Устройство молниезащита: Устройство молниезащиты дома. Проверка устройств молниезащиты зданий.

Устройство молниезащиты | КакУстроен.ру

Замечали, что во время грозы чаще случаются неполадки с электричеством, выходят из строя электроприборы? Да и пожаров в грозу зачастую происходит куда больше, чем в «сухую» погоду. Все дело в том, что многие пренебрежительно относятся к обеспечению безопасности своего жилья, полагая, во-первых, что «уж меня-то это точно не коснется», а во-вторых, что в 21-й век смешно боятся каких-то молний. А между тем правильно обустроенная молниезащита дома способна уберечь от серьезных неприятностей.

Как работает молниезащита

По сути, все современные системы молниезащиты выполнены по одной схеме. Их главными элементами являются:

  • молниеприемник. Именно он принимает на себя стихийный электроразряд.
  • токоотводы. Они необходимы для отвода тока молнии от приемника к заземляющему контуру.
  • заземляющий контур. Представляет собой заглубленную в землю конструкцию, через которую разряд, не причинив вреда, уходит в грунт.

Все эти части молниезащиты дома выполняются из металла и соединяются в единое целое при помощи сварки. Для молниеприемников чаще всего используют стержни, токоотводы делают из проволоки, а контур заземления, как правило, изготавливают из штырей и полос.

Принцип действия молниезащитных систем очень прост. Во время грозы над поверхностью Земли возникают сильные электрические поля. А поскольку напряженность таких полей особенно велика вокруг острых проводников, то на острие молниеприемника возникает так называемый «коронный разряд». Это приводит к тому, что на защищаемом здании не накапливаются индуцированные электрозаряды и удара молнии не происходит. Если же молния все же возникнет (а это бывает довольно редко), то вся ее энергия уйдет через металлический штырь по токоотводам в землю, не причинив вреда постройке. Единственное, надо сделать правильный расчет молниезащиты, поскольку зона защиты молниеотвода имеет свои границы.

Причем радиус этой зоны напрямую зависит от высоты молниеприемника. Вот почему его стараются расположить как можно выше, и желательно именно на охраняемом сооружении. Кстати, вероятность поражения объекта грозовым разрядом прямо пропорциональна его высоте. Поэтому ставить молниеуловители лучше все-таки именно на крыше дома, это позволит надежно защитить и саму постройку, и ближайшую территорию вокруг нее.

Виды молниезащиты

Неслучайно монтаж такого рода защитных контуров относится к обязательным этапам любого строительства. Разумеется, существует несколько способов устройства таких систем, а выбор в пользу определенной методики делается, исходя из особенностей здания.

Стержневая защита

Это одна из наиболее простых и распространенных конструкций. Представляет собой вертикальные штыри, установленные непосредственно на охраняемом сооружении (иногда – в непосредственной близости от него). В системы молниезащиты этого типа также входят проволочные токоотводы, растяжки и заземляющий контур. Количество штырей и способ их расстановки зависят от размеров здания, главное условие – штыри должны иметь длину не менее 2,5м и диаметр 10мм-18мм (иначе они просто не выдержат электроразряда). Это самая дешевая и простая конструкция.

Тросовая защита

Используется либо для длинных зданий, либо для проводных сооружений и иных протяженных объектов. Выполняются системы молниезащиты этого типа из стального троса, натянутого над охраняемой территорией и зафиксированного на специальных опорах. Причем площадь сечения такого троса должна составлять минимум 35мм2, также обязательно наличие цинкового покрытия.

Активная защита

Системы этого типа появились не так давно, но уже стали использоваться почти повсеместно. Их отличие от остальных конструкций заключается в использовании принципа электромагнитной индукции и, соответственно, в более сложном молниеприемнике. Вместо простого штыря или троса в качестве молниеуловителя монтируется модуль, который состоит из конденсатора, индукционной катушки и разрядника.

Название же «активная» такая молниезащита дома получила из-за того, что во время грозы молниеприемник сам воздействует на формирующееся вокруг электрополе. Как следствие, возникающий в зоне воздействия разряд при любых обстоятельствах ударит только в сам уловитель и уйдет в землю. Разумеется, стоит такая система несколько дороже, но зато она имеет целый ряд весомых преимуществ. Например, активная молниезащита отличается куда большей областью охвата.

Еще одно достоинство – простота установки и экономия материалов. Поскольку радиус действия данных контуров значительно больше, то там, где согласно классическим схемам надо налаживать сложную систему штыревых приемников вполне достаточно одного активного молниеотвода. Да и точек заземления для активной молниезащиты нужно в несколько раз меньше.

Монтаж молниезащиты

Для обеспечения надежной работы системы расчет молниезащиты и ее установка должны выполняться только профессионалами. Ведь необходимо учесть не только высоту приемников, их количество и способ расстановки, но и учесть параметры заземляющего контура исходя из особенностей охраняемого здания.

Тем не менее, существует ряд общих требования, согласно которым производится монтаж молниезащиты:

  • каждый молниеотвод должен иметь хотя бы одно заземление;
  • все молниеприемники должны соединяться с токоотводами;
  • сопротивление заземлителя должно быть минимум 10Ом;
  • на высокие здания (более 28м) необходимо устанавливать несколько молниеотводов;
  • все находящиеся на крыше объекты (антенны, мачты и пр.) не должны выступать за зону охвата молниеприемника.

Сегодня существует множество фирм, специализирующихся именно на устройстве молниезащиты зданий и прочих объектов. И это вполне закономерно, поскольку ежедневно на Земле происходит не один десяток тысяч гроз, последствия которых могли бы быть весьма плачевными, если бы не грамотная молниезащита.

Молниезащита — назначение и устройство, системы молниезащиты

  • Нужна ли защита от молнии?
  • Чем опасна молния для незащищенных объектов?
  • Как установить молниезащиту?
  • Из чего складывается цена молниезащиты

Нужна ли защита от молнии?

Комплексные меры по молниезащите, выполненные согласно действующим нормативам, обеспечивают безопасность при эксплуатации многочисленных объектов и систем, строений и инженерных коммуникаций. Но главное — установка такой системы позволяет предотвратить поражение людей электрическим током. Крайне желательно принять меры по защите конструкций из горючих материалов, пожароопасных или размещенных на возвышенности сооружений, высоких строений. Следует надежно защитить сооружения, в которых размещается оборудование, если оно чувствительно к импульсным помехам и резким скачкам напряжения. Комплексные защитные меры позволяют минимизировать негативные воздействия прямого удара и последствий грозы.

Молниезащита содержит токопроводящие элементы, комплектующие для стыковки между собой и фиксации на плоскости. Вместе они принимают разряд молнии. Прутки и полосы из специальных металлов отводят электрический ток, после чего происходит его растекание в слое грунта. Таков принцип работы заземления молниезащиты. Между высочайшей точкой объекта и землей создается электрическая цепь с низким значением Ом, она определяет защитное действие всей системы.

Когда требуется оборудование грозозащиты:

  • Происходит прямой удар. Разряд молнии попадает в молниеотвод.
  • Заносится высокий электрический потенциал. Срабатывает устройство защиты от перенапряжений (УЗИП).
  • Возникают электромагнитные наводки. В этом случае применяется экранирование.
  • Возникает шаговое и контактное перенапряжение. Оборудование присоединяется главной заземляющей шине (ГЗШ).

Чем опасна молния для незащищенных объектов?

Разряд молнии во время грозы представляет собой электрический взрыв, который сопровождают световые вспышки и раскаты грома. Объекты защиты разделяются на обычные и специальные, исходя из опасности воздействия молнии на сам объект или его окружение. К обычным объектам относятся жилые здания и сооружения, а также здания высотой не более 60 метров, предназначенные для сельского хозяйства и промышленного производства, для торговли или административных целей. Специальные объекты представляют опасность для своего окружения, поскольку могут вызвать вредные радиоактивные и химические выбросы при поражении молнией. К специальным также относятся строения высотой более 60 метров, временные или строящиеся объекты.

Для прямого удара молнии характерны опасные поражающие воздействия — механическое и термическое: повреждение инженерного оборудования, разрушение зданий и сооружений, пожары и взрывы. Температура канала молнии при прямом ударе может достигать 30 000 0С, величина тока — 200 кА, а напряжение — 1000 кВ. При отсутствии защиты термическое воздействие молнии вызывает нагрев конструкции здания (опорных конструкций, стен, токопроводящих коммуникаций) и возгорание при наличии в ней горючего материала.

Мощные импульсы электромагнитного излучения становятся причиной повреждения дорогостоящих сложных систем: информационных и вычислительных устройств, оборудования автоматики, управления и связи. Прямой или близкий, в радиусе до 1 км, удар молнии провоцирует возникновение вторичных проявлений. При этом электрический потенциал заносится по металлическим трубопроводам и проводам систем электроснабжения. Его сопровождают импульсы перенапряжения до 100 кВ, создающие помехи в работе высокочувствительного оборудования. Таким образом, электрооборудование выходит из строя, происходят сбои в работе автоматизированных систем и баз данных. Изоляция электрической проводки может получить повреждения или загореться. Помимо соображений безопасности, повреждения в результате удара молнии несут крайне нежелательные и по экономическим соображениям.

Как установить молниезащиту?

Комплекс средств молниезащиты можно условно разделить на две составляющие: защита от прямых ударов молнии и защита от ее вторичных воздействий.

  • Внешняя молниезащита может быть изолирована от объекта или может быть установлена на нем. Она включает в себя отдельно стоящие или размещенные на кровле молниеотводы (молниеприемные мачты, молниеприемники), токоотводы на кровле и фасаде и заземление в грунте рядом с объектом или в подвальном помещении.
  • Внутренняя молниезащита, представленная УЗИП, ограничивает электромагнитные воздействия тока молнии, предотвращает искрения внутри объекта, оберегает от повреждений электропроводку, электрооборудование, электронную технику.

Когда у вас появляется задача по оснащению какого-либо объекта молниезащитой – пройдите несколько этапов в такой последовательности:

  • Определение и формулировка исходных данных. Ответить на вопрос о том, как организовать молниезащиту конкретного объекта, можно только исходя из его характеристик. Поэтому важно выявить все особенности, важные для определения зоны защиты и места установки оборудования, проведения расчетов. Множество деталей определяются технологическими и архитектурными особенностями объекта защиты, особенностями выполнения инженерных коммуникаций. Чем более полной будет информация об объекте, тем больше вероятность не допустить ошибку на следующем ключевом этапе — при проектировании.
  • Проектирование. Проект определяет способ защиты и меры, которые потребуется принять, учитывая технологические особенности объекта. Этапы разработки технической документации: определение подходящего типа оборудования, расчет размеров и расположения молниезащитной сетки, расчет значения сопротивления заземлителя, разработка эскиза проекта, подготовка пояснительной записки и спецификации оборудования. Выполнение проекта включает в себя подготовку схем зон защиты молниеотводов и рабочих чертежей их конструкций. Расчет параметров системы должен производить квалифицированный инженер-проектировщик, руководствуясь рекомендациями следующих документов:
    • 7-е издание «Правила устройства электроустановок» — «ПУЭ» 7
    • «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» — СО 153-34.21.122-2003
    • ГОСТ Р МЭК 62561.3-2014
  • Доверьте этот ответственный этап профессионалу. Вы можете связаться с нами, и специалисты проектного отдела компании EZETEK подготовят индивидуальное решение по защите вашего объекта. Выбор устройств молниезащиты на стадии проектирования объекта позволяет существенно облегчить ее разработку и исполнение, максимально использовать заложенные в конструкции проводящие элементы, повысить эффективность защиты и минимизировать ее стоимость.
  • Определение элементов для организации системы. Ответ на вопрос о том, чем обеспечить молниезащиту, заложен в проекте, пояснительной записке к нему и спецификации. Выбрать конкретные элементы, которые будут применяться для монтажа молниезащиты согласно проекту, вы можете в интернет-магазине EZETEK.
  • Монтаж на объекте. Установка внешней и внутренней молниезащиты должна выполняться специалистами с соответствующими навыками и опытом работы. Ключевые требования – строгое соответствие работ проектным решениям и подтверждение замеров показателей эффективности системы на заключительном этапе монтажа. Документация, которую предоставляет монтажная организация по завершению работ, включает в себя исполнительную схему или рабочий проект, паспорт, протокол с данными об измерениях сопротивления заземления, документ о гарантийных обязательствах.

