Вы уже знаете, как рождается гроза и что необходимо сделать, чтобы защитить дом от удара молнии. О выборе и установке молниеприемников мы также рассказали. А сегодня поговорим о том, куда утекает ток после удара молнии в крышу.
Если говорить простыми словами, защита от молний работает так: грозовой разряд попадает в молниеприемник, затем с помощью системы токоотводов передается к заземлителям. И уходит в землю.
Понятно, что если удар молнии пришелся в незащищенное здание, которое не имеет электрического соединения с землей или сооружено из непроводящего материала (кирпич, бетон, камень, дерево и т.п.), то дом может серьезно пострадать. В непроводящем материале образуется канал разряда молнии, что сопровождается высоким давлением и температурой, приводит к разрушению элементов дома, по которым проходит ток, и может быть опасным для жизни людей.
Поэтому делаем вывод: ток нужно увести с кровли здания в землю. Для этого на доме монтируются токоотводы.
Токоотводы: правила монтажа
В качестве токоотводов, как правило, используются круглая оцинкованная или черная стальная катанка диаметром не менее 6 мм или стальная полоса сечением 4х20, 4х40 мм. Подземная часть токоотвода при помощи сварки соединяется с заземлителем, причем часть токоотвода, находящаяся в земле, должна иметь диаметр не менее 10 мм.
Допускается применение токоотводов из меди (желательно при устройстве молниеотводов на кровлях из металлочерепицы). Для токоотводов, прокладываемых по кирпичным, бетонным или деревянным стенам зданий, удобно использовать круглую и полосовую сталь. Прокладка и закрепление токоотвода на деревянных и других горючих поверхностях производится на специальных штырях. Они должны обеспечить расстояние между токоотводом и поверхностью конструкций дома не менее 100 мм.
Токоотводы следует прокладывать от молниеприемника к заземлителю по кратчайшим путям в местах, доступных для периодических осмотров. На всем протяжении они не должны образовывать петель или острых углов. В противном случае возможны пробои между разными точками токоотводов, а также их обрывы под действием электродинамических сил, возникающих при прохождении по ним тока молнии.
Расстояния между точками закрепления токоотводов обычно не более 2 м при вертикальной прокладке и 1 м – при горизонтальной. К конструкциям дома, как и к несущим конструкциям молниеотводов, токоотводы крепятся при помощи крепежных деталей и устройств.
Допускается прокладка токоотводов из оцинкованной стали или с другим антикоррозийным покрытием (при использовании элементов крепления с таким же покрытием) непосредственно по поверхности кирпичных и бетонных стен. Для крепления на деревянных конструкциях используются стальные скобы, держатели, гвозди, шурупы, а на кирпичных, бетонных и металлических конструкциях – хомуты, закрепы, дюбели, кронштейны и т.п.
При защите здания отдельно стоящим стержневым или тросовым молниеотводом, несущие конструкции которого выполнены из металла или железобетона, в качестве токоотвода рекомендуется использовать соответственно несущую металлоконструкцию или стальную арматуру. При этом диаметр арматуры должен быть не менее 6 мм, а отдельные ее элементы – надежно соединяться сваркой. Для присоединения арматуры к заземляющему устройству она в нижней части железобетонной стойки опоры выпускается наружу.
Для электрического соединения отдельных частей токоотвода между собой, а также с молниеприемником и заземляющим устройством, как правило, применяется сварка. Допускается болтовое соединение в надземной части.
Чтобы в процессе эксплуатации была возможность производить замеры сопротивления растеканию заземляющего устройства, токоотвод с заземлителем соединяются при помощи болтов или плашечного зажима.
К металлической кровле, используемой в качестве молниеприемника, токоотводы присоединяются с помощью специальных прижимных устройств, обеспечивающих достаточно большую контактную площадь токоотвода с кровлей.
Внимание! Для защиты токоотводов от механических повреждений они закрываются швеллерной или угловой сталью на высоте до 2,5 м от поверхности земли и на глубине до 0,5 м. Для всех токоотводов, независимо от места их установки и типа, необходимо предусматривать антикоррозийные покрытия. При этом для контактных поверхностей испытательных разъемов и других соединений нельзя применять краски, лаки и т.п. Для обработки этих поверхностей следует использовать лишь оцинкование, лужение или антикоррозийную металлизацию.
Заземляющие устройства: последний рубеж
Последний элемент, который необходимо выбрать для надежной системы молниезащиты, – заземлители. При этом стоит ориентироваться на электропроводимость грунта.
