что обеспечивает довольно надежную защиту.

Широкое применение стержневых молниеприемников обусловлено простотой и относительной дешевизной их изготовления. В основном молниеприемные мачты выбирают для защиты небольших строений, не сложной архитектуры. Для молниезащиты крупных зданий или нескольких сооружений, занимающих значительную территорию, используют многократные стержневые молниеприемники.
Тросовые молниеприемники выбирают для защиты весьма протяженных объектов. По экономическим параметрам обустройство ими сооружений сопоставимо со стержневыми устройствами молниезащиты, однако в процессе эксплуатации они показали себя менее надежными.

На сегодняшний день, пожалуй, самым распространенным устройством молниезащиты кровли строений, относимых ко II и III категориям, является молниеприемная сетка.
Однако, современная научная общественность не подтверждает эффективность ее использования в защите от прямых ударов молнии, ввиду недостаточного повышения высоты данного молниеприемника (2-3 см) над объектом, обеспечивая при этом недостаточную надежность защиты сооружения (подробнее в вебинаре «Вопросы и проблемы нормативной документации»).

Наличие установленной системы внешней молниезащиты не является гарантией полной защиты от всех воздействий молнии. Для защиты от вторичных последствий необходимо обязательно защищать объект комплексно: элементы внешней молниезащиты, а также внутренняя молниезащита, которая представляет из себя совокупность устройств защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП).

  • Главная /
  • Статьи /
  • Виды молниеприемников

Каталог продукции

Монтаж молниезащиты

Виды молниеприемников

Систему молниезащиты организуют так, чтобы максимально задействовать естественные виды молниеотводов. В случаях, когда защищенность от природных молниеотводов недостаточна, их комбинируют с искусственными.

Молниеприемник – это устройство, которое «улавливает» накапливающееся в воздухе статическое электричество и принимает на себя опасный разряд молнии. Это один из элементов молниезащиты, которое обеспечивает безопасность здания во время грозы.

Молниеприемники бывают нескольких видов

  • Стержневой,
  • Тросовый,
  • Сетчатый.

Приемники молний изготавливают из металлов с небольшим сопротивлением – из меди, нержавеющей стали или оцинкованной стали, алюминия.

Стержневой молниеприемник

Молниеприемник-стержень (мачта) выглядит как высокий шпиль из металла высотой от одного до двадцати метров. Устанавливается шпиль на крыше здания или рядом с ним так, чтобы в зону действия молниеприемника попадал весь защищаемый объект.

Стержневой молниеприемник можно крепить как на горизонтальных и наклонных поверхностях (кровля, земля), так и на вертикальных (стена).

Приемники этого типа могут быть одиночные или формировать структуру из нескольких мачт.

Такой тип молниеприемника используется для защиты компактных зданий с простой архитектурой – частных домов, дач и подобных конструкций.

Тросовый молниеприемник

Это две мачты, между которыми натянут трос из стали. К окончаниям троса присоединены токоотводы.

Тросы применяют для защиты во время грозы невысоких конструкций. Тросовые молниеприемники бывают одиночные, двойные и многократные. Молниеприемники многократной конструкции применяют для защиты больших площадей.

Молниеприемная сетка

Сетка из металлических прутьев устанавливается на крыше дома и оберегает его от прямого попадания молнии. Размер ячеек колеблется в пределах от 5х5 метров до 20х20 метров.

Монтировать молниеприемную сетку можно прямо на кровлю или же под утеплитель. Если же возможное возрастание температуры является источником опасности для сооружения, сетка монтируется с дистанцией от 10 см до кровли и стен.

Токоотводы устанавливают по всему периметру сетки с расстоянием между ними 10–25 метров.

Выбор типа молниеприемника

Выбирать тип молниеприемника нужно с учетом защищаемого объекта, его вида кровли, а также в соответствии с категорией молниезащиты и нормативными документами.

Стержневые молниеприемники хороши простотой монтажа и недорогой ценой. Такие молниеприемники используются для защиты бытовых построек, одиночных строений, небольших здания простой архитектурной конструкции. Многократные стержневые приемники применяют для защиты значительной территории, на которой расположены несколько строений.

Тросовые молниеприемники традиционно защищают объекты, имеющие большую протяженность. Это также недорогой способ молниезащиты.

Молниеприемная сетка пользуется популярностью при необходимости защиты строений, относящихся к II и III категориям молниезащиты. Это здания и сооружения, которые находятся в местности со средней годовой продолжительностью гроз 10ч и более, это трубы предприятий и котельных высотой от 15 метров, это конструкции III–V степеней огнестойкости, находящиеся в сельской местности и т.д.

Важно правильно выбрать подходящий молниеприемник, чтобы обеспечить надежную защиту здания и прилегающей территории во время грозы. Молниеприемник должен распространять свое действие на весь защищаемый участок и быть установленным согласно требованиям нормативных документов о молниезащите.

Специалисты «ЦинконТех» подберут правильный тип молниезащиты и помогут вам выполнить монтаж молниезащиты дома, дачи или производственного здания профессионально и по доступной цене. Обращайтесь!

Устройство и требования к молниезащите зданий и сооружений

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:

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:

  1. 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.
  2. Стабилизатор напряжения.
  3. Реле контроля фаз (при трехфазном напряжении). Относится к микропроцессорным приборам.

к содержанию ↑

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:

  1. Сварочные соединения на прочность. Проводится визуально или простукиванием молотком.
  2. Болтовые соединения и стяжки. Необходимо законтрогаить все соединения, особенно те, которые будут в земле или на крыше.
  3. Сопротивление заземлителя. Измеряется специальным прибором — измеритель сопротивления изоляции.
  4. Измеряются переходные сопротивления контактов и стыков измерителем сопротивления изоляции или омметром.
  5. Измерение сопротивления растекания тока измерителем сопротивления изоляции.
  6. Проверить на соответствие проектной документации.
  7. 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.

ВНЕШНЯЯ КЛАССИЧЕСКАЯ (ПАССИВНАЯ) МОЛНИЕЗАЩИТА. Часть 1 (молниеприемники)

Буйство стихии в образе рассекающего темный небосвод яркого разряда молнии пугало и одновременно завораживало человечество сотни тысяч лет. Но сегодня сидя в уютном комфорте под крышей дома мы уже наблюдаем за вспышками молний с реакцией от равнодушия до восхищения, но без первобытного страха.

Поскольку страх – это реакция не на саму опасность, а на степень защиты от нее, то закрыв входную дверь дома, мы уже не боимся гнева Перуна, Тора или небесного электричества. И для этого есть основания, особенно веские при правильно рассчитанной и качественно установленной системе молниезащиты .

Согласно статистике наблюдений на квадратный километр территории Украины или России ежегодно приходится в среднем только три разряда молнии. Разработав модель поражения различных сооружений, ученый пришли к выводу, что в здание попадают молнии с расстояния приблизительно равного его утроенной высоте.

То есть с учетом количества разрядов на квадратный километр на девятиэтажный дом в год «приходится» около 0,07 ударов молний, что дает вероятность попадания в здание молнии приблизительно раз в четырнадцать лет. Для небольшого двухэтажного загородного дома имеем соответственно 0,003 удара молнии в год и вероятность попадания – одна молния за период около трехсот лет.

Но к этим цифрам не стоит относиться легкомысленно. Они означают, что в ваш загородный дом за три сотни лет точно попадет одна молния, а вот когда случится это событие – в следующую грозу или через столетие остается неизвестным. И молний может быть не одна, а две, три или больше – как повезет.

Если вы не сторонник игры в рулетку с силами Природы, то следует принять дополнительные меры в виде установки системы внешней молниезащиты, стоимость которой существенно меньше суммы возможного ущерба в случае попадания молнии в никак не защищенный дом.

Сегодня на рынке представлены внешние системы защиты от прямого воздействия разряда молнии двух классов – пассивная (классическая) молниезащита и активная молниезащита. Обе они предназначены для «проведения» тока молнии по безопасному для защищаемого объекта пути и его дальнейшего растекания в земле.

Общепринятая история внешней пассивной молниезащиты берет начало в 1752 году от проекта молниеотвода предложенного Бенджамином Франклином. С тех пор по мере расширения наших знаний о небесном электричестве не раз менялись требования и стандарты по установке молниезащиты на различных объектах.

Сегодня руководства и нормативные документы заполнены различными формулами, графиками и таблицами, разобраться в которых под силу только специалисту. Пособий для владельцев загородного жилья с указанием конкретных примеров для типовых строений, детальным объяснением нюансов на доступном для непрофессионала уровне и рекомендуемых к использованию при монтаже молниезащиты материалов практически нет.

В идеале монтажом такой системы должны заниматься имеющие лицензию специалисты. Но в реалиях нашей жизни довольно часто владельцы домов сами устанавливают молниезащиту, руководствуясь чуть ли не школьной упрощенной моделью действия атмосферного разряда. Молниезащиты лучше не иметь вообще, чем считать, что дом защищен при ее неправильном расчете и установке с использованием ненадлежащих материалов.

Не претендуя на охват всех тонкостей и нюансов установки молниезащиты на всех объектах, где необходимо ее присутсвие, рассмотрим довольно простой вариант загородного дома – дачи или коттеджа. Это будет интересно для тех, кто хочет не пускать на самотек работу бригады монтажников или тех, кто все-таки планирует самостоятельно установить защиту от удара молнии. Начнем с того, что какая бы ни была система внешней молниезащиты, она состоит из трех основных компонентов:

Как следует из названия, задачей молниеприемника является принятие на себя разряда молнии и недопущение его к защищаемому объекту. Роль молниеприемника может играть установленный на крыше стержень или стоящая отдельно мачта, натянутый на опорах трос, сетка из проводников определенного сечения, а также элементы конструкции здания: флюгеры, парапеты и т.д.

Выбор метода проектирования системы классической пассивной молниезащиты зависит от типа крыши. Для скатной остроконечной крыши используют метод защитного угла; для плоской – метод замкнутых контуров, а если на плоской крыше располагаются выступающие над ней надстройки – сочетание обеих методов.

Каждый молниеприемник защищает определенную зону пространства. При применении метода защитного угла считается, что зона защиты молниеприемника представляет собой прямой конус, угол раствора которого определяется высотой молниеприемника над землей. Значение угла определяется по приведенным в справочниках графикам для строений ІІІ класса молниезащиты, к которому относятся жилые дома. Для одиночного стержневого молниеприемника высотой h параметры конуса зоны защиты можно определять, пользуясь также формулами: радиус основания конуса R = 1,2·h, а его высота hr = 0,85·h.

Для строений с двускатной крышей , которая характерна для подавляющего большинства наших домов в частных владениях, в качестве основного молниеприемника используется проложенный вдоль конька проводник. Зная высоту расположения конька, из графика определяем значение защитного угла и проверяем, вся ли крыша попадает в определяемую им зону защиты.

В данном случае проводник можно рассматривать как совокупность стержней и его зона защиты в перпендикулярной к проводнику плоскости образует равнобедренный треугольник с углом 2α при вершине, основанием 2R и высотой h (или два прямоугольных треугольника с катетами R на земле, углами α при вершине с проводником и общим катетом h). При виде сверху зона будет иметь в виде овала, образованного двумя параллельными проекции конькового проводника на землю прямыми, расположенными на расстоянии R от нее, и округлений радиуса R, взятого от концов проводника.

Для тех элементов строения и участков крыши, которые не попадают в защищаемую зону, устанавливаются дополнительные молниеприемники. Если это расположенные под такой же скатной крышей мансардные или чердачные окна, выступ над входом в дом и т.д., то проводник дополнительной защиты крепится на их коньке и соединяется проводником с основным молниеприемником.

При этом окончания всех коньковых проводников делают длиннее крыши и загибают вверх на высоту приблизительно 0,15 м, создавая дополнительную защиту для выступающей за пределы стены части кровли. Выступающие над крышей вертикальные элементы (трубы, антенны) защищают при помощи стержневых молниеприемников, которые также соединяются с коньковыми, образуя единую сетку.