Из чего складывается цена молниезащиты?

Определить совокупную стоимость помогут данные из проекта молниезащиты, пояснительной записки к проекту и спецификации оборудования. Максимальная полнота сведений о характеристиках объекта способствует подготовке решения, обеспечивающего эффективность, безопасность и надежность при минимальных финансовых затратах. Крайне желательно предоставить генеральный план защищаемого объекта (здания, сооружения) и его фотографии с разных ракурсов. Характер и количество оборудования определяет следующая исходная информация:

Общие сведения.

o Особенности климата и грозовая активность в регионе установки. Данные метеорологических наблюдений в указанной местности помогут определить плотность ударов молнии в землю — число поражений 1 кв.км за год.

o Назначение защищаемого объекта, его класс пожароопасности, категория молниезащиты.

o Необходимое значение сопротивления растеканию электрического тока: для газового котла или молниезащиты, для источника тока, для телекоммуникационного оборудования и т.д.

o Размеры (длина, ширина, высота) объекта.

  • Характеристики и план кровли.
    • Тип: плоская, скатная, с небольшим скатом.
    • Материал: черепица (натуральная, металлическая, мягкая), шифер, ондулин, металлопрофиль; битумная, фальцевая или мембранная кровля.
    • Для скатной кровли – угол конька и его форма (углообразный, полукруглый), высота до свеса кровли и до конька, длина ската и конька.
    • Особенности конструкции кровли, размеры выступающих элементов, их материал. Наличие вентиляционных и дымовых труб, антенн, мансардных окон, снегозадержания, ограждений или лестниц.
  • Характеристики фасада.
    • Материал фасада, основной материал стен: горючий или негорючий. При наличии утеплителя – его материал и толщина.
    • Особенности конструкции фасада (размеры выступающих на фасаде элементов, их материал). Диаметр и расположение водосточных труб, наличие отмостки и ливневок.
  • Условия установки заземления.
    • Тип грунта и его структура (глина, суглинок, песок и т.д.), удельное электрическое сопротивление.
    • Глубина залегания грунтовых вод.
    • Размеры площади вокруг объекта, пригодной для установки заземления.
    • Необходимое количество очагов заземления.
    • Возможная длина проводника (полоса, пруток, провод) для соединения заземлителя с ГЗШ.
  • Условия установки устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Когда вам потребуется купить молниезащиту, подобрав подходящую конфигурацию оборудования, — обратитесь в организацию, которая сопровождает проект от первоначальной заявки до реализации. Специалисты компании EZETEK рассчитают количество необходимых материалов и подготовят индивидуальное коммерческое предложение исходя из требований и особенностей в вашей ситуации.

Устройство молниезащиты зданий и сооружений

Привычным, обыденным и в то же время поистине страшным явлением природы является молния. Одновременно на всей планете может существовать до нескольких тысяч таких разрядов. Средняя их сила – 100 тысяч ампер, однако, в некоторых случаях она возрастает до 200 тысяч! Удар такого разряда, пришедшийся на крышу многоэтажного здания, практически наверняка вызовет пожар.

Молниезащита на крыше здания

Притянутый металлическим предметом, например, антенной, какими испещрены все крыши многоэтажных домов, он разогревает этот предмет до огромной температуры. И от него может вспыхнуть как рубероидная кровля, так и деревянные стропила. Даже если пожара не произойдет, импульс такой силы легко может вывести из строя проводку, а также сжечь бытовую технику и тонкую электронику. Именно поэтому молниезащита зданий и сооружений является очень востребованной и актуальной услугой.

Вернуться к оглавлению

Содержание материала

В каких случаях нужна молниезащита

Вообще, важность молниезащиты сложно переоценить. С одной стороны, все необходимое оборудование стоит сравнительно недорого, а на монтаж уходит всего один-два дня. С другой – она обеспечивает надежную защиту от ударов молнии, а, значит, предотвращает пожары и поломку бытовой техники.
Но все же многие люди даже не задумываются о том, что каждый многоквартирный жилой дом нуждается в защите от электрических разрядов.

Одни считают, что вероятность поражения молнией слишком мала, а другие просто не догадываются о последствиях. Поэтому стоит разобраться, в каких случаях необходима установка молниезащиты, а в каких можно обходиться без нее.

Если поблизости, на расстоянии не более 100 метров от вашего дома расположен другой дом, высота которого на 2-3 этажа больше, о молниезащите можно не задумываться: почти наверняка появившаяся поблизости молния ударит именно в него.

И вот жильцам из этого дома вовсе не помешало бы задуматься о соответствующей защите.

Некоторые обыватели считают, что если крыша дома покрыта металлочерепицей или профнастилом, то им не нужно бояться молнии: большая площадь металлической кровли обеспечивает безопасное распространение разряда. На самом деле это не так. Даже кровля площадью в несколько сотен квадратных метров при попадании молнии разогревается до очень высокой температуры.

Последствия от попадания молнии в крышу дома

Этого вполне достаточно, чтобы деревянные стропила, на которые чаще всего укладывается металлическая кровля, вспыхнули, и начался пожар. Особенно подвержены ударам молнии высокие дома (уровень – не менее 30 метров), расположенные вдали от основного жилого массива. Именно они чаще всего повреждаются в результате грозовой активности. Если ваша дача расположена также далеко от других построек или стоит на самой окраине, то лучше установить в доме громоотвод.

Вернуться к оглавлению

Что нужно знать о категориях молниезащиты

Специалисты уже давно разработали определенную классификацию зданий, нуждающихся в молниезащите. И все здания условно разделены на несколько категорий:

  1. I категория молниезащиты. Сюда относится часть промышленных зданий и объектов, в которых ведутся работы с взрывоопасными или легковоспламеняющимися материалами.
  2. II категория молниезащиты. Сюда можно отнести склады топлива, ГСМ, аммиачные холодильники, комбикормовые и мукомольные цеха.
  3. III категория молниезащиты. Именно она наиболее распространена. К этой категории молниезащиты относятся детские сады, больницы, школы, ясли, силосные башни, трубы промышленных предприятий и котельных, а также отдельно стоящие дома, если их высота составляет 30 метров и более.

Здания, которые не попадают ни в одну из этих категорий, принято считать условно безопасными. Увы, как показывает практика, удары молний хоть и редко, но приходятся и на их долю.

Вернуться к оглавлению

Виды молниезащиты

Если говорить о таком непростом деле, как молниезащита многоквартирного дома, то стоит отметить, что защита может быть как внешней, так и внутренней. У каждой из них имеется определенное назначение, и обе очень важны для обеспечения безопасности ваших близких и вашего имущества.

Внешняя молниезащита довольно проста – она состоит всего из нескольких деталей: молниеприемника, токоотвода и заземления. Ее задача – перехватывать молнию непосредственно над крышей дома, после чего пропускать весь разряд через безопасное русло и уводить его в землю, где он не доставит никому ни малейшего вреда.

Схема монтажа молниезащиты

Простота и эффективность приятно удивят каждого человека. Провести монтаж такой системы на крыше жилого дома сможет любой человек, даже если он не имеет богатого опыта работы в строительстве и специальных навыков. К этому мы вернемся чуть позже.

А вот устройство молниезащиты внутренней значительно сложнее. Внутренняя молниезащита представляет собой целый комплекс мероприятий, позволяющих обеспечить высокую степень охраны не только электрического оборудования, но и проводки, расположенной в здании. Лучше всего доверить эту работу специалистам. Они смогут быстро подобрать оборудование, которое лучше всего подходит для использования именно в вашей квартире, и надежно обезопасят ваше имущество от повреждения.

Пример разновидностей молниезащитыВернуться к оглавлению

Как подобрать оборудование для внешней молниезащиты

Как уже говорилось выше, внешняя молниезащита состоит всего из нескольких элементов: молниеприемник, токоотвод и заземление. Однако подобрать подходящие элементы без специальных навыков и знаний довольно сложно. К счастью, сегодня существует специальная программа – калькулятор расчета молниезащиты. Работать с ним максимально просто. Достаточно указать высоту, ширину и длину здания, а также регион, в котором находится ваш дом.

После этого программа выдаст оптимальную высоту мачты, толщину кабеля и мощность заземления. На все уходит всего несколько минут! Вам не придется тратить кучу времени, чтобы изучить инструкцию по устройству молниезащиты и сооружений, также известную, как рд 34.21.122 87. Это серьезный плюс – инструкция изобилует сложными терминами, что делает ее изучение довольно сложным, требующим больших затрат времени.


Вернуться к оглавлению

Как производится монтаж громоотвода

Когда расчет молниезащиты завершен и все необходимые материалы приобретены, можно переходить к следующему шагу – монтажу громоотвода, который обезопасит ваш дом от атмосферных разрядов.
Выберите самую высокую точку крыши. Именно здесь нужно закрепить мачту, на которую будет установлен молниеприемник. Это может быть металлический прут – железный, а лучше медный. Медь окисляется значительно медленнее, чем железо, а, значит, даже через много лет металл будет эффективно притягивать разряд.

Высота мачты вызывает споры даже у опытных специалистов. Одни считают, что чем выше будет мачта, тем лучшая молниезащита кровли будет обеспечена. Другие же твердят, что слишком высокая мачта может притягивать к себе молнии, которые, в противном случае, обошли бы дом стороной. Кто из них прав? Увы, это сложно сказать однозначно.

Пример монтажа молниезащиты на крыше

Поэтому усердствовать при выборе мачты не стоит, подойдет деревянный брус длиной около двух метров. Использование металлических труб нежелательно: разряд, пришедшийся на молниеприемник, может передаться мачте, а от нее – кровле, что приведет к пожару.

Молниеприемник надежно крепится в верхней части мачты. Для этого лучше всего воспользоваться металлическими хомутами. Прочно затяните их, чтобы со временем, из-за перепада температур, влажности и ветра они не разболтались.

К молниеприемнику необходимо присоединить кабель. Желательно с медной жилой большого сечения.

Кабель крепится и к мачте, чтобы его не болтало ветром. Здесь лучше использовать пластиковые хомуты, которые точно не притянут молнию и не повредят кабель. После этого кабель пропустите до края крыши и вниз. Большинство многоквартирных домов снабжены водостоками, и кабель лучше всего пропустить через него. Тем самым вы гарантируете ему надежную защиту от ветра, а также сходов льда и снега с крыши.

