Гроза не только одно из самых впечатляющих и масштабных природных явлений, её последствия бывают не менее впечатляющими. Удар молнии сопровождается рядом эффектов, которые могут быть разрушительными и опасными, следовательно, от них требуется защита.
При прямом попадании молнии объекты подвергаются тепловому и механическому удару, а также воздействию значительных токов, порой до ста тысяч ампер. При этом возникают разрушения и пожары, ведь температура ствола молнии достигает десятков тысяч градусов! Нередки случаи поражения током людей. Для защиты от этого природного явления устанавливают молниеотводы. Кроме того, молния может угодить в провода, подводящие электричество к вашему дому. При этом вполне возможны короткие замыкания в проводке и выгорание подключенных в момент удара приборов. При попадании молнии в молниеотвод или в какой-либо объект вблизи дома возникает шаговое напряжение, опасное для людей, и образуется очень мощный электромагнитный импульс, создающий сильные импульсные помехи. Во втором варианте может быть нарушена нормальная работа систем связи и автоматики, компьютеров и электроустановок. Поскольку наведенный потенциал может достигать нескольких десятков киловольт, возможны не только сбои в работе, но и выход из строя оборудования.
Молниеотводы
Наиболее известны традиционные молниеотводы – стержневые, тросовые и в виде молниеприемной сетки с размером ячейки 15 х 15м или менее. Все они получили наибольшее распространение благодаря простоте, невысокой стоимости и в силу исторической традиции. Отдельно стоящие молниеприемные мачты обычно не применяются, так как для защиты современного загородного дома их высота составит 20-30 метров. Если выражаться очень деликатно, то можно сказать, что ни к эстетике, ни к ландшафтному дизайну это безобразие не имеет ни малейшего отношения. То же можно сказать и об тросовых молниеприемниках. Последние выполняютсяв виде стального оцинкованного многопроволочного троса сечением не менее 35 кв.мм. Самое широкое применение в современном строительстве получила молниеприемная сетка. Она состоит из проложенного по коньку кровли металлического проводника и заземленных токоотводов. Молниеприемная сетка практически не видна и не меняет эстетику здания или коттеджа. В качестве тоководов применяется круглая. Полосовая сталь сечением не менее 25 кв.мм внутри здания и 50 кв.мм вне его, а также на земле.
В состав системы молниезащиты кроме молниеприемника и токоотвода, входит также и заземление, которое предназначено для равномерного и безопасного растекания тока молнии в земле.
В настоящее время руководящим документом по грозозащите является «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций», утвержденная приказом Минэнерго России от 30.06.2004 за № 280. Этот документ подробно описывает как правильно обеспечить меры по молниезащите.
В последнее время на рынке появились так называемые активные молниеотводы или ионизаторы. Они представляют собой устройства, создающие серию коротких электрических импульсов между грозовой тучей и аппаратом за счет напряженности электромагнитного поля. Разряд молнии в защищаемой зоне, по мнению разработчиков, должен попасть в ионизатор. На первый взгляд идея заманчива, но до сих пор такой вид молниезащиты не прошел натурных испытаний в различных точках земного шара, а испытания в международных институтах не выявили какого-либо превосходства над традиционными молниеприемниками. Кроме того, международные и российские стандарты не допускают применение ионизаторов как способа молниезащиты, о чем могут поведать инспектирующие органы пожарного и энергонадзора.
Заземление
Эффективность молниеотвода во многом определяется качеством заземления. Правила тут достаточно просты. Заземлитель в виде металлической полосы предпочтительно прокладывать по периметру здания на глубине 0,5 м от поверхности земли и на расстоянии 1 м от фасадных стен. Возможно применение электродов глубинного заземления. Глубина их закладки выбирается из условия минимальной разницы сопротивления заземления в летний и зимний периоды. Не забудьте о коррозии. В земле дольше служат антикоррозийные материалы, такие как оцинкованная сталь. Еще лучшим техническим решением будет электрод из меди. В монолитных домах в качестве заземляющих электродов может использоваться соединенная между собой арматура железобетона или иные подземные металлические конструкции. Если арматура железобетона используется как заземляющие электроды, повышенные требования предъявляются к местам ее соединений, чтобы исключить механическое разрушение бетона.
Металлическая кровля
Часто у владельцев домов с металлической кровлей возникает вопрос: может ли кровля служить естественным молниеприемником? С одной стороны да. Она отведет ток молнии. Но с другой стороны, при прямом ударе молния прожигает в кровельном листе отверстия размером с рублевую монету, нарушая гермитичность конструкции в нескольких местах. Это происходит потому, что стандарты четко определяют минимальную толщину металлического листа, который должен быть равен 4 мм, для применения в качестве естественного молниеприемника, в то время как толщина кровельного листа редко превышает 0,5-1.0 мм. В связи с этим, для металлических кровель и кровли из металлочерепицы рекомендуется установка системы молниезащиты.
И отдельно нельзя не сказать о гаражах и хозяйственных постройках, где хранятся горюче-смазочные материалы, баллоны с газом и прочие взрывоопасные вещества. Они обязательно должны иметь молниезащиту, для Вашего же спокойствия.
Системы защиты от перенапряжений
Но молния опасна не только разрушениями и пожаром. Атмосферные разряды приводят к появлению импульсных перенапряжений в электрических и информационных сетях. Перенапряжения – это кратковременное повышение амплитуды до нескольких десятков киловольт. Перенапряжения той же величины возникают и при операциях переключения на подстанциях. Современные дома сегодня оборудуются большим количеством средств автоматики, управления, контроля, системами сигнализации, видеонаблюдения, отопления и вентиляции, дорогой аудио и видеотехникой. Перенапряжения приводят к выходу из строя всех этих систем, а в некоторых случаях при воздействии молнии – и к короткому замыканию.
Очень часто сбои в работе компьютеров и “зависание” программ вызываются именно перенапряжениями. Нарушения в работе могут проявляться даже при питании от автономного источника или источника бесперебойного питания, так как для возникновения перенапряжения не обязателен непосредственный электрический контакт с источником помех, оно может и наводиться под воздействием электромагнитного поля.
Особенно чувствительны к перенапряжению современные компьютерные системы “интеллектуальных домов”. Даже просто переход на автономное питание в случае падения напряжения в стационарной сети может из-за импульса, сопровождающего запуск электрогенератора, привести к сбою компьютера.
Защита от перенапряжений - не простая задача. Для ее решения ведущие мировые компании по молниезащите создали различные комплексные многоуровневые системы защиты на основе ограничителей перенапряжения (ОПН). При защите коттеджей обычно используется трехступенчатая система.
Поэтому для того, чтобы сохранить свой дом и спать спокойно, есть смысл побеспокоиться об установке современных систем молниезащиты.