В качестве проводников используется круглый провод диаметром 8 – 10 мм из алюминия, оцинкованной или нержавеющей стали, меди. Алюминиевый провод самый дешевый, но самый недолговечный. Наиболее стойкий к действию неблагоприятный факторов окружающей среды медный, но он же и самый дорогой.

Помимо соединения в единую сетку проводники также необходимо надежно закрепить на кровле. Быстрее, проще и надежнее осуществлять эти операции, используя специальные держатели, зажимы, соединители, молниеприемные стержни и другие комплектующие систем молниезащиты известных производителей с большим опытом работы в этой области: OBO Betterman, Dehn-Sohne, Galmar или Elko-Bis. В этом случае будет учтен фактор сочетаемости различных материалов самой системы молниезащиты и особенности строительных материалов здания.

Молниеприемные стержни, как и провод, могут быть из алюминия, меди, оцинкованной или нержавеющей стали. Для унификации различных комплектующих и креплений системы молниезащиты у производителей независимо от материала молниеприемные стержни в основном имеют одинаковый диаметр – 16 мм, что удовлетворяет требованиям к площади минимального поперечного сечения (сталь – не менее 50 мм 2 , медь – не менее 35 мм 2 , алюминий – не менее 70 мм 2 ).

Для местностей с высокими ветровыми нагрузками разработан вариант сужающегося молниеприемника – стержень переменного сечения, диаметр которого уменьшается от 16 мм у основания до 10 мм на последнем метре. Для установки стоящих отдельно высоких стержневых молниеприемников используются специальные телескопические стойки и легкие мачты.

К дымовым трубам стержень крепится двумя держателями и при наличии козырька над трубой – фальцевой клеммой Если труба изготовлена из проводящего материала или котел управляется электроникой, то стержень крепится дистанционными изолирующими держателями не ближе позволяющего избежать опасности искрообразования наименьшего допустимого расстояния s, которое рассчитывается согласно определенной формуле (для загородного дома s = 0,45 – 0,50 м).

Для защиты спутниковых антенн и тех же труб стержневой молниеприемник крепят также рядом на крыше с соблюдением параметров зоны защиты и наименьшего допустимого расстояния.

Если строение имеет двускатную простую крышу, то можно сэкономить, установив вдоль конька для его защиты тросовый молниеприемник. Он представляет собой подвешенный между двумя опорами на высоте не ниже 25 см до конька многопроволочный трос, как правило, из оцинкованной стали с поперечным сечением более 35 мм, но может быть и медным. Как и для проложенного вдоль конька провода, зона защиты тросового молниеприемника определяется углом α. Если, учитывая провес, высота троса над землей будет h и не превышает 150 м, то высоту зоны защиты можно определять по формуле hr = 0,87·h, а радиус R = 1,5·h.

Опоры должны выдерживать натяжение троса с учетом его собственного веса и налипание снега или намерзания льда, а также ветровые нагрузки. В качестве опор можно использовать как изготовленные самостоятельно деревянные мачты, так и приобрести уже готовые конструкции. Опоры могут устанавливаться как на крыше или стене дома, так и стоять отдельно от здания. Трос закрепляется на опорах с помощью натяжных зажимов и сцепной арматуры и соединяется с токоотводами, которые спускаются от каждой опоры.

Для защиты загородных домов с плоской крышей применяется молниеприемник в виде сетки замкнутых контуров. Провод укладывают по периметру крыши и затем разделяют полученную фигуру на ячейки размером не более 10 м на 10 м (ІІІ класс молниезащиты). Все выступающие над сеткой надстройки и оборудование (трубы, спутниковые антенны, кондиционеры и т.д.) защищаются стержневыми молниеприемниками, устанавливаемыми на специальных бетонных основаниях с учетом зоны защиты и наименьшего допустимого расстояния, которые соединяются в единую систему с молниеприемной сеткой. Проложенный по периметру проводник, как и в случае закрепленного вдоль конька, создает вокруг здания определяемую соответствующим углом защитную зону.

