Устройство и электромонтаж молниезащиты. Пассивная система молниезащиты
Нужен электромонтаж или электроизмерения? Звоните нам!
Никто не ждет беды от стихии. Всегда есть надежда, что стихия обойдет стороной и не принесет несчастья. Как ребенок закрывает глаза и лезет под одеяло во время раскатов грома, так и любой человек инстинктивно старается укрыться и спрятаться от бушующего могущества природы. Наука, за последние несколько столетий, ушла далеко вперед в изучении явлений природы, но полностью отвести беду у человечества не получается. Остается только защищаться. Одним из способов защиты от прямого поражения здания молнией служит пассивная молниезащита.
Статьи цикла «Устройство и электромонтаж молниезащиты»:
Пассивная (классическая) система молниезащиты – это система молниезащиты, которая предназначена для защиты строений от прямого удара молнии, а также защиты находящихся в них людей. При всей простоте конструкции, она имеет свои особенности и должна монтироваться в соответствии с требованиями.
Пассивная система молниезащиты состоит из молниеприёмников, токоотводов и заземлителей, соединенных в одну общую электрическую цепь. При выборе каждого из этих элементов, главным параметром, влияющим на выбор, является поперечное сечение проводящей части. В таблице ниже приведены поперечные сечения для разных материалов.
Каждый из элементов молниезащиты имеют свои особенности. Одновременно с разнообразием форм и конструкций, существуют свои нюансы по расположению, электромонтажу, способам подключения и объединения в одну систему молниезащиты.
Элементы пассивной (классической) системы молниезащиты
Молниеприёмники
Молниеприёмник является первым элементом молниезащиты, который принимает удар молнии. Именно в него попадает молния и потом отводится по токоотводу к заземлителю.
Молниеприёмники могут представлять собой:
- стержни,
- подвесные тросы,
- металлическую сетку,
- произвольную комбинацию из стержней, тросов и сетки.
Наилучшим образом себя зарекомендовала комбинация стержней и сетки, как система с максимальной надежностью. Многие видели металлические штыри или натянутые тросы на крышах зданий. Это и есть молниеприёмники, которые входят в систему молниезащиты здания или сооружения.
Для изготовления молниеприёмников применяют металлические прутки диаметром от 12 мм, уголки 20х20х3 мм или металлические трубы диаметром от 16 мм до 20 мм. Длина стержневого молниеприёмника обычно составляет от 300 до 1500 мм. Если применяется трос, то он должен иметь диаметр от 8 мм.
К молниеприёмнику приваривают или прикручивают болтами токоотвод, причем площадь контакта должна быть в два раза больше поперечного сечения стыкуемых деталей.
При установке молниеприёмников, с целью распределения тока, отдельно расположенные стержневые молниеприёмники соединяют на уровне крыши. Кроме того, молниеприёмники, которые устанавливаются на здании, рекомендуется устанавливать по углам кровли или по краям, но в любом случае в наивысшей точке кровли.
От качества установки молниеприёмника зависит надежность всей системы молниезащиты. Кроме электрических характеристик, важными составляющими являются механические показатели крепления молниеприёмника. В связи с тем, что гроза сопровождается сильными порывами ветра, требуется обеспечивать соответствующую прочность крепления молниеприёмника.
Токоотводы
Токоотвод в системе молниезащиты занимает особое положение и от него зависит, как будет отводиться электрический заряд к заземлителю. А это значит, что нужно обеспечить беспрепятственное его прохождение. А так как токоотвод располагается с внешней стороны здания и он подвержен атмосферным влияниям, следует обеспечить его максимальную защищенность от коррозии и механических повреждений.
Во избежание коррозионных процессов в местах соединений, материал токоотвода и молниеприёмника должен быть из однородного металла. С целью достижения максимальной защищенности здания, токоотводы следует проводить таким образом, чтобы:
- одновременно существовало несколько путей прохождения тока,
- ток шел самым кратчайшим путем.
Существует несколько правил установки токоотводов:
- если молниеприёмники установлены на отдельных опорах, то токоотводом обеспечивается каждая из опор;
- если применяется тросовая система молниезащиты, то токоотводы устанавливают с двух сторон троса;
- если применяется сетчатая конструкция, то она снабжается минимум двумя токоотводами.
Токоотводы следует равномерно размещать по периметру здания (по возможности в каждом выступающем углу) с соблюдением максимального расстояния между ними не белее 20 м. Чем больше частота установки токоотводов, тем меньше вероятность возникновения пожара из-за искрения вдоль токоотводов при попадании молнии. Также следует контролировать расстояние между токоотводом и проёмом здания (двери, окна) и делать его в соответствии с требованиями нормативных документов. Не рекомендуется прокладка токоотводов в водосточных трубах, так как влага может разрушить токоотвод.
В зависимости от материала стен, токоотводы могут быть смонтированы:
- на поверхности стены из несгораемых материалов;
- на расстоянии не менее 10 см от стены из сгораемых материалов.
При сложности обеспечения расстояния в 10 см между токоотводом и горючей стеной возможно применение токоотвода с поперечным сечением более 100 мм2.
Заземлители
Заземлители принимают весь электрический заряд молнии и отводят его в землю. Причем они должны быть установлены в труднодоступных местах и на безопасном расстоянии от инженерных коммуникаций. Схема расположения и размеры заземлителей – основные параметры, которые учитываются при обустройстве системы молниезащиты. Горизонтальные заземлители должны прокладываться в земле на глубине не менее 50 см от верхнего края земли. Вертикальные заземлители устанавливаются в зависимости от структуры грунта и расчетов сопротивления заземлителей.
Крепление молниеприёмников, токоотводов и заземлителей должно быть жестким, чтобы исключить любой разрыв или ослабление крепления в результате воздействия электродинамических сил или случайных механических воздействий (вибрации, падения снежного пласта, теплового расширения и т.д.). Количество соединений должно сводиться к минимальному количеству. Соединения должны быть выполнены надежным образом. Допускается применение сварки или болтового крепления.
Надежность пассивной (классической) системы молниезащиты зависит от множества параметров. Пренебрежение хотя бы одним из них приведет к нарушению надежности всей системы и сведет к нулю все мероприятия по обеспечению молниезащиты здания. Поэтому проектирование и электромонтаж молниезащиты должна выполнять только специализированная организация.
Статьи цикла «Устройство и электромонтаж молниезащиты»: