5.3. Категории устройств молниезащиты. Типы зон молниезащиты

Понятия молниезащиты и заземления

• Молниеприемные устройства, которые включают в себя специальные стержни и мачты.
• Проводники, необходимые для отвода тока в землю.
• Держатели проводников.
• Всевозможные элементы для подключения проводника к оборудованию.
• Специальные заземляющие устройства, предназначенные для рассеивания тока молнии непосредственно в самом грунте.
• Разнообразные элементы, которые используются для процесса монтажа системы.

Для каждого конкретного сооружения существует особая система молниезащиты. Выполнения данной задачи (установки) необходимо доверить только опытным профессионалам в этом направлении. Конфигурация данной системы должна строго соответствовать всем характеристикам и особенностям помещения. Уровень надежности оборудования должен согласовываться с органами государственного контроля. Для того чтобы снизить вероятность электрического пробоя, нужно по-особому расположить токоотводы. Между землей и точкой попадания молнии ток растекается по параллельным путям (их длина должна быть ограничена до минимума).

Технические мероприятия

Перечень необходимых технических мероприятий определяет допускающий совместно с производителем работ в соответствии с требованиями СНиП 12-03-99.

При осмотре и проверке состояния молниеприемников и токоотводов на крышах зданий и сооружений необходимо использовать пояса монтерские предохранительные. При недостаточной длине стропа пояса необходимо пользоваться страховочным канатом, предварительно закрепленным за конструкцию здания. При этом одно из лиц, проводящих испытания медленно опускает или натягивает страховочный канат. При проверке сварных соединений наружных токопроводов, конструкции молниеприемников инструмент (мо­лоток) необходимо привязывать во избежание падения. При приближении грозы все работы должны быть прекращены, бригада удалена с рабочего места.

Нормируемые величины

Защита от прямых ударов молний зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты к I категории должна выполняться отдельно стоящими стержневыми или тросовыми молниеотводам

Защита от прямых ударов молний зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты ко II и III категориям, с неметаллической кровлей должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на защищаемом объекте стержневыми или тросовыми молниеотводами.

При уклоне кровли не более 1:8 в качестве молниеотвода можно использовать молниеприемную сетку, выполненную из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм с шагом ячеек для II категории защиты не более 6х6 м и 12х12 м для II I проложены к заземлителям не реже, чем через 25 м по пе­риметру здания, располагать их следует не ближе 3 м от входов в здания и в местах недоступных прикосновению людей и животных. категории защиты. Токоотводы от метал­лической кровли или молниеприемной сетки должны быть

Во всех вышеизложенных случаях дополнительно в ка­честве естественных заземлителей систем молниезащиты следует использовать железобетонные фундаменты зданий.

Размеры молниеприемников, токоотводов и элементов заземлителей приведены в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1.

*Только для уравнивания потенциалов внутри зданий и для про­кладки наружных контуров на дне котлована по периметру здания Соединения молниеприемников с токоотводами и токоотводов с заземлителями должны выполняться сваркой, а при недопустимости огневых работ — болтовыми соединениями с переходным сопротивлением не более 0,05 Ом. Сварные швы не должны иметь трещин, прожогов, непроваров величиной более 10% длины шва, незаправленных кратеров и подрезов. Поверхность шва должна быть равномерно-чешуйчатой, без наплывов. Длина сварного шва должна быть: для конструкции круглых сечений не менее 6d (d—диаметр молниеприемника, токоотвода, заземли-теля), прямоугольных — 2 В, где В — ширина полосовой стали конструкций систем молниезащиты (п. 3.2 ВСН 164-82, ГОСТ 10434-82, СНиП Ш-33-76 раздел II).

Сопротивление заземления молниезщиты

Принцип действия громоотвода — перехват молнии и перенаправление разряда в землю для нейтрализации. Но эффективность всей системы зависит от величины сопротивления заземления молниезащиты, то есть от способности грунта поглощать электрический ток. Параметр измеряется в Ом, должен стремиться к нулю, однако, структура почв не позволяет достичь идеального значения.

Нормы для сопротивления заземления молниезащиты

В Инструкции по устройству молниезащиты РД регламентированы максимальные значения противодействия растеканию тока для различных категорий зданий и сооружений, с учетом удельного сопротивления грунта:

• I и II категория — 10 Ом;
• III категория — 20 Ом;
• Если электропроводность превышает 500 Ом*м — 40 Ом;
• Наружные установки — 50 Ом.

Сопротивление падает в 2-5 раз при увеличении силы тока молнии.

Качество заземления молниезащиты

Ключевой параметр — сопротивление заземления — зависит от конфигурации заземлителя и удельного сопротивления почвы. Для вычисления значения существует специальная формула. Но для готовых заземлителей задача значительно упрощается: производитель предоставляет заранее подсчитанный коэффициент, который достаточно умножить на удельное сопротивление грунта, чтобы получить искомое значение.