Если из-за конструктивных особенностей плоской кровли молниеприемную сетку укладывать неудобно или она будет серьезно мешать уборке снега и льда, ее можно разместить под гидроизоляцией или утеплителем, но только в случае если последние изготовлены из негорючих материалов.

Крыша с металлической кровлей при определенных условиях сама может считаться молниеприемником. Для этого между ее составляющими на долгий срок должен быть обеспечен надежный электрический контакт. Определяющим параметром в данном случае является толщина используемого металла, которая должна быть не менее 0,5 мм (для алюминия –от 1,0 мм). При этом допускается наличие слоя антикоррозионной краски, асфальтового покрытия толщиной 0,5 мм или пластикового покрытия толщиной 1 мм.

В месте попадания разряда молнии металл кровли нагревается до довольно высокой температуры и даже может быть проплавлен насквозь, поэтому под ней не должно быть горючих материалов. Чтобы при разряде молнии не случилось повреждения или прожога кровли, толщина листов стали должна быть не менее 4 мм, меди – 5 мм, а алюминия – 7 мм.

Популярная сегодня металлочерепица имеет толщину металла менее 0,5 мм и не может играть роль молниеприемника. Входящая в моду фальцевая кровля из меди, нержавеющей стали, алюминия или цинк-титанового сплава, хотя и имеют необходимую толщину металла 0,5 мм, но ложится на деревянные стропила и обрешетку. К тому же такая кровля накапливает статический заряд, поэтому ее необходимо заземлять и устанавливать систему внешней молниезащиты. Применение для металлической кровли молниеприемной сетки неэффективно, поскольку разряд молнии ее не «заметит». Использовать следует один или несколько стержневых или тросовые молниеприемники.

Держатели провода на крыше устанавливаются на расстоянии около одного метра. Рассчитав, исходя из длины провода, их количество, рекомендуем прибавить еще 15 – 20 штук. Разнообразие продаваемых кровельных держателей позволяет выбрать как оптимальные материал и форму, так и метод их монтажа в зависимости от кровли: шурупами, гвоздями, кровельной мастикой, монтажным клеем и т.д.

Держатели для плоской крыши изготавливаются двух типов. Они могут быть пластиковыми или металлическими без утяжеления (закрепляются при помощи клея, шурупов или гвоздей) или утяжеленные грузом из морозостойкого бетона. Последние продаются как в виде готового изделия (комбинация утяжелителя с пластиковым держателем провода) так и в виде пустотелой пластиковой формы для самостоятельного заполнения бетоном. Весят такие держатели порядка килограмма и фиксируются при помощи клея или кровельной мастики.

Устройство молниеотводов

Молниезащитные устройства (молниеотводы) состоят из молниеприемников, установленных на опорах или непосредственно на здании, токоотводов и заземлителей.

Молниеприемники непосредственно воспринимают прямой удар молнии, По конструкции они могут быть стержневыми (укрепленный на опорах) или тросовыми (подвешиваемыми над защищаемым объектом).

В качестве молниеприемника может быть также использована, сетка, сваренная из стальной проволоки диаметром 6—8 мм, с ячейками 6х6 мм, уложенная на кровлю или под слой негорючего утеплителя.

Стержневые молниеприемники изготавливают из стали любых марок и профилей сечением не менее 100 мм2 (наименьший диаметр 12 мм). Минимальная длина молниеприемника 200 мм. Наиболее рациональная длина — 1—1,5 м. Типовые конструкции молниеприемников изображены на рис. 1.

Рис. 1. Конструкции молниеприемников: а — из круглой стали; б — из стальной проволоки; е — из стальной трубы; г — из полосовой стали; д-из угловой стали

Для защиты от коррозии молниеприемники оцинковывают или окрашивают. Меднение или, тем более, золочение и серебрение острия молниеприемника не требуется.

Тросовые молниеприемники выполняют из стального многопроволочного оцинкованного троса сечением не менее 35 мм2 (диаметр около 7 мм), натягиваемого над протяженным защищаемым объектом. Соединять молниеприемники с токоотводами нужно сваркой.