Устройство водостока

На некотором расстоянии от дома (не меньше, чем в 3-4 метрах) нужно выкопать яму. Желательно выбрать место, где не ходят люди и не оставляют автомобили. Глубина ямы зависит от уровня залегания грунтовых вод. Лучше укладывать пруты заземления во влажный грунт. Увы, если грунт будет сухим, то система молниезащиты будет сравнительно малоэффективной: электричество плохо распространяется в сухом грунте.

Когда яма достаточной глубины вырыта, на дно нужно уложить несколько металлических прутьев (подойдет обычная арматура толщиной в 15–20 мм), к которым подсоединяется второй конец кабеля-токоотвода. После этого яма осторожно закапывается, чтобы не повредить кабель и место соединения.

Вот и все. Самый простой проект молниезащиты воплощен в жизнь. Теперь осталось дождаться ближайшей грозы – это будет своеобразная проверка громоотвода. Если даже при самых мощных молниях ни в одной квартире не выключится свет, не вылетят пробки и не будет повреждена бытовая техника, значит, работа была выполнена на твердую пятерку!

Вернуться к оглавлению

Что такое активная молниезащита

Говоря о молниезащите в целом, нельзя не упомянуть о такой интересной вещи, как активная молниезащита. Если обычные громоотводы были изобретены еще в восемнадцатом веке, то активные громоотводы появились сравнительно недавно, несколько десятилетий назад. И людям, интересующимся, как защитить свое жилье от молнии, будет полезно узнать об этом способе защиты.

Обычный громоотвод использует в качестве молниеприемника простой медный прут, в который бьют молнии, оказавшиеся в непосредственной близости. Активная же молниезащита не просто принимает разряд, но и притягивает его!

Этот громоотвод снабжен встроенным электронным устройством, генерирующим высоковольтные импульсы и передающим его на самый конец молниеприемника.

Схема работы молниеприемника

Благодаря этому, вероятность того, что разряд молнии ударит именно в этот молниеприемник, значительно повышается. Не раз было замечено, что молнии били именно в активный громоотвод, хотя поблизости находились значительно более высокие объекты. Говоря языком специалистов, активный громоотвод представляет собой искусственного лидера, который опережает формирование естественного лидера. То есть, даже когда молния находится на большом расстоянии от земли, система активной молниезащиты будет притягивать ее именно к себе, не позволяя отклониться и ударить в какой-то другой объект. Тем самым площадь защиты значительно увеличивается.

Серьезным плюсом является тот факт, что активная молниезащита – совершенно автономна.

Несмотря на кажущуюся сложность, она не нуждается в подпитке электричеством, принимая его прямо из воздуха.

Различия между активной и пассивной молниезащиты

Ведь при грозе воздух имеет электрическое поле напряженностью до 20 кВ/м. Если напряженность резко возрастает, молниеприемник тут же активизируется. Получая энергию от электричества из атмосферы, он генерирует высоковольтный импульс, на который реагирует молния. Поэтому на содержание такой сложной и в то же время надежной техники не приходится тратить деньги.

Конечно, использование специализированной электроники делает монтаж и даже проектирование молниезащиты значительно более сложным делом. Поэтому лучше будет пригласить специалистов. Ими будет разработана оптимальная схема активного громоотвода, установлено и настроено оборудование. Да, придется потратить определенную сумму. Зато, благодаря этому, вы сможете быть уверенными, что теперь молния не будет наносить удары ни в какие другие объекты, кроме вашего громоотвода. Увы, классические модели не могут дать стопроцентную гарантию.

Стоит сказать, что активная молниезащита широко используется не только на многоквартирных домах, но и в частных коттеджах. Владельцам нравится, что им не нужно нарушать эстетический облик жилья установкой дополнительного оборудования. Активный молниеприемник сравнительно невелик, не бросается в глаза и что немаловажно, даже для очень большого участка достаточно использовать всего один прибор. Он надежно защитить всю площадь, на которой расположен дом и хозпостройки, от ударов молнии. Безусловно, это стоит дополнительных трат.

Молниезащита ГРПШ: расчет молниезащиты, устройство молниеотвода

Согласно СП 62.13330.2011, по опасности ударов молнии ГРП, ГРПБ и ШРП следует относить к классу специальных объектов, представляющих опасность для непосредственного окружения при размещении их в населенных пунктах и на территориях газопотребляющих предприятий, или к классу объектов с ограниченной опасностью в остальных случаях. При применении в ГРП и ГРПБ системы автоматизации должна быть создана защита от вторичных проявлений молнии.

Молниезащита ГРП и ГРПБ должна отвечать требованиям, предъявляемым к объектам II категории.


В систему молниезащиты ГРПШ должно входить:

  1. Молниеотвод;
  2. Заземление;
  3. Уравнивание потенциалов;
  4. Защита от статического электричества.


Предлагаем ознакомиться с примерами организации молниезащиты ГРПШ.

Пример расчета молниезащиты ГРПШ

Проектом предусматривается молниезащита ГРП. Молниезащита защищаемого объекта выполнена одиночным стержневым молниеотводом.
Выбор типа и высоты молниеотвода производится исходя из значений требуемой надежности РЗ.

Стандартной зоной защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h является круговой конус высотой h0<h, вершина которого совпадает с вертикальной осью молниеотвода. Габариты зоны определяются двумя параметрами: высотой конуса h0 и радиусом конуса на уровне земли r0.

Согласно СО 153-34.21.122-2003 п. 2.2 объект классифицируется как специальный с ограниченной опасностью. По таблице 3.4 определяется высота молниеотвода h, высота конуса h0 и радиус конуса на уровне земли r0.

Для зоны защиты требуемой надежности радиус горизонтального сечения rХ на высоте hХ определяется по формуле (3.1) rХ=r0(h0-hХ)/h0.

Высота конуса h0 определяется геометрическим построением для РЗ=0,99 и для высоты молниеотвода.

h=0-30 м.
h=h0/0,8=8,0/0,8=10,0 м;
r0=0,8h=0,8х10,0=8,0 м;
rХ=8,0(8,0-4,0)/8,0=4,0 м.

Расчет зоны защиты ГРПШ молниеотводом

Рис.1 Расчет зоны молниезащиты ГРПШ. Вид в профиль

Согласно ПУЭ 7.3.43 пространство у наружных установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, относятся к зонам класса В-1г.
Для обеспечения защиты от статического электричества проектом предусматривается заземляющее  устройство сопротивлением 4 Ом, к которому присоединяется корпус ГРП, технологические трубопроводы. К этому же заземляющему устройству присоединяется молниеприемник грозозащиты.

Рис.2 Расчет зоны молниезащиты ГРПШ. Вид сверху

Примечание:
1. Сварка производится электродом Э-46 ГОСТ9367-75 двусторонним швом.
2. Длина сварного шва не менее 40 мм.
3. Высота сварного шва — 4 мм.

В качестве защитных мероприятий проектом необходимо предусматривать: молниезащиту, заземление, уравнивание потенциалов, защиту от статического электричества. Проектом необходимо выполнить комбинированное заземляющее устройство, состоящее из вертикальных электродов (уголок 40х40х4), соединённых горизонтальным электродом (полоса 4х20).

Сопротивление искусственного заземлителя, объединённого с естественным заземлителем в любое время года не должно превышать 4 Ом. Места сварных соединений стыков заземляющего устройства после сварки покрыть битумным лаком. Место входа токоотвода (полоса 4х20) в грунт гидроизолировать при помощи гидроизоляционных лент с пропиткой их горячим битумом. Токоотвод следует прокладывать на расстоянии от фундамента не менее, чем 10 мм.

Уравнивание потенциалов

Система дополнительного уравнивания потенциалов объединяет, одновременно доступные к прикосновению, открытые токопроводящие части, сторонние проводящие части, а также нулевые защитные проводники всего оборудования, включая штепсельные розетки. Делается система дополнительного уравнивания потенциалов (ДУП) в зонах с опасной окружающей средой.

Рис.3 Схема уравнивания потенциалов в системе молниезащиты ГРПШ

Устройство заземления ГРПШ

  Соединение заземляющих проводников между собой производится сваркой по ГОСТ 5264-80. Длина сварного шва равна двойной ширине при прямоугольном сечении токоотвода. Заземление выполняется присоединением всех металлических нетоковедущих частей оборудования к заземляющему устройству. Защита от вторичных проявлений молнии, статического электричества и с целью уравнивания потенциалов выполняется присоединением, металлического корпуса технологического шкафа к системе уравнивания потенциалов.

В соответствии с «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (СО 153-34.21.122-2003) установка должна быть защищена от прямых ударов молнии, вторичных её проявлений и заноса высокого потенциала через наземные и подземные металлические коммуникации. Молниезащита ГРП осуществляется установкой молниеприемников высотой 10м.

Рис.4 Схема заземления в системе молниезащиты ГРПШ

Молниеотвод подключается к комбинированному заземляющему устройству, состоящему из горизонтальных (полоса 4х20) и вертикальных заземлителей (уголок 40х40х4).

Все металлические элементы выше поверхности земли покрыть краской БТ 177 по ГОСТ 5631-79* в два слоя по грунту ГФ 017 по ТУ 6-27-7-89.

Молниеотвод (h=10м) запроектирован из стальных труб по ГОСТ 10704-91. Фундамент под молниеотвод — монолитный железобетонный из бетона кл. В15, W4, F50, рабочая арматура класса А III, конструктивная- класса А I. Сводные конструктивные решения приведены в графической части ниже.

Схема устройства молниезащиты ГРПШ

Рис.5 Общая схема молниезащиты ГРПШ



устройство, виды и монтаж системы молниезащиты

Надёжная молниезащита здания – гарантия безопасности людей и сохранности недвижимого имущества во время грозы. Удар молнии силой в 200 000 ампер и выше обычно поражает следующие части сооружения:

  • Металлическая кровля;
  • Водостоки;
  • Выступающие элементы арматуры;
  • Опоры рекламных конструкций;
  • Антенны, соединённые с электронным оборудованием;
  • Кондиционеры.

Восходящий заряд молнии может проложить себе дорогу по мокрой деревянной или бетонной стене. Это создаёт угрозу мгновенного пожара, повреждает электрические приборы и наносит смертельное поражение людям и животным. Жилой дом без молниезащиты в грозу для всех жильцов превращается в зону повышенного риска.

Принципы устройства системы молниезащиты

Защита здания от молнии должна обеспечивать безопасный отвод разряда по специальным каналам к заземлению. Прохождение тока большой силы по токоотводу сопровождается мощным и мгновенным разогревом проводника.

Система молниезащиты должна обеспечить надёжную изоляцию крыши и стен здания от высокой температуры молниеприемника и проводника, с которым он соединён и предусматривать изоляцию тока во время его движения к земле. Если часть заряда попадёт во внутреннюю проводку, распространится по металлическим элементам кровли, карнизов, или подоконников, дойдёт до системы отопления, состоящей из металлических труб и батарей — результат будет катастрофическим.

Основные конструктивные элементы защиты от молнии

Любая система молниезащиты имеет 3 основных компонента:

  • Металлический молниеприемник, устанавливается на самой верхней точке здания и первым принимает на себя удар молнии;
  • Проволочный токоотвод, который является безопасным каналом сброса высокого напряжения;
  • Заземление, представляющее собой конструкцию из углублённых в землю проводников.

Если в здании находится электрооборудование, линии связи и телекоммуникаций, то молниезащита должна иметь дополнительную систему внутренней защиты.

Внутренняя молниезащита

Электрооборудование, электроника, электросети и линии связи защищаются при ударе молнии при помощи УЗИП. Это электронное устройство блокировки импульсных токов большой мощности, возникающих в проводниках вследствие индукционных и резистентных электромагнитных явлений.

Удар молнии порождает мощные электромагнитные поля. Если в зоне их влияния находятся электропроводящие материалы, то в них возникают индукционные токи, способные не только вывести из строя сложную технику, но и стать причиной возгорания.

Типы УЗИП

УЗИП выравнивает электрический потенциал заземлённых токопроводящих элементов (электросети, металлические трубы, отопление). Принцип действия — автоматический выключатель, срабатывающий при возникновении в цепи критических значений импульсных токов. Устройства внутренней молниезащиты подразделяются на типы в зависимости от расчётных параметров импульса.

  • Тип №1 УЗИП, рассчитан на срабатывание при попадании в здание прямого удара молнии (волновая длина 10/350 мксек.), пропускает через себя всю энергию разряда без разрушения, является обязательным оборудованием для сооружений, защищённых внешним громоотводом, и для трансформаторных подстанций;
  • УЗИП Тип №2, срабатывает при затухающей волне (8/20 мксек, непрямой удар), устанавливается после типа №1 и защищает отдельное помещение в здании (квартира, этаж, подвал, цех, и др.), имеет остаточный скачок напряжения после типа №1 не более 2 кВ;
  • Тип №3 устанавливается в качестве защиты для отдельного потребителя в электроцепи (блоки питания, отопительные электрокотлы, стабилизаторы напряжения и проч.).

Задачи, решаемые внутренней молниезащитой

Устройство внутренней защиты от молний зависит от приоритетной задачи:

  • Защита цепи питания от скачков, перепадов без отключения;
  • Безопасное отключение при критических показателях тока.

При установке нескольких УЗИП разных типов учитываются вышеперечисленные задачи, расстояния между устройствами, их последовательность и конструктивные особенности потребителей. Проектирование и установку внутренней молниезащиты в Воронеже можно заказать в нашей компании.

Типы молниеприёмников в молниезащите

По конструкции молниеприёмники делятся на следующие категории:

  • Штыревая система;
  • Металлический трос;
  • Молниеприёмная сетка.

Выбор конструкции определяется конфигурацией и типом кровли, высотностью здания, наличием находящихся рядом других сооружений, или природных объектов (деревьев, холмов), имеющих критически важные параметры высоты. Учитываться также могут архитектурные особенности дома.

Молниеприёмник в форме штыря

Молниезащита, оборудованная штыревыми громоотводами, является наиболее простым конструктивным решением. Стержни обычно устанавливаются на крышах с крутыми наклонными скатами, имеющими металлическую кровлю.Штырь монтируется на самой высокой точке крыши здания. Материалом для уловителя молний может служить железный, медный или латунный прут толщиной от 10 мм. Допускается использование металлических уголков, или пластин с толщиной не менее 4 мм и шириной от 25 мм. Уловитель должен возвышаться от верхней кромки крыши минимум на 2 м. Размер зоны безопасности под приёмником молний рассчитывается как окружность с диаметром, равным двойной высоте штыря.

Молниезащита с тросом

Если скаты крыши, покрытой металлопрофилем, имеют незначительный угол наклона, или её поверхность абсолютно плоская, то в качестве молниеприёмника применяется металлический трос из стальной проволоки толщиной не менее 8 мм. В качестве троса допускается использование железного прута такого же сечения и выше. Опоры тросовой защиты могут быть как деревянные, так и металлические. В последнем случае их необходимо изолировать от троса. Молниезащитас тросом предпочтительнее, если крыша дома имеет крутые скаты, деревянную основу и покрыта шифером, или черепицей. На плоской крыше высота натяжения тросового громоотвода должна составлять от 1,5 м. На двухскатной крыше трос натягивается на высоте 0,5 м вдоль конька.

Сетчатый громоотвод

Молниезащита с сетчатым громоотводом используется на зданиях с плоской крышей большой площади. Материалом уловителя молний служит стальная проволока толщиной 6 мм. Из неё монтируется сетка, свободные концы которой закрепляются на стойках. Высота сетки должна быть не меньше 0,5 метров. Максимальная длина стороны ячейки составляет 6 м. Сетчатая молниезащита устанавливается на крыши ангаров, ферм, цехов и гаражей.

Токоотвод

Для прокладки канала, по которому должен проходить заряд молнии, применяется проволока, или железный прут толщиной не менее 8 мм. Лучшим материалом считается медный кабель. Молниезащита будет надёжной, если соединение токопроводящего канала соштырём громоотвода будет сварным. Крепление токоотвода к стенам доманеобходимо производить при помощипластиковых скоб, или иных приспособлений, не проводящих ток. Система каналов токоотведения делается максимально короткой, без лишних изгибов. Места сильных перегибов при ударе молнии будут резко нагреваться, что может привести к разрушению проводника и возникновению мощной электрической дуги в непосредственной близости от стены здания.Для защиты токопроводящей линии от внешних повреждений проводник можно проложить по пластиковому водостоку. Токоотводящие каналы молниезащиты опускают к земле по углам дома. Минимально допустимое расстояние между разыми каналами составляет 20 метров, и их необходимо прокладывать на максимальном удалении от окон и дверей здания.

Система заземления

Токоотвод приваривается к проводнику, углублённому в землю. Простейшей конструкцией заземления является металлический стержень длиной 1,5 м, вбитый в грунт.

Сооружение более надёжного соединения электрических проводов молниезащиты с землёй делается следующим образом:

  • Во дно траншеи глубиной от 80 см и длиной 3 м по концам вбиваются металлические прутья, тубы, или арматура с сечением от 20 мм;
  • К выступающим частям стержней приваривается металлический прут такой же толщины, к нему приваривается электрический провод молниезащиты, после чего траншея закапывается.

Место для заземления выбирается на максимальном удалении от дверей, окон и дорожек. Минимально допустимое расстояние от входа – 5 м.

Молниезащита с активным уловителем

Современные варианты молниезащиты оснащаются активными уловителями атмосферных разрядов. Система включает генератор высоковольтного импульсного тока, соединённый с громоотводом и питаемый атмосферным электричеством. Напряжённость электрического поля во время грозы достигает 20 кВ/м и выше, что обеспечивает работу устройства. Генератор помогает сформировать восходящий поток заряда непосредственно от громоотвода, который притягивает нисходящие потоки.

Преимущества активной молниезащиты:

  • Во время грозы активная система защиты обеспечивает полную гарантию безопасности дома и прилегающей территории от поражения атмосферными разрядами; пассивная молниезащита не может на 100% обезопасить здание, электрооборудование и людей;
  • Площадь территории на порядок больше той, которую имеет обычный пассивный громоотвод;
  • Молниезащита с генератором может иметь 1 мощный и малозаметный стержень в качестве уловителя, в то время как пассивная защита для обеспечения безопасности большой территории потребует установки нескольких громоотводов.

Недостатком активной молниезащиты является способность притягивать все разряды в радиусе своего действия, а также её более высокая стоимость.

Классы молниезащиты

При проектировании и строительстве жилых домов, промышленных сооружений и объектов инфраструктуры применяются следующие классы молниезащиты:

  • Класс №1 – заводы по производству взрывоопасных и легко воспламеняющихся веществ, АЭС, предприятия промышленной химии и проч;
  • Класс №2 – склады ГСМ и промышленных товаров, деревообрабатывающие предприятия, места хранения ядовитых соединений;
  • Класс №3 — общественные здания, школы, объекты инфраструктуры, высотные сооружения более 30 м.

Присвоение любому объекту одного из вышеперечисленных классов делает установку специальной защиты от грозовых разрядов обязательной.

Все остальные объекты жилой застройки оборудуются молниезащитой по желанию собственников, на которых ложится вся ответственность за возникновение ЧП во время грозы.

Молниезащита частного дома с крышей – устройство и монтаж молниезащиты загородного дома

Молния относится к числу наиболее опасных природных явлений, поскольку обладает огромной разрушительной силой. Она несет большую опасность здоровью и жизни людей, а также их имуществу и строениям, в связи с чем необходимость надежной молниезащиты частного жилого дома является актуальной.

В настоящее время риск пострадать от молнии возрастает в связи со стремительным развитием беспроводных технологий. С другой стороны, существуют эффективные методы, позволяющие защитить собственное жилье от опасных грозовых разрядов.

Что такое молниезащита?

Так называются элементы и устройства, объединенные в единую конструкцию с целью защиты строения от прямых ударов молнии.

Особенностью является то, что данная система не предотвращает попадание разряда, а напротив — создает условия для его привлечения с целью последующего направления в нужное русло. Фактически она отвлекает молнию на себя, после чего отводит всю силу удара в землю.

Нужна ли молниезащита частного дома?

Вероятность попадания разряда в конкретное строение сравнительно невысока, однако последствия могут быть фатальными. При его прохождении через различные материалы образуется тепловая энергия, являющаяся причиной возгораний. Особой опасности подвергаются деревянные постройки, которые могут пострадать как от непосредственного удара в здание, так и от воспламенившейся проводки (это может случиться, когда разряд попадает в линию электропередач).

Поэтому наличие молниезащиты частного дома (деревянного, загородного, дачного и др.) является одним из ключевых условий пожарной безопасности. Она имеет две разновидности: внешняя и внутренняя. Первая защищает от прямых ударов, вторая — от непрямых попаданий (например — через стационарную электросеть).

Устройство молниезащиты дома

Более опасным с точки зрения поражения зданий является прямой удар. Чтобы защитить от него постройку, необходимо сконструировать и установить систему внешней защиты, основными элементами которой являются:

  • молниеприемник;
  • токоотвод;
  • заземление.

Наличие каждого из перечисленных элементов является обязательным, поскольку отсутствие хотя бы одного из них приводит к неработоспособности всей системы.

Приемник молнии

Устройство представляет собой металлический проводник, который необходимо установить на крыше. Если она имеет сложную конфигурацию — имеет смысл закрепить на ней несколько молниеприемников. В любом случае их главная задача — принять на себя разряд и направить его далее по системе к токоотводу.

Исполнение данного устройства зависит от конструкции молниезащиты частного дома с крышей. Обычно используются следующие варианты:

  • Металлический штырь. Это оптимальный вариант для алюминиевых, жестяных и прочих металлических крыш. Он крепится на самой высокой точке постройки (дымовой трубе, коньке и пр.) и должен выступать на 0,2 – 1,5 м. Желательно изготовить его из металла, наименее подверженного окислению на открытом воздухе, например — из нержавеющей стали или меди. Можно использовать полую трубку, однако верхний ее конец должен быть заварен.
  • Металлический трос. Он натягивается на двух деревянных столбиках (опорах) на высоте 1-2 м по всей длине строения. Данный вариант оптимален для шиферных и деревянных крыш.
  • Металлическая сетка, которая зафиксирована на коньке и имеет отходящие по всей поверхности кровли заземленные токоотводы. Такая конструкция является хорошим выбором для черепичных крыш.

Молниеприемник можно устанавливать не только на доме, но и на расположенном неподалеку дереве, которое должно быть выше постройки. В данном случае он должен возвышаться над верхушкой как минимум на 50 см.

Отвод тока

Молниезащита частного дома в обязательном порядке включает в себя токоотвод. Данный элемент необходим для отвода удара молнии к заземляющему контуру.

Для его изготовления можно использовать стальную проволоку сечением 6 мм, которая прочно приваривается к молниеприемнику (соединение должно быть устойчивым к порывам ветра, ударам от падения пластов снега и прочим подобным воздействиям).

В соответствии с нормами безопасности токоотвод должен выдерживать нагрузку в 200 тыс. ампер. Он спускается по стенам, а для его фиксации можно использовать специальные скобы. Далее токоотвод направляется в землю, где соединяется с контуром заземления. При его прокладывании следует избегать резких изгибов с малыми радиусами, поскольку в таких местах возможно возникновение мощного искрового разряда, который может привести к воспламенению. Следует учитывать, что токоотвод не должен проходить в непосредственной близости от дверей и окон.

Заземляющий контур

Заземление молниезащиты дома необходимо для обеспечения надежного контакта всей системы с землей, в которую будет уходить электрический разряд. Данный элемент имеет сравнительно несложную конструкцию и представляет собой три электрода, соединенных между собой и полностью помещенных в грунт.

Согласно действующим правилам, заземляющий контур должен быть общим и для бытовых электроприборов, и для системы защиты от молнии. Недопустимо его расположение ближе, чем 1 м до стен постройки, и 5 м — до крыльца, проходов и пешеходных дорожек.

Монтаж молниезащиты

При наличии соответствующих навыков, инструментов и комплекта материалов для молниезащиты частного дома ее монтаж можно сделать самостоятельно. При этом важно учитывать:

  • конструктивные и архитектурные особенности постройки;
  • место ее расположения — на холме, в низине, в лесистой местности и т. п.;
  • наличие и функционирование беспроводных коммуникаций.

Все элементы системы должны быть надежно соединены друг с другом — в противном случае защита неэффективна или отсутствует. Важно, чтобы проволока и прочие материалы выдерживали мощный разряд, а также были не подвержены коррозии на открытом пространстве. Фиксация элементов осуществляется с помощью винтовых и коньковых зажимов, анкеров, самозабивных и угловых крепежных приспособлений. Выбор фиксаторов зависит от конструкции системы, архитектурных особенностей постройки и прочих нюансов.

Уход за системой молниезащиты

Необходимо постоянно контролировать состояние и внешний вид молниеприемника, токоотвода, заземляющего контура, а также монтажно-крепежных приспособлений. Следует учитывать, что система молниезащиты дома эксплуатируется в агрессивной среде. В частности, ее верхняя часть постоянно подвержена воздействию осадков и ветра, а заземление со временем разрушается по причине коррозии.

Ежегодно в преддверии грозового сезона осматривайте все части системы. При необходимости производите замену поврежденных элементов, делайте профилактику (например — покраску).

Каждые три года рекомендуется проверять состояние и исправность соединений, сварных швов, подтягивать ослабшие крепления и сочленения. Если потребуется, нужно произвести чистку контактов и замену монтажно-крепежных элементов.

Каждые пять лет необходимо вскрывать заземляющие электроды молниезащиты дома, проверять состояние и надежность их соединений, а также степень коррозии. Если сечение заржавевшей детали уменьшилось более чем на 30% — ее следует заменить.

Внутренняя защита дома

При попадании молнии в линию электропередач стационарная сеть испытывает мощный скачок напряжения. Он несет в себе огромную разрушительную силу — как и сам грозовой разряд. В частности, стандартное напряжение 220 В может достигнуть 10 Кв. Такой скачок обычно бывает крайне непродолжительным — всего несколько миллисекунд, но этого времени достаточно, чтобы вывести из строя бытовую технику и прочее электрооборудование, подключенное к сети.

Особая опасность заключается в том, что стандартное защитное оборудование в подобных ситуациях не успевает срабатывать. Изоляция бытовых приборов обычно рассчитана на скачки до 1000 В. Соответственно, при более мощных импульсах она перегорает, что может привести к короткому замыканию и последующему пожару.

Проблемы могут возникнуть, даже если в момент удара молнии бытовая техника и прочее оборудование отключены от электросети. В любом случае под воздействие импульса попадают розетки, электропроводка, распределительные коробки и прочие элементы сети, не рассчитанные на подобные скачки напряжения.

Для внутренней молниезащиты дома предназначены специальные устройства защиты от импульсных напряжений. Сокращенно они называются УЗИП и надежно закрывают систему электроснабжения от попаданий молнии. В зависимости от варианта исполнения они обеспечивают разный уровень защиты, и предназначены для установки в соответствующих местах (на входных распределительных щитах, непосредственно возле потребителей и пр.).

Заземление и молниезащита в частном доме

Наличие молниезащиты дома особенно актуально для построек из дерева. Это касается коттеджей из бруса, срубов, щитовых и каркасных домов.

Предусмотреть ее наличие желательно еще на начальном этапе строительства каркасного дома. При этом следует учесть особенности проекта, а также тип и физические особенности кровельного материала. При любых затруднениях следует обращаться к специалистам, поскольку даже мелкие ошибки способны привести к неэффективности всей конструкции.
Правильно сделанная система защиты от молний предотвратит возгорание, порчу имущества, сохранит в безопасности жизнь и здоровье людей.

Молниезащита металлической кровли – устройство и монтаж (видео, фото)

С древних времен гроза была для людей страшным, непонятным природным явлением, которое пугали и несло в себе опасность пожара и даже смерти. Поэтому долгое время молния считалась наказанием, которое посылали боги, чтобы покарать грешников. Сейчас природа возникновения грозы досконально изучена и знакома даже школьником, хотя менее опасной она от этого не стала.

Чтобы предотвратить возгорания в результате ударов молнии, на кровле организуется молниезащита частного дома. В этой статье мы расскажем о самых эффективных мерах защиты от молнии, которые необходимы для каждого здания.

Содержание статьи

Необходимость молниезащиты

Многие люди при строительстве собственного жилого или дачного дома не задумываются о том, как работает молниезащита крыши. Частым заблуждением является то, что металлические виды кровли не нуждаются в защите от ударов молний, хотя это мнение является большой ошибкой. Для жилого или нежилого здания каким бы ни было кровельное покрытия главными опасностями считают:

  • Прямые удары молний. Молниезащита скатной кровли – залог безопасной эксплуатации любого дома, так как конёк является, как правило, является самой высокой точкой в округе, которая притягивает к себе удары молнии. Даже если на кровле уложено негорючее покрытие, то в случае попадания заряда, существует опасность возгорания, так как стропильный каркас изготавливается из легко воспламеняемой древесины.
  • Статическое электричество. Крыши из металлочерепицы и других металлических кровельных материалов хорошо накапливают статическое электричество, которое возникает при трении мелких частиц пыли о покрытие. Накопленное напряжение может дать разрядку при случайном касании человеком, стоящем на земле или лестнице, поверхности крыши здания с металлической кровлей, что может привести к тяжелым травмам.

Важно! Опытные кровельные мастера считают, что молниезащита кровли – обязательный элемент конструкции в независимости от формы крыши и вида кровельного материала, используемого для ее покрытия.

Система молниезащиты дома

Устройство

Молниезащита кровли из металлочерепицы или любого другого кровельного материала – комплекс мер по обеспечению безопасной эксплуатации здания во время грозы и предотвращению травм во время обслуживания крыши из-за разрядки статического электричества. Кроме того, наличие грамотно спроектированной и смонтированной молниезащиты является дополнительной защитой электрооборудования, установленного в доме, от скачков напряжения в сети. Она состоит из следующих компонентов:

  1. Молниеприемник. Молниеприемником называют проводник, который встречает разряд молнии на крыше. Он представляет собой штырь, трос или специальную сетку. Крепление молниеприемника должно осуществляться на самой высокой точке крыши – на коньке, дымоходной или вентиляционной трубе. Если кровля имеет сложное строение или большую площадь, то для эффективной работы молниезащиты молниеотвод нужен не один, а сразу несколько.
  2. Токоотвод. В устройство молниезащиты дома обязательно входит токоотвод, который по безопасному маршруту отводит электрический заряд от молниеприемника к заземлителю. Он изготавливается из надежной и прочной стальной проволоки толщиной не менее 6 мм.
  3. Заземлитель. Дома с металлической кровлей должны оборудоваться не только молниеприемником и токоотводом, но и заземлителем. Заземлитель – специальное устройство, которое соединяется с токоотводом, оно необходимо для того, чтобы разрядка электрического заряда происходила в земле. В качестве заземлителя используется конструкция, сваренная из металлических уголков или труб, имеющая достаточно большую площадь соприкосновения с почвой.

Способы устройства молниезащиты

Устройство заземлителя

Обратите внимание! Чтобы определить, какая молниезащита металлической кровли требуется, пользуются простым правилом: считается, что один молниеприемник защищает от попадания молнии конус, вершина которого находится на его вершине, а стороны расходятся под углом 45 градусов от него.

Монтаж молниезащиты

Молниезащита плоской кровли или скатной кровельной конструкции производится во время монтажа крыши или уже в процессе эксплуатации здания. Важно правильно рассчитать количество молниеприемником и площадь соприкосновения заземлителя, чтобы защита от электрических разрядов работала эффективно.  Считается, что чем выше молниеприемник, тем больше площадь, которую он защищает от ударов молнии. Необходимо, чтобы в этот безопасный ареал входил не только жилой дом, но и необходимые надворные постройки. При монтаже молниезащиты нужно учитывать следующие требования:

  • Молниеприемник устанавливают на самую высокую точку крыши. Обычно монтаж производят на коньке, на телевизионной мачте, дымоходе или вентиляционной трубе. Недостатком такого способа установки считается то, что высокий металлический шпиль создает дополнительную ветровую нагрузку, а также может деформироваться. Альтернативным местом установки может стать расположенное неподалёку от дома высокое дерево.
  • Токоотводом соединяют молниеприемник с заземлителем. Для его изготовления используют стальную проволоку толщиной не менее 6 мм, которая должна выдерживать напряжение до 200 000 ампер. Токоотвод прокладывают по самой короткой траектории, а сварка между ним и молниеприемником должна быть очень прочной, чтобы она не разрушилась под напряжением. От молниеприемника токоотвод спускают сначала по крыше, а потом по стенам здания на максимальном расстоянии от окон и дверей. Необходимо надежно крепить его к стенам с помощью металлических хомутов.
  • Заземлители изготавливают из нержавеющей стали или меди, так как они обладают хорошей проводимостью. Его закапывают в грунт на глубину не менее 2-3 метров на расстоянии более 5 метров от подъездных дорожек к дому, крыльца, отмостки. Почва в месте монтажа заземлителя должна быть суглинистой или глинистой, влажной. Перед грозой даже можно специально увлажнить грунт, если он песчаный и плохо удерживает воду.

Помните! Молниезащита нуждается в регулярном обслуживании для поддержания ее работоспособности. Ежегодно рекомендуется осматривать молниеприемник, тщательно проверяя точки крепления его к токоотводу. Раз в каждые три года следует заменять или укреплять ослабевшие контакты, а раз в 5 лет нужно выкапывать заземлитель и проверять глубину его коррозии. Если заземляющие элемент проржавел более, чем на треть, то следует его заменить.

Устройство сетчатой молниезащиты

Преимущества сетчатой молниезащиты

Видео-инструкция

устройств молниезащиты | LoveToKnow

Стоимость замены электроники или ликвидации пожара в доме после внезапного сильного удара молнии является достаточным источником вдохновения для приобретения надлежащей защиты от шторма. Расходы на покупку и установку этих устройств могут привести к значительной экономии в случае забастовки и даже спасти жизнь. Чтобы принять наилучшее возможное решение для защиты от ударов молнии, важно знать, что доступно, чтобы убедиться, что вы сделаете лучший выбор в данной ситуации.

Защита от грозовой молнии

Установка системы молниезащиты — идеальный вариант, но также важна подготовка к грозе, если у вас ее нет. Риск попасть в здание во время грозы невелик, но он может произойти, а если все же разовьется, то может вызвать пожар или другой серьезный ущерб. Во время шторма важно держаться подальше от любых маршрутов, которые может найти удар, когда он войдет в здание. Поэтому важно знать, где внутри конструкции проложены трубы и провода, и избегать источников воды во время шторма.

Статьи по теме

Возгорание в результате удара молнии вполне возможно во время грозы. При ударе в конструкцию молния пройдет через другие материалы, прежде чем достигнет проводящего материала. Материал, из которого изготовлена ​​конструкция крыши, обычно дерево, — это то место, куда молния, скорее всего, ударит первой. Древесина в крыше часто более воспламеняема, чем другие строительные материалы. Вот почему вызванные штормом пожары обычно начинаются на чердаке или на крыше здания.

Устройства защиты от молний

После того, как вы определили, что здание нуждается в защите от шторма, решите, какое оборудование вам понадобится.

Воздушные терминалы

Воздушные терминалы, также известные как пневмостоки, расположены наверху здания. Они привлекают свет и надежно притягивают его к земле.

Нижние проводники

Токоотводы также известны как кабели. Вы прикрепляете их так, чтобы электрический поток покидал воздушный терминал и двигался вниз по токоотводу к конечному защитному устройству.

Стержни заземления

Заземляющие стержни или стержни являются последним устройством защиты в системе молниезащиты.Вы прикрепляете его к токоотводу и вставляете в землю, чтобы электричество могло безопасно уходить в землю.

Ограничители перенапряжения и защиты от перенапряжения

Ограничители перенапряжения или устройства защиты от перенапряжения защищают электронное оборудование внутри здания от внезапных скачков напряжения. Они не обеспечивают полной защиты от удара молнии, но могут помочь защитить подключенные устройства от скачков напряжения, вызванных ударами молнии.

Полосы защиты от перенапряжения — это наиболее доступное защитное устройство.Они доступны в крупных универмагах или хозяйственных магазинах и обычно стоят от 10 до 40 долларов. Они не требуют профессионального монтажа. Однако имейте в виду, что, хотя этот тип защиты помогает защитить от скачков напряжения, он не является полностью защитным.

Сетевые фильтры для всего дома также защищают от скачков напряжения, которые могут распространяться по системе электропроводки внутри здания. Устройства защиты всего дома устанавливаются в доме рядом с распределительной коробкой и защищают все, что подключено к электрической системе вашего дома, в то время как сетевые фильтры защищают только одну розетку.Цены на системы для всего дома варьируются от 100 до 800 долларов и могут потребовать профессиональной установки.

Оптимальная защита

Покупка и установка полной защитной системы могут быть дорогостоящими, как и замена оборудования или повреждения, вызванные пожаром. Оптимально, если вы подвержены риску удара молнии, оптимальным решением является комбинация устройств защиты от перенапряжения, подобных тем, которые вы можете легко найти в магазинах электроники, устройств защиты от перенапряжения для всего дома, которые необходимо установить в вашем доме, и комплектных устройств защиты от штормов может быть оптимальным решением.

  • Thompson Lightning Protection, Inc. имеет все инструменты и элементы, необходимые для создания целостной системы защиты. У этой компании есть в наличии оборудование для промышленных, коммерческих и жилых построек. Большинство домовладельцев могут рассчитывать заплатить от 300 до 2000 долларов за систему (включая установку).

Факторы, которые следует учитывать

При рассмотрении риска удара молнии учитывается множество факторов. Lightning преследует только одну цель — исправить неравенство в заряде, накопившееся в облачной системе.Для этого молния направляется к земле и ее противоположному заряду, чтобы уравновесить дисбаланс. Когда молния поражает объект, это происходит только потому, что этот объект создает более легкий путь от того места, где он возник, до точки, где возникает электричество. Многие материалы способствуют перемещению электричества и могут быть возможным каналом для распространения удара молнии.

Учтите, сколько гроз в вашем районе, а также ландшафт вашего района.Конструкция в более прохладном месте может иметь другие соображения риска молнии, чем в более теплом климате. Факторы проводимости конструкции, такие как трубы и провода, которые могут помочь электричеству проходить в землю, также важны.

Безопасность прежде всего

Принимая во внимание расходы на приобретение и установку защитных систем, решение о добавлении такого устройства будет основано на многих факторах. Каждое здание или структура и содержимое, содержащееся в них, будут определять ценность добавления такой защиты.Наиболее важным фактором при определении потребности в устройстве молниезащиты является безопасность тех, кто находится внутри или вокруг сооружения во время шторма.

© LoveToKnow, Corp., 2006-2021, если не указано иное. Все права защищены.

Устройства защиты от грозовых перенапряжений По LEC

Устройства защиты от грозовых перенапряжений

Каждая отрасль постоянно находится под угрозой неблагоприятного воздействия или повреждения из-за перенапряжения. Одна из величайших угроз — это молния.Одиночный разряд молнии возле кабеля питания вызовет значительные переходные процессы перенапряжения, иногда вызывая непоправимый ущерб.

Защитные устройства, такие как устройства защиты от грозовых перенапряжений, используются для компенсации этих внешних воздействий. Их задача — защищать подключенные системы, не мешая их работе.

Когда напряжение поднимается выше ожидаемого уровня, срабатывает сетевой фильтр. Он подавляет избыточное напряжение, безопасно отводит его на землю и предотвращает нанесение какого-либо вреда.При использовании вместе с молниеприемниками и заземляющими стержнями эти ограничители перенапряжения образуют комплексную систему молниезащиты в отрасли.

Зачем нужны устройства защиты от грозовых перенапряжений?

Это решение можно принять, ответив на простые вопросы, например,

.

  • Примыкает ли ваше предприятие к высокому строению, на вершине холма или в зоне, подверженной ударам молний?
  • Есть ли в вашей существующей системе молниезащиты разрядники?
  • Требуется ли для машин и оборудования устойчивость к перенапряжению?
  • Возникают ли перенапряжения внутри самого предприятия, например, при запуске большого двигателя или сварочных операциях?

Однако потребность в устройствах защиты от грозовых перенапряжений зависит от множества факторов.Наш ассортимент устройств защиты от перенапряжения спроектирован и разработан с учетом аспекта молниезащиты и не должен рассматриваться как опция. Каждый продукт разрабатывается командой опытных инженеров с целью решения конкретных проблем, с которыми сталкиваются отрасли.

У каждого бизнеса разные потребности в поддержании работоспособности систем. Одной отрасли может потребоваться защита от перенапряжения для пожарной сигнализации, в то время как другая может рассмотреть возможность ее установки в системах безопасности и центрах обработки данных.

Различные типы и комбинации устройств защиты от грозовых перенапряжений устанавливаются в разных защищаемых зонах для удовлетворения различных потребностей. Некоторые разрядники обычно устанавливаются в распределительных щитах служебного входа для защиты низковольтного оборудования, такого как охрана объекта и устройства защиты линии передачи данных.

Установка устройства защиты от грозовых перенапряжений от Lightning Eliminators & Consultant Inc. обеспечивает безопасность данных вашей компании, сотрудников и объекта во время непредсказуемого скачка напряжения, а также обеспечивает непрерывную работу критически важных систем.

Мифы о молнии — Устройства защиты от перенапряжения и ИБП обеспечивают полную защиту от молний :: Библиотека погоды Storm Highway

ПРАВДА: К сожалению, нет. Обычный сетевой фильтр остановит скачки и скачки напряжения, но не резкий, катастрофический всплеск тока от близкого удара молнии. Постоянный ток молнии слишком велик, чтобы его можно было защитить с помощью небольшого электронного устройства внутри удлинителя или даже здоровенного ИБП. Если ваш ИБП или устройство защиты от перенапряжения мешают прохождению молнии, вся или часть молнии просто вспыхнет над устройством или через него — независимо от количества задействованных конденсаторов и батарейных батарей.

СПРАВА: Телевизионные / радиовышки часто поражаются молнией. В результате у них есть одни из самых надежных доступных систем молниезащиты, но иногда оборудование все равно случается.

Даже «разъединения» или устройства, которые физически отключают питание устройства путем активации набора контактов, не гарантируют защиты. Небольшой воздушный зазор не остановит удар молнии, который уже прыгнул через много миль в воздухе. Он не будет дважды думать о том, чтобы прыгнуть еще на несколько дюймов или даже на несколько футов, особенно если «путь наименьшего сопротивления» к земле проходит через контакты выключателя.

В то время как полноценные системы молниезащиты со стержнями , кабелями и твердым заземлением часто обеспечивают хорошую степень защиты от прямого удара, они не могут абсолютно гарантировать от повреждения электроники и компьютеров. Чтобы любая система обеспечивала истинную 100% защиту, она должна каждый раз отводить почти 100% тока молнии от прямого удара — непростая задача. Закон Ома гласит, что для набора сопротивлений, соединенных параллельно, ток будет распределяться по ВСЕМ сопротивлениям на уровнях, обратно пропорциональных различным значениям сопротивления.Дом или здание — это не что иное, как набор резисторов, соединенных параллельно — электропроводка, водопровод, телефонные линии, стальной каркас и т. Д. будет использовать боковые вспышки через воздушные зазоры для их эффективного соединения). При прямом ударе молнии ток не будет идти только по одному пути — он будет распространяться по всем путям к земле в зависимости от сопротивления каждого пути.

Ток молнии часто достигает максимума в 100 000 и более ампер. Имея это в виду, подумайте, установлена ​​ли у вас система молниезащиты, и в ваш дом напрямую попадает молния. Если система защиты забирает даже 99,9% тока, то ваша электропроводка может забрать оставшиеся 0,1%. 0,1% от 100 000 ампер — это скачок тока в 100 ампер через ваши линии, которого может быть достаточно, чтобы вывести ваш компьютер из строя.

Создание этого веб-сайта стало возможным благодаря поддержке CIS Internet .

Нередко «боковые вспышки» возникают внутри дома или здания, когда вся или часть молнии прыгает через всю комнату, достигая земли, например, от системы электропроводки до хорошо заземленных водопроводных труб. Если ваш компьютер мешает, пришло время купить новый, даже если у вас установлена ​​самая дорогая система защиты.

«Боковая вспышка» часто возникает, когда молния разветвляется на несколько каналов, пытаясь зарыться глубоко в землю.Таким образом, даже если большая часть тока проходит на землю через тяжелые кабели вашей системы защиты, могут быть небольшие разряды «переполнения», даже если молния попадает за пределы конструкции. Такое событие пережила моя бабушка, которая стала свидетелем того, как голубая искра длиной 6 футов прыгнула через комнату от розетки до кухонного крана, когда поблизости ударила молния.

Гарантии на упаковке ИБП / устройств защиты от перенапряжения несколько вводят в заблуждение, когда речь идет о молниезащите, подразумевая, что устройства могут предотвратить любые последствия удара.В некоторых случаях они будут — если они не находятся на прямой линии огня или рядом с ней. Но на самом деле ничто не может гарантировать абсолютную защиту от прямого или очень близкого удара.

Все это не означает, что вам не следует использовать сетевой фильтр, ИБП, выключатель или полноценную систему молниезащиты. Любое устройство обеспечит некоторую степень защиты от ежедневных скачков напряжения в сети и удаленных ударов молнии. Но когда молния попадает рядом или прямо, все ставки отменяются.

Лучший и самый дешевый способ защитить вашу стереосистему, телевизор, компьютер или любое электронное устройство — это отключить от всех источников питания, телефона (модема) и антенны во время грозы.

Некоторые могут возразить, что риск прямого удара по любому конкретному дому слишком низок, чтобы оправдать отключение всего от сети при каждом шторме, который проходит над головой. В этом есть доля правды. В таком случае разумно убедиться, что страховка вашего домовладельца или арендатора покрывает ущерб от молнии, а все ваши устройства инвентаризированы и покрываются полисом.В конце концов, застрахованную дорогую электронику можно заменить. Однако считайте незаменимыми такие, как данные, сохраненные на вашем компьютере (фотографии, видео, рабочие файлы и т. Д.). Вы можете снизить этот риск, выполняя частое резервное копирование вне офиса и / или сохраняя данные на внешнем жестком диске, который вы можете отключить при необходимости.

< Вернуться к библиотеке погоды

Связанные темы о молниях:

Создание этого веб-сайта стало возможным благодаря поддержке со стороны CIS Internet .

GO: Home | Storm Expeditions | Фотография | Библиотека экстремальных погодных условий | Стоковые видеозаписи | Блог

Избранная статья библиотеки погоды:

Защита от молний и безопасность | III

Молния и страхование

Стандартные полисы страхования домовладельцев и предприятий, а также исчерпывающая часть полиса автострахования покрывают убытки, например, пожар, вызванный ударом молнии.Некоторые полисы также обеспечивают покрытие ущерба, причиненного скачками напряжения.

Тем не менее, гораздо лучше предотвратить повреждение от молнии, чем бороться с его последствиями.

Защитите свой дом, установив систему молниезащиты

Система молниезащиты (LPS) обеспечивает определенный путь, по которому может распространяться молния. Институт молниезащиты (LPI) объясняет, как работают LPS в этой инфографике. Сеть молниеотводов или молниеотводов на крыше подключена к серии токоотводов, которые переносят ток в сеть заземления.Таким образом, система надежно направляет разрушительную силу удара молнии в землю, не повреждая структуру вашего дома или офиса и его содержимое.

Молниезащита — это не проект «сделай сам» — обратитесь к специалисту по молниезащите, внесенному в список UL, для установки системы в соответствии с национальными стандартами безопасности.

Защитите свой дом и электронику от скачков напряжения

Электрические скачки от молнии могут проникнуть в здание по линиям электропередачи и вызвать электрический пожар, а также повредить электрическую систему вашего здания, ваши приборы и вашу бытовую электронику.

Обычные удлинители обеспечивают слабую защиту от перенапряжения. Для обеспечения наилучших мер защиты следует установить устройства защиты от перенапряжения (SPD), внесенные в список UL, для фильтрации и отвода вредных электрических разрядов. Большинство электроэнергетических компаний сдают в аренду или продают устройство защиты от перенапряжения для электросчетчика, чтобы «подавить» входящие перенапряжения; лицензированные электрики могут установить аналогичную защиту.

Для защиты ценной электроники, такой как компьютеры, домашние развлекательные центры, игровые системы и технологии умного дома, установите включенные в список UL ограничители перенапряжения и рассмотрите возможность отключения дорогостоящей электроники, когда вы знаете, что приближается шторм.

Защитите себя и свою семью с помощью мер предосторожности

  • Когда грянет гром, заходите в дом. Во время шторма лучше всего укрыться в доме или другом полностью закрытом здании. Внутри не стойте рядом с открытыми окнами, дверными проемами или металлическими трубами. Не разговаривайте по телефону и избегайте контакта с мелкой бытовой техникой, такой как тостеры и фены. Поскольку вода проводит электричество, держитесь подальше от водопровода, раковин, ванн и радиаторов отопления.
  • Если вы знаете, что приближается шторм, избегайте известных опасностей и опасных мест.Сюда входят области, где вы будете самым высоким объектом — например, поле для гольфа. Водоемы также привлекают молнии, поэтому избегайте озер, пляжей или открытых водоемов и ловите рыбу с лодки или причала. Никогда не катайтесь на тележках для гольфа, сельскохозяйственном оборудовании, мотоциклах или велосипедах во время грозы.
  • Если вы попали на улицу во время грозы, спрячьтесь в автомобиле с твердым покрытием или на низком участке, например, в туннеле или даже в пещере, если это необходимо. Держитесь подальше от заборов, изолированных деревьев и других проводящих объектов, таких как телефонные столбы, линии электропередач и трубопроводы.Они представляют опасность из-за возможной боковой вспышки, то есть напряжения от расположенного поблизости объекта, пораженного молнией.
  • Если вы оказались в открытом поле без ближайшего укрытия и у вас начали встать дыбом волосы, присядьте, положив руки на колени, и балансируйте на подушечках пальцев. Статическое электричество в ваших волосах указывает на то, что вот-вот ударит молния, и идея состоит в том, чтобы как можно меньше контактировать с землей. Никогда не ложитесь и не кладите руки на землю.

Следующие шаги: Для получения дополнительных советов по защите дома прочтите, как защититься от взлома.

Системы молниезащиты | DEHN США

Скачки — заниженный риск

Функция системы молниезащиты — защищать конструкции от пожара или механического разрушения, а также предотвращать ранения или даже гибель людей в зданиях. Общая система молниезащиты состоит из внешней молниезащиты (молниезащита / заземление) и внутренней молниезащиты (защита от перенапряжения).

Функции внешней системы молниезащиты

  • Перехват прямых ударов молнии через систему молниеприемника
  • Безопасный разряд молнии на землю через токоотвод
  • Распределение тока молнии в земле через систему заземления

Функции молниеприемника внутренняя система молниезащиты

  • Предотвращение опасного искрения в конструкции за счет выравнивания потенциалов или выдерживания разделительного расстояния между компонентами LPS и другими электропроводящими элементами

Уравнивание потенциалов молнии

Уравнивание потенциалов молнии уменьшает разность потенциалов, вызванную токами молнии.Это достигается соединением между собой всех изолированных проводящих частей установки с помощью проводов или устройств защиты от перенапряжения.

Элементы молниезащиты

Согласно стандарту EN / IEC 62305 система молниезащиты состоит из следующих элементов:

  • Система молниеприемника
  • Токоотвод
  • Система заземления
  • Разделительные расстояния
  • Уравнивание потенциалов молнии

Классы LPS

Классы LPS I, II, III и IV определены как набор строительных правил, основанных на соответствующем уровне молниезащиты (LPL).Каждый набор содержит правила построения, зависящие от уровня (например, радиус катящейся сферы, размер ячейки) и не зависящие от уровня (например, поперечные сечения, материалы).

Чтобы обеспечить постоянную доступность сложных систем данных и информационных технологий даже в случае прямого удара молнии, требуются дополнительные меры для защиты электронных устройств и систем от скачков напряжения.

Электрическое заземление, защита от перенапряжения и молнии

Обзор

Электрическое заземление — это часто неправильно понимаемый и неправильно реализованный компонент систем экологического мониторинга.Системы, в которых не используются компоненты электрического заземления, могут испытывать либо полный отказ системы, либо периодические проблемы, которые трудно диагностировать. Однако просто использовать заземляющие устройства недостаточно. Неправильная установка компонентов электрического заземления может вывести их из строя. Установка системы с надлежащим заземляющим оборудованием и соблюдение надлежащих инструкций по установке может сократить возможное время простоя, а также дорогостоящий ремонт системной электроники.

Зачем нужна защита от заземления?

Большинство регистраторов данных и датчиков сделаны из тонких кремниевых чипов, таких как микропроцессоры и другие интегральные схемы.Это оборудование может быть легко повреждено переходными напряжениями, такими как скачки напряжения и скачки напряжения. Эти скачки и всплески могут привести к необратимым повреждениям, например, удару молнии поблизости электронику и провода. Они также могут вызывать небольшие скрытые отказы, которые разрушают оборудование и со временем вызывают необратимые повреждения. Эти небольшие скрытые сбои являются наиболее сложными для диагностики, потому что кажется, что электроника просто вышла из строя в один прекрасный день, тогда как на самом деле система была склонна к непрерывным периодическим скачкам и скачкам напряжения, постоянно ухудшающим ее производительность.

Применение надлежащих методов заземления не только защищает от разрушительных скачков и скачков напряжения, но, что более важно, предохраняет систему от негативных последствий скрытых системных сбоев.

Что вызывает скачки напряжения и скачки напряжения?

Скачки и пики напряжения, которые повреждают схемы регистраторов данных и датчиков, проходят через самую простую точку доступа: кабели, которые входят в регистратор данных и выходят из него. Эти кабели могут быть проводами, передающими сигналы датчиков, или коаксиальным радиочастотным кабелем, или телефонными проводами, обеспечивающими телеметрическую связь.Эти скачки напряжения и скачки напряжения чаще всего вызываются:

1. Молния
2. Другие электрические системы
3. Электростатический разряд (ESD)

Молния

Молния — это наиболее часто встречающийся скачок или скачок напряжения, приводящий к повреждению. электронные устройства.

Молния может повредить систему двумя способами: прямым ударом или переходными скачками напряжения, которые распространяются от прямого удара в близлежащие области. Ничто не может предотвратить повреждение от прямого удара молнии.При установке систем в местах, подверженных ударам молнии, или там, где телеметрические столбы или антенны расположены на более высоком уровне, чем их окружение, следует устанавливать громоотводы. Громоотводы не притягивают молнию; они просто отводят удары молнии от прямого повреждения близлежащих участков. Тогда устройства защиты от перенапряжения могут защитить от разрушительных скачков напряжения, возникающих при прямом ударе. Как и все устройства защиты от перенапряжения, молниеотводы должны быть правильно заземлены, чтобы быть эффективными. Более подробная информация представлена ​​ниже в разделе «Установка».

Удар молнии может показаться редкостью, но он встречается чаще, чем можно было бы подумать. Повреждения от ударов молнии, проходящих по телефонным линиям или коаксиальным радиочастотным кабелям, возникают часто и разрушают регистраторы данных, датчики и телеметрические модемы. Кроме того, скачки напряжения могут вызвать скрытые неожиданные сбои, которые впоследствии выйдут из строя.

Другие электрические системы

Скачки могут происходить внутри здания или объекта от таких вещей, как факсы, копировальные аппараты, кондиционеры, лифты и / или двигатели / насосы, и это лишь некоторые из них.Эти устройства обычно работают от высоких напряжений переменного тока. Лучше всего держать оборудование для регистрации данных об окружающей среде, включая кабели датчиков, подальше от таких устройств, поскольку сигналы, генерируемые электродвигателями, вызывают большие шумы в сигнале.

Электростатический разряд (ESD)

Электростатический разряд, называемый ESD, возникает в результате трения двух непроводящих материалов друг о друга. Это заставляет электроны переходить от одного непроводящего материала к другому. Электростатический разряд — это шок, вызванный прикосновением к дверной ручке после перемещения по ковру.Этот электростатический разряд обычно превышает 10 кВ (10 000 вольт) и может серьезно повредить чувствительную электронику. Большинство, если не все, регистраторы данных и датчики, представленные сегодня на рынке, имеют встроенную защиту от электростатического разряда для защиты при обращении с ними. Кроме того, редко приходится обращаться с печатной платой напрямую при установке и обслуживании системы регистрации данных об окружающей среде. Однако всегда следует проявлять осторожность при обращении с электронными схемами, чтобы избежать разряда. Этого можно достичь, используя заземляющий браслет, прикоснувшись к металлическому объекту, чтобы разрядить накопившиеся электроны перед работой со схемами, и избегая работы на ковре при работе с печатными платами.

Как работают устройства защиты от импульсных перенапряжений (SPD)

Устройства защиты от молний и перенапряжений работают, направляя скачки и скачки напряжения в сторону от электрических компонентов, которые они защищают, и рассеивая их на поверхность заземления, такую ​​как земля или медная труба внутри здания. Таким образом, каждая система заземления состоит из двух основных компонентов: устройства защиты, которое направляет повреждающие сигналы, и заземляющего соединения, на которое направляются сигналы. Важно, чтобы оба компонента были на месте и использовались надлежащим образом.Одно без другого или одно правильно реализованное с неправильным выполнением другого — это то же самое, что полное отсутствие системы защиты от перенапряжения.

Типы устройств защиты

Существует несколько областей защиты устройств мониторинга окружающей среды, таких как:

— Входящая мощность от батареи или источника постоянного напряжения
— Защита от перенапряжения переменного тока
— Кабели беспроводной передачи, такие как коаксиальные кабели, используемые для радио-, сотовой или спутниковой телеметрии
— Телефонные линии при использовании стационарной телефонной телеметрии
— Защита входа датчика

Защита линии питания

Предохранители обычно являются одноразовыми устройствами, которые защищают от напряжения или токовые перегрузки, а также короткие замыкания от источника питания системы экологического мониторинга.Предохранители состоят из корпуса, содержащего металлическую проволоку, которая плавится при нагревании заданным электрическим током, называемым отключающей способностью. Это предотвращает попадание скачка напряжения на чувствительную электронику, к которой подключен предохранитель.

Предохранители следует выбирать на основе:

— Номинальная отключающая способность, которую для любого предохранителя следует выбирать чуть выше максимального ожидаемого тока системы
— Уровень напряжения системы и номинальное напряжение предохранителя
— Упаковка предохранителей.Предохранители бывают разных стандартных размеров и типов, например стеклянные картриджи, вставные и т. Д. Выберите упаковку, которая поддерживается вашим оборудованием.

Существуют другие предохранители типа предохранителей, такие как автоматические выключатели или сбрасываемые предохранители, но они обычно не используются. Автоматические выключатели лучше подходят для больших токов, как в сети переменного тока, в отличие от напряжений постоянного тока в системах окружающей среды. Восстанавливаемые предохранители в несколько раз дороже стандартных предохранителей, которые широко используются в системах мониторинга окружающей среды.

Устройства защиты от перенапряжения переменного тока

Устройство защиты от перенапряжения переменного тока ограничит влияние скачков напряжения в линиях электропередачи переменного тока на дорогостоящее контрольно-измерительное оборудование. Устройство защиты от перенапряжения переменного тока может быть таким же простым, как приобретенное в универмагах для использования в домашних условиях. Обратите внимание, что блоки питания намного шире, чем простой кабель питания переменного тока, и могут покрывать более одного слота на типичном сетевом фильтре.

Защита также может быть получена от источников питания переменного тока в постоянный или зарядных устройств переменного тока.Источники питания переменного тока в постоянный бывают двух видов: импульсные и преобразующие. Импульсные источники питания небольшие, легкие и недорогие, поскольку в них используются интегральные схемы для преобразования переменного тока в постоянный. Преобразовательные источники питания обычно более громоздкие, тяжелые и более дорогие, чем импульсные источники питания, поскольку они используют большую катушку провода, называемую трансформатором, для преобразования переменного тока в постоянный ток. Однако блоки питания-трансформеры обычно более прочные и обеспечивают хорошую защиту систем мониторинга.Если мощность переменного тока резко возрастет, это приведет к повреждению подключенного к нему оборудования, но преобразующий источник питания выйдет из строя и повредит только себя, защищая оборудование, которое он питает. С другой стороны, импульсный источник питания, если он не указан в спецификации, может посылать повреждающее напряжение на систему, которую он питает.

Примечание. При покупке устройства защиты от перенапряжения переменного тока оно должно соответствовать стандарту UL 1449. Этот рейтинг присваивается лабораторией андеррайтеров и означает, что устройство было протестировано на защиту от перенапряжения.Это также указывает на то, что устройство соответствует стандартам теплового предохранителя 1998 года, что означает, что оно будет отключать питание во время сильных скачков напряжения, в конечном итоге не давая ему загореться.

Защита беспроводной телеметрии

Существует несколько видов устройств для защиты беспроводной телеметрии от радио, сотовых или спутниковых сигналов. К ним относятся:

— Ограничители воздушного зазора
— Газоразрядные трубки
— Изоляторы питания

Примечание. При выборе любого устройства беспроводной защиты убедитесь, что устройство рассчитано на диапазон частот, в котором работает ваше беспроводное устройство.Например, безлицензионное радио с расширенным спектром может работать в диапазоне от 902 МГц до 928 МГц. Следовательно, с этой системой следует использовать устройство беспроводной защиты, используемое с этой телеметрией.

Грозовые разрядники с воздушным зазором являются наименее дорогими и наименее защищенными из устройств беспроводной телеметрической защиты. Первоначально разработанные для защиты старых ламповых телевизоров, эти устройства не обеспечивают достаточной защиты для устройств на базе микропроцессоров, используемых сегодня. Они лучше, чем отсутствие защиты вообще, но не так надежны и не так хорошо спроектированы для защиты от скачков и скачков напряжения, как другие средства защиты беспроводной телеметрии.

Газоразрядные трубки обычно являются следующими наименее дорогими. Они защищают оборудование от скачков в высоких частотах и ​​являются наиболее распространенной защитой для оборудования беспроводной передачи.

Изоляторы питания намного дороже, но обеспечивают наиболее эффективную защиту. В изоляторах питания используется особый вид феррита для передачи высокочастотных беспроводных сигналов через магнитное поле вместо физического соединения.

Защита телефонной линии

В соответствии с Национальным электротехническим кодексом (статья 800-32) все устройства защиты от перенапряжения, подключенные к линиям наземной телефонной связи, должны быть протестированы и внесены в списки UL.Установка определенных защитных устройств, не включенных в перечень, может противоречить местным, государственным и / или национальным строительным нормам. Установка устройства защиты стационарного телефона, не включенного в список UL, может повлечь за собой ответственность установщика в случае пожара.

Защита телефонной линии от перенапряжения необходима для любой системы мониторинга телефонной телеметрии. Хотя это может показаться ненужным, поскольку телефоны обычно не имеют внешней защиты от перенапряжения, модемы более подвержены скачкам напряжения, чем телефоны. В модемах более тонкая электроника, и они обычно подключаются к дорогостоящему оборудованию.Повреждающий скачок напряжения через модем может и потенциально может повредить электронику, к которой он подключен.

Установка

Как упоминалось ранее, подключение к заземляющей пластине так же важно, как и само устройство защиты от перенапряжения. Для работоспособной системы электрического заземления требуется соблюдение надлежащих методов установки и подключение к соответствующим плоскостям заземления.

Выбор материала заземления

Любая система заземления после защитного устройства состоит из трех основных частей: плоскости заземления, заземляющего провода и соединения между ними.

Плоскость заземления:

1. Лучшие плоскости заземления:
a. Вбитые в землю стержни заземления с медным или медным покрытием
b. Медные водопроводные трубы или другие строительные площадки, такие как металлический каркас
c. Металлические корпуса и корпуса (которые, в свою очередь, должны быть заземлены)

2. Заземляющие стержни должны быть из меди или оцинкованной стали и иметь минимальный диаметр 5/8 дюйма.

3. Алюминий не следует использовать при непосредственном закапывании почвы в качестве заземляющего стержня, поскольку щелочность почвы вытравливает металл.Это вызывает отключение и увеличение сопротивления между системой заземления и заземлением.

Заземляющий провод:

1. Для прокладки заземляющего провода используйте провода большого сечения (10 AWG или больше). Это важно, поскольку более толстый сечение провода вместе с коротким кабелем обеспечивает меньшее сопротивление заземляющего провода, сводя к минимуму падение напряжения во время скачков напряжения.

2. Кабель может быть одножильным или многожильным (при условии, что он достаточно толстый).Провод может быть как неизолированным, так и изолированным.

Связь между ними:

1. Следует избегать использования разнородных металлов для подключения устройства защиты от перенапряжения к плоскости заземления. Со временем соединение может изнашиваться и вызывать нежелательные эффекты в системе заземления, так как соединение будет ухудшаться из-за окисленных слоев, которые образуются между ними.

2. Заземляющие провода должны быть прикреплены к заземляющей плоскости (например, заземляющему стержню или медным водопроводным трубам) с помощью заземляющих зажимов.Обязательно выберите зажим, соответствующий размеру стержня или трубы.

3. И медь, и алюминий одобрены UL для использования в системах защиты заземления. Однако медь лучше проводит электричество и может использоваться в меньших калибрах.

Рекомендации по правильной установке:

1. Не допускайте резких перегибов проводов защиты от перенапряжения во время заделки. Предложите прямой путь к земле.
2. Делайте провода защиты от перенапряжения как можно короче, чтобы повысить эффективность и время отклика.
3. Держите устройство защиты от перенапряжения на расстоянии нескольких футов от защищаемого оборудования, чтобы обеспечить достаточное время отклика для подавления переходного напряжения.
4. Убедитесь, что все системы подключаются к одной и той же точке заземления только один раз. Несколько путей к плану заземления создают в системе разные потенциалы напряжения, что может привести к переходным скачкам напряжения. Это просто означает, что для заземления вбейте в землю только один медный стержень.

Ссылки

http://www.ul.com/consumers/surge.html
http://www.isa.org/
http://www.littelfuse.com/data/en/Product_Catalogs/EC101-J_V052505.pdf
http://www.ul.com/lightning/

REV : 13G18

SineUP | Защита от грозовых перенапряжений | Продукты и услуги

Панель управления Молниезащита

Защита от грозовых разрядов источника питания
Устройство защиты от грозовых перенапряжений типа 2 устанавливается на входе и выходе блока питания (120 В переменного тока) и выходе (24 В постоянного тока). Он имеет схему частотной характеристики для фильтрации пика тока, индуцированного молнией, и EMI / RFI в линии электропередачи.Устройство фильтрует остаточное напряжение, оставшееся от устройства Main Panel Type 1. Блок поставляется в корпусе NEMA4 для установки внутри помещения. Он имеет удаленные светодиодные индикаторы для каждой фазы, которые установлены на панели управления. В стандартную комплектацию блока входит кабель с сухим релейным контактом, который можно подключить к системе SCADA. Это позволяет удаленно контролировать целостность агрегатов.
Загрузить брошюру по устройствам защиты от перенапряжения TS2 SineUp.

Защита от грозовых разрядов токовой петли
A Устройство защиты от перенапряжения токовой петли, 4-20 мА, 24 В постоянного тока, тип 1 используется для защиты цепей управления ПЛК, контролирующих с помощью датчика уровня в резервуаре.К медной паре проложен экранированный провод.