На фото - комплект заземления омедненная сталь IEK®.
Если почва имеет небольшую величину расчетного удельного сопротивления (ρ < 300 Ом·м), наиболее целесообразны сосредоточенные вертикальные заземлители длиной 2,5-3 м, эффективно отводящие токи молнии.
При высокой проводимости нижних слоев грунта рекомендуется применять удлиненные электроды (длиной до 4-6 м). При высокой проводимости верхнего слоя грунта используют протяженные заземлители длиной не более 10 м. Дальнейшее увеличение их длины не имеет смысла, так как практически не приводит к снижению сопротивлений растекания тока.
В грунтах с расчетным удельным сопротивлением ρ ≥ 400-700 Ом·м оптимальным является комбинированный тип заземляющего устройства, например двух-, трехлучевой тип с вертикальными электродами длиной 2,5-3 м. Наряду с лучевым расположением электродов большое распространение имеют комбинированные заземлители, выполненные в виде контура (квадрат, прямоугольник, кольцо), охватывающего защищаемый объект.
В грунтах с высоким удельным сопротивлением (ρ ≥ 800 Ом·м) предпочтительнее лучевые заземлители с длиной элементов 20-40 м. В отдельных случаях могут быть использованы протяженные заземлители кольцевой формы.
Элементы заземляющих устройств выполняются в основном из круглой, полосовой и уголковой стали. Наиболее ходовым сортаментом стали для изготовления электродов являются: полосовая сталь шириной 40 мм и толщиной 4 мм, угловая сталь с шириной полки 40 мм, круглая сталь диаметром 12-16 мм, трубы с наружным диаметром 40-60 мм. Минимальные размеры (сечение) элементов заземлителей: полосовая и угловая сталь - сечение 48 мм2, толщина 4 мм; трубы - толщина стенки 3,5 мм; круглая сталь - диаметр 10 мм.
Как защитить заземлители от коррозии? Радикальным средством защиты является оцинковка электродов.
Покраска и покрытие элементов заземлителя лаками или битумом резко снижают эффект растекания тока и поэтому категорически запрещаются!
Электроды соединяются в единую заземляющую систему при помощи сварки. Для возможности замеров соединение заземлителя с токоотводом может производиться при помощи зажимов или болтов (не менее двух).
После окончания монтажа комплекса молниезащиты необходимо выполнить замеры сопротивления заземляющего устройства и сопоставить их с данными проекта. Измерение сопротивления заземления выполняется специалистом.
Пять шагов при выборе системы молниезащиты
1. Обращаемся в проектную организацию. Специалисты помогут выбрать систему молниезащиты здания с учетом его конструктивных особенностей, интенсивности грозовой деятельности, стадии сооружения, архитектурного облика. А также проведут все необходимые расчеты, подберут оптимальные материалы для несущих конструкций, молниеприемника, токоотводов, заземлителей с учетом их долговечной надежной эксплуатации.
2. Максимально используем в качестве элементов молниезащиты конструктивные элементы дома.
3. Используем унифицированные конструкции (опоры ВЛ, фундаменты, металлические профили и т.п.), применяемые в строительстве.
4. Выполняем электрические соединения всех элементов сооружений молниезащиты с применением стандартных изделий.
5. Таким образом добиваемся минимальной стоимости системы молниезащиты при максимальной эксплуатационной надежности, электро- и пожарной безопасности.
Теперь вы знаете, как создать надежную защиту от молний для вашего дома. Если вдруг пропустили первые две части нашей статьи, читайте на нашем канале, как рождается гроза и что необходимо сделать, чтобы защитить дом от удара молнии.
А еще узнайте, как при помощи УЗИП обезопасить свои электросети от сильного импульсного перенапряжения, которое часто возникает при ударе молнии.
Статьи про УЗИП на канале IEK GROUP:
Если вас заинтересовала тема УЗИП, предлагаем ознакомиться с нашими статьями на эту тему:
Безопасность в доме: устройство защиты от импульсных перенапряжений (установка УЗИП или ОПН в электрощит)
Если ударила молния, электросеть спасёт УЗИП! (как работает УЗИП, какие виды защит бывают)
Чем страшны грозовые разряды и почему ОПН от них спасает? (классификация ОПН и защита)
Все, что нужно знать о молниезащите. Часть 1. Как появляются и чем опасны молнии
Всё, что нужно знать о молниезащите. Часть 2. Как создать систему молниезащиты? Поднимаемся на крышу
Подписывайтесь на наш канал – у нас здесь много интересной информации об электротехнике!