Опоры отдельно стоящих молниеотводов можно изготавливать из стали, антисептированного дерева и железобетона. Допускается использовать в качестве опор молниеотводов стволы деревьев, растущих на расстоянии 5—10 м от защищаемого объекта (рис. 2).

Рис. 2. Молниезащита здания при помощи молниеотвода установленного на дереве

Для объектов II и III категории молниезащиты при III, IV и V степени огнестойкости деревья, растущие на расстоянии менее 5 м от зданий или сооружений, могут быть использованы в качестве опор молниеотводов, если выполняется одно из следующих условий:

1. по стене защищаемого здания против дерева по всей высоте здания прокладывается токоотвод, нижний конец которого заглубляется в земле и присоединяется к заземлителю;

2. от молниеприемника, установленного на дереве, токоотвод перекидывается на другое дерево, расположенное на расстоянии более 5 м от защищаемого здания. Токоотвод спускается по этому дереву и соединяется с заземлителем.

У деревьев, как оборудованных, так и не оборудованных молниеприемниками, со стороны дома должны быть обрублены ветви на расстоянии не менее 3 м от строения.

Токоотводы — это проводники, соединяющие стержневые или тросовые молниеприемники или молниеприемную сетку на кровле с заземлителем.

В качестве токоотводов допускается использовать металлические конструкции: колонны, продольную арматуру железобетонных колонн, пожарные лестницы, трубы и т. п.

Токоотводы нужно располагать в отдалении от входов в здания, чтобы люди не могли к ним прикоснуться.

Для защиты от коррозии они должны быть оцинкованы или окрашены. Их рекомендуется прокладывать по защищаемому зданию по кратчайшему пути к заземлителю. Все стыки токоотводов и соединения их с заземлителями должны быть сварными.

Рис. 3. Конструкция разъема между токоотводом и заземлителем: а — токоотвод из полосовой стали; б — токоотвод из круглой стали

Величина импульсного сопротивления заземлителя может быть определена из значения сопротивления для тока промышленной частоты по формуле:

где α — коэффициент импульса, зависящий от величины тока молнии, длины горизонтальных проводников заземлителя и удельного сопротивления грунта; R

— сопротивление растеканию тока промышленной частоты.

Тип заземлителя выбирается исходя из удельного сопротивления грунта и требуемой величины сопротивления,

Если вблизи защищаемого сооружения (на расстоянии 25 — 35 м) имеется защитное заземление, предназначенное для электротехнических установок, например заземление подстанции, то оно должно быть использовано и для целей молниезащиты зданий. В большинстве случаев сопротивление защитных заземлений меньше, чем требуется для молниезащиты.

Пример. Необходимо выбрать заземляющее устройство для молниеотвода, защищающего жилой дом. Грунт — суглинок нормальной влажности.

По данным удельного сопротивления грунтов находим для суглинка ρ =40— 150 Ом•м. .Принимаем среднее значение 100 Ом•м.

По справочной таблице находим, что защищаемый объект относится к III категории молниезащиты, и следовательно, импульсное сопротивление заземлителя должно быть не более 20 Ом:

= 15 — 14 Ом), или по эскизу 7: горизонтальный полосовой заземлитель из полосы 40х4 мм длиной 5—10 м на глубине 0,8 м с подводом в середину (сопротивление R(7)

=12 — 19 Ом). Для первого варианта необходимо найти импульсный коэффициент по справочным таблицам.

Для ρ = 100 Ом•м α=0,7

Для заземлителя по эскизу 2 : R (2) н= α • R (2)

Для заземлителя по эскизу 7 импульсный коэффициент не учитываем, поэтому: R (7) н= R (7)

=19 Ом при длине 5 м (или 12 Ом при длине 10 м).

В обоих случаях обеспечивается требуемое нормами сопротивление заземления. Принимаем вариант по эскизу 2 как менее трудоемкий и дающий некоторый запас надежности. Если по местным условиям имеются трудности в забивании уголка или ввертывании круглых стержневых электродов, вполне допустимо выполнить заземление молниеотвода по эскизу 7 (длина полосы 5—10 м).

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector