Расчет молниезащиты

Типы конструкций молниеотводов

Наша компания предлагает различные модели защитного электрооборудования. В каталоге представлены молниеотводы:

Одностержневые – выполнены в виде заостренного сверху стержня или мачты. Стержневая молниезащита устанавливается непосредственно на здание в высшей его точке либо рядом с ним на некотором удалении, не превышающем радиус зоны молниезащиты. 

Двухстержневые, выполненные с одинаковой или различной высотой, — устанавливаются на противоположных концах зданий либо с максимально возможным удалением друг от друга, но при этом создающие неразрывную зону молниезащитывытянутого контура.

Многократные стержневые – используются для создания плотной зоны молниезащитысложной формы на больших площадях, выделенных под малоэтажную застройку.

Одиночные тросовые – из многожильного металлического троса, натянутого вдоль здания или линии электропередачи по высшим точкам конструкции и закрепленного на опорах, соединенных с заземлением посредством токоотводов. Тросовая молниезащита обеспечивает безопасность объектов большой протяженности.

Многократные тросовые – выполнены в виде сетки, изготовленной из металлических тросов. Предварительный расчет зон молниезащитыдает показатель расстояния между параллельными тросами, образующими сетку. В местах пересечения граней ячеек используется сварка для обеспечения надежного соединения жил, препятствующего образованию искры. Сетка размещается поверх верхней плоскости объекта, надежно фиксируется и подключается через токоотводы к системе заземления.

Различают два типа грозозащиты:

• Пассивная молниезащита – система, принимающая на себя прямой удар молнии во время разряда.
• Активная молниезащита – приспособление, провоцирующее электрический разряд в себя. Осуществляется посредством инициации процесса ионизации воздуха при росте потенциалов напряжения, возникающего перед началом появления молнии.

Устройство заземления молниезащиты

Заземляющие контуры располагаются на расстоянии не менее 1 метра от самого объекта, дорожек и прочих мест частого появления людей. Данное требование позволяет избежать шагового напряжения, возникающего в процессе растекания заряда по грунту.

При наличии у объекта массивного железобетонного фундамента, заземление должно располагаться еще дальше, а внутри здания устанавливаются грозоразрядники, защищающие электронную аппаратуру. Это требование обязательно для выполнения, поскольку часть заряда молнии попадает на фундамент и другие элементы, контактирующие с ним – инженерные сети, корпуса оборудования.

Основным показателем заземления является его сопротивление. Если используются два отдельных контура, они соединяются между собой стальными проводниками при помощи сварки. Показатель сопротивления контура должен быть минимальным, чтобы ток мог легко уходить в землю. Если удельное сопротивление грунта 500 Ом, то нормативное сопротивление заземлителя составит 10 Ом. При более высоких сопротивлениях грунта для вычислений применяется формула: Rз = 10 + 0,0022 (ρ – 500) Ом, где Rз – сопротивление заземлителя, ρ – показатель удельного сопротивления грунта.

Нормативные значения можно получить путем замены грунта. Старый грунт убирается, а в яму или траншею закладывается земля с другими параметрами и характеристиками. После этого в обновленном грунте выполняется монтаж заземления. В другом случае в грунт добавляются химические реагенты, способные изменить его показатели в нужную сторону.

После того как заземление установлено, в дальнейшем проводятся регулярные замеры его сопротивления. Если его показатели выходят за пределы нормативного диапазона, следует выполнить установку дополнительного штыря или заменить несоответствующий элемент

Особое внимание обращается на соединения между всеми компонентами заземляющего устройства

Молниезащита зданий и сооружений

Впервые столкнувшись с необходимостью установить молниезащиту на своем строении, многие задаются вопросами:

• Что применяется для обеспечения молниезащиты?
• Чем обеспечить молниезащиту?
• Как организовать молниезащиту

Все сводится к одному рациональному алгоритму действий:

• проектирование системы молниезащиты;
• подбор необходимых элементов для организации (согласно указанию проекта);
• монтаж системы молниезащиты.

Для реализации этих решений можно обратиться к нашим специалистам ООО «ТерраЦинк», которые решат эти вопросы от нулевого уровня, до логического завершения. Сделают Вам молниезащиту «под ключ».

Молниезащита зданий и сооружений состоит из: молниеприемника (молниеприемная мачта) и токоотвода (оцинкованный круг или полоса).

Молниеприемный стержень принимает разряд молнии и передает по токоотводу заземляющему устройству.

Система молниезащиты жилого строения отличается от промышленного объекта, при том не только масштабностью молниезащиты, но и составляющими элементами.

Возможность ознакомиться с актуальным каталогом продукции компании ТерраЦинк. В каталоге Вы найдете все необходимые элементы молниезащиты и заземления с кратким описанием и важными характеристиками. Перейти в каталог: продукция ООО «ТерраЦинк»

Возможность ознакомиться с актуальным каталогом продукции компании ТерраЦинк, на странице сайта с подробным описанием всех элементов молниезащиты. Все элементы кликабельны, что дает возможность ознакомиться с подробным описанием и техническими характеристиками выбранного элемента. Перейти в каталог: молниезащита

Возможность ознакомиться с актуальным каталогом продукции компании ТерраЦинк, на странице сайта с подробным описанием всех элементов молниезащиты. В ближайшее время над станицей будет проведена работа и появится подробное описание каждого элемента заземления. Перейти в каталог: заземление

Расчет высоты молниеотвода

Расчетное значение высоты одиночного стержневого молниеотвода будет определяться его зоной ответственности. Планируемая площадь зоны, практически, 100%-ой защиты территории от прямого удара молнии позволяет рассчитать примерную высоту молниеприемника. Здесь можно руководствоваться простым правилом. Расстояние по вертикали от воображаемой вершины токоприемника до земли равно радиусу окружности с центром в месте пересечения этой вертикали с землей. Помещая центр круга в определенную точку, можно одновременно определить наиболее правильное место установки и высоту громоотвода. Таким образом, геометрически зона защиты представляет конус, вершина которого расположена в верхней точке громоотвода. На практике, охраняемая площадь ограничивается радиусом кругового охвата, равной полуторной высоте конуса – в этом случае степень защиты составляет 95%.

В ряде случаев, при вытянутых в длину постройках, целесообразно устанавливать дополнительные штыревые громоотводы или применять тросовые конструкции. При расчете высоты молниеотвода учитываются все выступающие конструктивные элементы дома, в частности, печные трубы, газовые вытяжки, антенны, флюгера и другие особенности. По месту расположения и высоте — громоотвод должен перекрывать своим конусом самую высокую часть строения.

Вы можете заказать онлайн расчет высоты молниеотвода указав ваше имя и контактный номер телефона или позвонить консультанту по телефону 2. Кроме того, вы сможете воспользоваться удобным калькулятором: в онлайн режиме выполнить расчет стоимости систем грозозащиты любого здания. Для этого необходимо ввести его размеры (длина, ширина, высота в метрах), а также вид материала проводника (медь или сталь). При сложной конструкции дома, в случае многоуровневой крыши и обширных размерах строения самостоятельно выполнить грамотный расчет высоты молниеприемника крайне затруднительно. Только специалисты смогут учесть все особенности – выполнят проектирование и монтаж молниезащиты под ключ с многолетней гарантией. Имея за плечами многолетний опыт работы, выполнив сотни проектов, в числе которых Храм Василия Блаженного, надежно защитит вашу недвижимость от удара молнии.

Заземляющее устройство

Заземляющая конструкция для молниезащиты рассчитывается исходя из требования достижения надежного контакта с грунтом, обеспечивающего идеальные условия для растекания токового разряда в землю.

Расчету этой части молниезащиты нужно уделить особое внимание, поскольку без надежного заземления все остальные элементы защитной системы теряют свою функциональность. Перед расчетом заземляющего контура молниезащиты необходимо отметить, что его конструкция изготавливается из вертикально забиваемых в землю толстых металлических штырей, труб или стальных профилей (швеллеров)

Перед расчетом заземляющего контура молниезащиты необходимо отметить, что его конструкция изготавливается из вертикально забиваемых в землю толстых металлических штырей, труб или стальных профилей (швеллеров).

Их длина и сечение определяются расчетным путем исходя из требований создания идеальных условий для стекания тока разряда молнии в землю.

Помимо этого, к расчетным элементам заземления относятся и стальные перемычки, объединяющие вбитые в землю стержни в единый контур и соединяемые методом сварки. Их расчетными параметрами являются длина и сечение, а также марка стали, которые обеспечивают требуемое сопротивление растекания.

В следующем разделе приводится пример расчета системы защиты от поражения молниевым разрядом.

Расчет — начало хорошей молниезащиты

Расчет, иными словами разработка или проектирование, молниеотвода — важное и ответственное дело. Расчет молниезащиты — это выработка мер, плана действий в результате выполнения которых, смонтированная система перехватит молнию и не допустит пожара или повреждения дома, спасет жизни близких людей

Расчет громоотвода нужен для того, чтобы вся система правильно и хорошо работала, эстетично выглядела, долго служила и стоила недорого. Разработка грозозащиты складывается из огромного количества частей: расчет (анализ) защищенности от ударов молнии, правильное планирование мест прокладки проводников по кровле, спусков по стенам или водосточным трубам, выбор конфигурации и места выполнения заземления молниеотвода, как именно и где будет располагаться ввод заземляющего проводника в дом, выбор материалов из которых будет выполнены детали молниезащиты, толщины и сечения молниеприемников, круглых проводников, полосы заземления, какого типа и производителя будет установлено УЗИП и т.д. Всех деталей и особенностей не перечесть. Расчетом молниезащиты должен заниматься специалист. компании Амнис.

Расчет элементов заземляющего устройства

Определение параметров проводников, используемых в конструкции любого заземлителя, проводится с учетом следующих соображений:

• Длина металлических стержней или штырей в значительной мере определяет эффективность всей системы защитного заземления.
• Большое значение имеет и протяженность элементов металлических связей.
• От линейных размеров этих конструктивных составляющих зависят расход материала, а также суммарные затраты на обустройство ЗУ.
• Сопротивление вертикально забиваемых электродов в первую очередь определяется длиной.
• Их поперечные размеры не оказывают существенного влияния на качество и эффективность обустраиваемой защиты.

Помимо этого всегда нужно помнить о «золотом» правиле, согласно которому чем больше металлических заготовок предусмотрено в схеме – тем лучше характеристики безопасности контура.

Схема установки одиночного вертикального заземлителя

Также следует учесть, что мероприятия по организации заземления нельзя назвать легким занятием. При большом количестве составляющих системы увеличиваются объемы земляных работ. А решение вопроса о том, каким конкретно способом улучшать качество заземления (за счет длины или количества электродов) остается за самим исполнителем.

В любом случае при обустройстве ЗУ произвольного типа рекомендуется придерживаться следующих правил:

1. стержни необходимо вбивать до отметки, находящейся ниже уровня промерзания почвы минимум на 50 сантиметров;
2. такое их расположение позволит учесть сезонные факторы и исключить их влияние на работоспособность защитной системы;
3. расстояние между вертикально вбитыми элементами зависит от формы выбранной конструкции и длины самих стержней.

Для корректного выбора этого показателя рекомендуется воспользоваться справочными таблицами.

Таблица определения параметров заземлителей

С целью сокращения объема предстоящих расчетов (их упрощения) сначала желательно определить величину сопротивления стеканию токов КЗ для одиночного стержня.

С учетом влияния, оказываемого на искомую величину горизонтальными элементами конструкции, сопротивление для вертикальных штырей вычисляется по следующей формуле:

Если монтируемое ЗУ обустраивается в разнородном грунте (другое его название – двухслойный), удельное сопротивление можно определить так:

где Ψ – это так называемый «сезонный» коэффициент;

ρ1 и ρ2– удельные сопротивления слоев почвы (верхней и нижней прослойки соответственно), учитываемые при расчетах в Омах на•метр;

Н – толщина слоя грунта в метрах, расположенного в верхней части земляного покрова;

t – заглубление вертикальных штырей или стержней (оно соответствует глубине подготовленной траншеи), равное 0,7 метрам.

Достаточное для получения эффективного заземления число стержней (горизонтальные составляющие пока не учитываются) определяется так:

где Rн – это нормируемое ПТЭЭП сопротивление растеканию.

С учетом горизонтальных элементов ЗУ формула для определения количества вертикальных штырей принимает такой вид:

где под ηв понимается коэффициент использования конструкции, указывающий на взаимное влияние токов стекания различных единичных элементов друг на друга.

При уменьшении шага монтажа этих элементов защитного контура его общее сопротивление растеканию тока заметно увеличивается. Число элементов заземляющего сооружения, полученное по результатам описанных выкладок, следует округлить до большего значения.

Расчеты заземления онлайн удается автоматизировать, если воспользоваться разработанным для этого специальным онлайн калькулятором на нашем ресурсе.

Методика расчета молниезащиты

Охватить тему в полной мере невозможно, так как в зависимости от выбранного молниеотвода используются различные системы расчета.

Лишь в качестве примера мы вам расскажем, как происходит расчет стержневого молниеотвода одиночного. Стоит заметить, что зона его безопасности имеет форму конуса. Соответственно, здесь основными будут два параметра – высота этого конуса и его радиус на земле.

h0=0,85h

r0=(1,1-2*10-3h)h

rх=(1,1-2*10-3h)(h-1,2hх)

Где:

h0 – высота конуса;

r0 – радиус конуса;

hх – горизонтальное сечение на высоте здания и его радиус ;

rх – высота здания.

Наконец, в заключении хочется добавить, что в интернете сейчас возможно найти специальные программы, которые способны самостоятельно рассчитать все необходимые параметры. Для удобства использования существует возможность создания файла DXF, для последующей работы в программах CAD.

Обратите внимание, что если вы сомневаетесь в собственных силах, и никогда раньше не имели дела с подобными расчетами, вам лучше перепоручить это дело профессионалам. Ведь ошибка в этом случае может стоить слишком дорого. Потому и экономия в данном случае неуместна

Потому и экономия в данном случае неуместна.

ElectriCS Storm

Является серьезной программой для расчета заземляющего устройства, поможет также вычислить параметры молниезащиты и электромагнитной совместимости. Имеет достаточно развернутый функционал вычислений и получаемых в результате данных об объектах. С ее помощью можно узнать распределение потенциала по заземлению при коротких замыканиях, поле шагового напряжения в аварийной ситуации и другие величины.

Диаграмма распределения напряженности при КЗ

В отличии от предыдущих вариантов ElectriCS Storm не подойдет для использования новичками. Для работы в ней понадобятся не только базовые знания в области электротехники, но и навыки их применения в Автокаде с трехмерным моделированием. Что актуально для профессиональных проектировщиков, занимающихся строительством подстанций, котельных, насосных, КТП и других объектов с мощным оборудованием и разветвленным защитным контуром.

Пример моделирования ElectriCS Storm

К недостаткам этой программы относится довольно высокая плата, которую пользователи должны внести за ключ активации или более расширенную версию с поддержкой определенных модулей и обновлений.

Купить такое ПО можно на официальное сайте: https://csoft.shop/catalog/soft/electrics-storm.html

Весомы ли основания для дискриминации зон защиты?

Проектировщики не случайно используют в своей практике только одиночные и двойные молниеотводы. Для более сложных систем молниеотводов зоны защиты попросту не существуют. Это очень большой недостаток, потому что использование многократных молниеотводов позволяет добиться требуемой надежности защиты при существенно меньшей их высоте, а следовательно, и при меньшей вероятности возбуждения сильных электромагнитных наводок от тока молнии..

Разумно на время забыть о происхождении и достоверности зон защиты, чтобы рассмотреть проблемы, с которыми столкнется использующий их проектировщик. Начинать надо с чисто формального момента. Номенклатура зон защиты крайне ограничена. В стандарте МЭК 62305 зоны защиты представлены только для одиночного стержневого молниеотвода. В российских нормативных документах положение несколько лучше, но и там выбор ограничен зонами одиночных и двойных стержневых и тросовых молниеотводов, обязательно однотипных. Рекомендации в РД-34.21.122-87 по построению зон защиты многократных молниеотводов ничем не обоснованы, кроме личной убежденности авторов документа.

Полностью лишены смысла и предстаставленные там зоны защиты молниеотводов высотой более 150 м. Кроме фактической ошибки в расчетных формулах нормативного документа следует иметь в виду, что высотные (> 200 м) сооружения в основном поражаются восходящими молниями, для которых представления о процессе ориентировки лишены физического смысла. Что же касается документа СО-153.34.21.122-2003, то в нем нет зон защиты даже для двойных молниеотводов разной высоты. При таком скудном наборе большинство практических ситуаций оказывается невоспроизводимым, особенно когда дело касается использования естественных молниеотводов. Их конфигурация может быть самой различной. Приходится забыть о коллективном действии молниеотводов и в лучшем случае рассматривать их попарно. К чему это приводит, дает представление рис. 6. У резервуара радиусом 100 и высотой 27,5 м. 4 стержневых молниеотвода высотой по 40 м.. Там же нанесены попарно построенные их зоны защиты. Резервуар не входит в объем зон и потому должен считаться незащищенным, хотя на самом деле молниеотводы очень неплохо ограничивают прямые удары молнии, обеспечивая надежность защиты на уровне 0,99…

Рис. 5

В эффективности многократных молниеотводов позволяют убедиться и результаты компьютерных расчетов на рис. 7, где представлены зависимости надежности

Рис. 6 К оценке коллективного действия молниеотводов

защиты сооружения 50 х 50 м высотой 30 м от высоты различной системы молниеотводов, которые располагались с удалением 10 м. Легко убедиться, что при надежности защиты 0,99 переход от одиночного стержневого молниеотвода к системе из 4-х стержней позволяет уменьшить их высоту почти в 3 раза, Если учесть, что стоимость сооружения приблизительно пропорциональна кубу его высоты, переход к многократным молниеотводам обещает вполне реальную экономию капитальных вложений в молниезащиту. Но в настоящее время такая экономия далеко не самое главное.

Принимая на себя удар молнии, молниеотвод практически не меняет ее тока, а следовательно, и электромагнитного поля, возбуждающего опасные наводки на современную микроэлектронику защищаемого объекта. Радиус стягивания молний пропорционален квадрату высоты стержневого молниеотвода. Вот почему крайне нежелательны одиночные высотные молниеотводы. Притягивая к себе разряды молнии, они становятся источником частых электромагнитных наводок. Во многих случаях это совершенно недопустимо. Чтобы избежать подобного принудительного стягивания молний к защищаемому объекту, нужно заменить одиночные высотные молниеотводы системой многократных молниеотводов существенно меньшей высоты. Зоны защиты совершенно не годятся для этой цели. Они попросту не существуют для системы, в которой больше двух молниеотводов.

Молниеотвод и спуск

Что касается первой составляющей молниезащиты (молниеприемника) – требованиями ПУЭ предусматривается, чтобы он располагался в самой верхней точке защищаемого строения.

Для стандартных конструкций штыревого класса место размещения этого элемента выбирается исходя из того, чтобы заостренный конец его пики находился на 2-3 метра выше плоскости или конька крыши.

При наличии на защищаемом объекте нескольких штыревых молниеприемников согласно общепринятой методике обязательно просчитывается расстояние между соседними молниеотводами.

В случае использования тросового или сеточного молниеприемника для соответствующих элементов молниезащиты проводят расчеты либо основные параметры троса (длина и сечение), либо размеры отдельной ячейки сетки.

Токоотвод необходим для перенаправления электрического разряда, принятого молниеприемником, в направлении заземляющего устройства. С одной стороны он подсоединяется к «уловителю» молний, а с другой – к конструкции заземлителя.

Его основными расчетными величинами являются материал отводящей ленты, ее длина и сечение, обеспечивающие наименьшее электрическое сопротивление отводящей цепочки.

С точки зрения расчета системы для достижения требуемого результата этот элемент должен изготавливаться из металлов с высокой электропроводностью и иметь достаточно большое сечение (обычно оно составляет 6-8 кв. мм).

Пример расчета молниезащиты здания

Высота здания – h_зд = 50 м;

ширина здания – S = 45 м;

длина здания – L = 45 м.

Здание относится к III категории опасности поражения молнией и устройств молниезащиты (рис. 10.8).

Ожидаемое количество N поражений молнией в год здания, не оборудованного молниезащитой, определяем по формуле

где S − ширина здания, м;

L − длина здания, м;

n = 4 – среднее число ударов молнии в месте расположения здания для г. Ростова-на-Дону.

N = ((45 + 6·50)(45 + 6 · 50) − 7,7 · 50 2 ) · 4 · 10 -6 = 0,4.

Рис. 10.8. Схема для расчета молниезащиты

Принимаем зону защиты Б.

Радиус зоны защиты по высоте здания (см. рис. 10.8)

м.

Для зоны защиты типа Б.

При известных значениях h_x и r_xсогласно п. 10.2.1 определяем высоту молниеотвода по формуле

h = (50,3 + 1,63 ∙ 50) / 1,5 = 87,9 м

Вывод: рассчитанная зона молниезащиты здания полностью соответствуют требованиям защиты объекта.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука

и эквивалентные уровни звука для наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест (извлечение из СН 2.2.4/2.1.8.562-96)

№ п/п	Вид трудовой деятельности, рабочее место	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука и эквивалентные уровни звука (в дБА)
31,5
Рабочие места в помещениях дирекции, проектно-конструктор- ских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин
Административно-управленческая деятельность, рабочие места в помещениях цехового управленческого аппарата, в рабочих комнатах конторских помещений, в лабораториях
Рабочие места в помещениях диспетчерской службы, кабинетах и помещениях наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону, в помещениях мастеров, в залах обработки информации на вычислительных машинах

Окончание прил. 1

Рабочие места за пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону, в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин

Выполнение всех видов работ (за исключением перечисленных в п.п. 1 – 4 и аналогичных им) на постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий

Подвижной состав железнодорожного транспорта

Рабочие места в кабинах машинистов тепловозов, электровозов, поездов метрополитена, дезель-поездов и автомотрис

Рабочие места в кабинах машинистов скоростных и пригородных поездов

Помещения для персонала вагонов поездов дальнего следования, служебные помещения рефрижераторных секций

Допустимые уровни звукового давления, уровни звука, эквивалентные

и максимальные уровни звука проникающего шума в помещениях жилых

и общественных зданий и шума на территории жилой застройки (извлечение из СН 2.2.4/2.1.8.562-96)

№п/п	Назначение помещений или территорий	Вре-мя суток	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука LAи эквивалент ные уровни звука LAэкв, дБА	Максимальные уровни звука LAмакс, дБА
31,5
Классные помещения, учебные кабинеты, учительские комнаты, аудитории школ и других учебных заведений, конференц-залы, читальные залы библиотек
Жилые комнаты квартир, жилые помещения домов отдыха, пансионатов	С 7 до 23 ч
С 23 до 7 ч
Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам	С 7 до 23 ч
С 23 до 7 ч

1 Допустимые уровни шума от внешних источников в помещениях устанавливаются при условии обеспечения нормативной вентиляцией помещений (для жилых помещений, палат, классов − при открытых форточках, фрамугах, узких створках окон).

2 Эквивалентные и максимальные уровни звука дБА для шума, создаваемого на территории средствами автомобильного, железнодорожного транспорта, в 2 м от ограждающих конструкций первого эшелона шумозащитных типов жилых зданий, зданий гостиниц, общежитий, обращены в сторону магистральных улиц общегородского и районного значения, железных дорог, допускается принимать на 10 дБА выше (поправка D = + 10 дБА) указанных в позиции 3 приложения 2.

3 Уровни звукового давления в октавных полосах частот в дБ, уровни звука и эквивалентные уровни звука­ в дБА для шума, создаваемого в помещениях и на территориях, прилегающих к зданиям, системами конди­ционирования воздуха, воздушного отопления и вентиляции и др. инженерно-технологическим оборудованием, следует принимать на 5 дБА ниже (поправка D = − 5 дБА), указанных в приложении 2.

4 Для тонального и импульсного шума следует принимать поправку − 5 дБА.

Основные компоненты защитных систем

Основным показателем защитных свойств является соотношение H/h, в котором числитель – расстояние от начала разряда молнии до земли, куда будет направлен этот разряд. Знаменатель представляет собой высоту самого молниеотвода. Методики расчетов и определение границ защитных зон различаются между собой, особенно, когда используются двойные или многократные конструкции молниеотводов.

Комплект оборудования, предназначенного для защиты зданий и сооружений, выполняет функцию улавливания естественных электрических разрядов, проведения и передачи их в грунт по специально проложенным путям и через заземляющий контур. Таким образом, обеспечивается защита материальных ценностей, предотвращается их повреждение и разрушение. Стандартный защитный комплекс состоит из следующих компонентов:

• Молниеприемник. Данный элемент самым первым принимает на себя электрический разряд. Эти устройства более известны под названием громоотводов или молниеотводов. Конструктивно они изготавливаются из заостренных металлических стержней, либо представляют собой мачту или трос, протянутый горизонтально вдоль конька и по периметру крыши.
• Токоотвод. Проводник из металла, закрепляемый на наружных стенах или на удалении от них, по которому осуществляется прохождение тока высокого напряжения, полученного при разряде молнии.
• Заземление. Изготавливается из металлических конструкций по различным схемам. Они заглубляются в грунт на основании точных инженерных расчетов. Соединенный с токоотводом, заземляющий контур передает разряд электричества в землю, и на этом нейтрализация удара молнии заканчивается.

Все элементы прочно соединяются между собой в результате, общая проводимость существенно повышается, возрастает эффективность всей системы.

Одиночный стержневой молниеотвод: расчет защитной зоны

Вертикальное сечение защитной зоны конструкции с одним стержнем выглядит в виде конуса, края которого образует ломаная линия.

Если высота h молниеотвода составляет менее 60 м, защитная зона в этом случае выстраивается в установленном порядке (рис. 1). От основания конструкции в обе стороны откладываются отрезки СА’ и СВ’, длина которых равна 0,75h. Конечные точки А’ и В’ откладываются в сторону вершины стержня О и здесь соединяются. На высоте 0,8h имеется точка О‘ соединяемая прямыми линиями с точками А и В отрезков СА и СВ, составляющих 1,5h.

Образованная линия BDO имеет ломаную конфигурацию. Поэтому, чтобы установить радиус защиты rx на всей протяженности hx, необходимо воспользоваться формулой:

• При высоте hx больше или равном нулю и меньше или равном 2/3h – rx=1,5(h – 1,25h_x);
• При высоте h_x больше чем 2/3h – rx=0,75(h – h_x).

Используя приведенные формулы с известными заданными значениями гх и hx оптимальная высота молниеотвода в каждом случае будет следующая:

• h_оп = (г_х + 1,9 h_x)/1,5;
• h_оп = (г_х + 0,75 h_x)/0,75.

Существует отдельный пример и порядок расчетов для конструкций, высота которых находится в диапазоне от 60 до 100 метров (рис. 2). Основным показателем является размер основания конуса на уровне грунта радиусом 90 метров. Для того чтобы определить радиус защиты на расстоянии hx необходимо использовать формулу rx=90(1 – 1,25hx/h), где hx больше или равно нулю и меньше или равно 2/3h. Если же рассчитанная высота hx превышает 2/3h, необходимо применить соотношение: rx=45(1 – hx/h).

Такие же методики существуют и для всех остальных типов молниеотводов. Они используются специалистами при составлении проектов систем молниезащиты. Облегчить расчеты домашним мастерам помогут специальный онлайн-калькулятор, который в разных вариантах можно легко найти в интернете.

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 молниезащиты

Защита от заноса высоких потенциалов

Опасность возникновения таких потенциалов существует на линиях электропередач в результате попадания в них молнии, либо вследствие возникновения электромагнитной индукции в непосредственной от них близости.

Проникая в дома, они могут стать причиной не только выхода из строя различных электробытовых приборов, но и представляют реальную угрозу для жизни человека. Чтобы предотвратить такую возможность обычно оборудуют заземление крюков на стенах и опорах.

При этом импульсное сопротивление не должно превышать по возможности 20 Ом. Самым лучшим вариантом является установка дополнительного заземления на ближайшей опоре к дому. Таким образом, здание можно сделать совершенно безвредным.