Удельное сопротивление для различных грунтов

Значение прежде всего зависит от влажности и состава почвы, плотности прилегания пластов, наличия кислот, солей и щелочей. Вычисляется путем проведения геологических изысканий. Это комплекс сложных мероприятий, поэтому при расчетах принято использовать справочные величины:

• Песчаный грунт, увлажненный поземными водами — 10-60 Ом*м;
• Песок сухой — 1500-4200 Ом*м;
• Бетон — 40-1000 Ом*м;
• Чернозем — 60 Ом*м;
• Глина — 20-60 Ом*м;
• Илистая почва — 30 Ом*м;
• Садовая земля — 40 Ом*м;
• Супесь — 150 Ом*м;
• Суглинок полутвердый — 100 Ом*м;
• Солончак — 20 Ом*м.

На практике сопротивление молниезащиты всегда будет ниже расчетного значения: при погружении электрода в землю значительно снижается удельное сопротивление из-за уплотнения и увлажнения почвы грунтовыми водами.

Требования к заземлителю

Согласно РД для заземления необходимо не менее трех электродов вертикального типа. Расстояние между ними — как минимум в два раза больше, чем глубина погружения. Кроме того, СО требует, чтобы расстояние от стен здания до электродов было не менее 1 метра.

Уменьшение сопротивления заземления

Поскольку удельное сопротивление почвы — величина относительно постоянная, для увеличения электропроводности необходимо изменять конфигурацию заземлителя: увеличивать площадь соприкосновения электродов с грунтом. Можно удлинить проводник или создать контур заземления: несколько отдельно стоящих электродов соединяются в единую сеть. В расчет берется сумма площадей.

Современные заземлители — эффективны и просты в установке. Электроды заглубляются до 30 метров. Благодаря этому удается значительно уменьшить общую площадь, компактно разместить заземлитель молниезащиты в условиях ограниченного пространства. Для монтажа не нужны специальные инструменты, штыри стыкуются между собой муфтой с резьбовым соединением. Медное покрытие электродов обеспечивает защиту от коррозии, увеличивая срок службы до 100 лет!

Измерение сопротивления заземления и периодичность проверок

Производятся с помощью специальных приборов (измерительных комплексов) по заданной схеме измерений в нескольким точках смонтированного контура молниезащиты. Данные показаний заносятся в специальную форму — протокол проверки сопротивлений заземлителей и  заземляющих устройств.

Замеры производят всегда по окончании монтажа системы молниезащиты и заземления, а также после выполнения ремонтных работ как на устройствах молниезащиты, так и на самих защищаемых объектах и вблизи них. Полученные данные заносят в акты (протоколы проверок), паспорта заземляющих устройств и журналы учета.

Примеры протоколов и паспортов можно посмотреть по этой ссылке.

Кроме внеочередных мероприятий существует регламент проведения измерения значений сопротивления, которые осуществляют для разных категорий зданий и сооружений с следующей периодичностью: для категории I II — 1 раз в год перед сезоном гроз, для III категории — не реже 1 раза в 3 года, для взрывоопасных объектов и производств — не реже 1 раза в год.

Важно использовать при этом приборы, поверенные должным образом, а также правильно выбрать точки измерений. Вот почему необходимо обращаться при этом в специализированные организации, которые имеют в своем распоряжении квалифицированный персонал и необходимые приборы, а также могут гарантировать вам качество работ на определенное время.

Компания «МЗК-Электро» предлагает квалифицированный монтаж заземления. Опытные специалисты проведут необходимые расчеты, подберут оптимальное по стоимости и эффективности решение для конкретного объекта. В работе используем сертифицированное оборудование от ведущих производителей. Доверьте проектирование громоотвода профессионалам — вы гарантированно получите надежную молниезащиту!

Монтаж устройств молниезащиты

Компания «Пожарная техника» обладает всем необходимым оборудованием для установки молниеотводов, которые будут надежно защищать людей и их имущество от грозовых электрических разрядов.

Устройства молниезащиты необходимы для того, чтобы защитить любое здание или строение от негативных последствий удара молнии – таких как пожар, который может нанести материальный ущерб или создать угрозу жизни и здоровью людей.

Нужно устройство молниезащиты?

Устройства молниезащиты должны устанавливаться только специалистами и обладать соответствующими техническими характеристиками.

Обязательным условием функционирования любого производственного здания является наличие устройств молниезащиты, так как это предусматривает защиту от негативных последствий при непогоде и грозе.

Основным устройством молниезащиты является молниеотвод, который защищает от проникновения электрических разрядов на территорию объекта во время грозы.

Следует отметить, что молниеотводы должны устанавливаться согласно проектной документации, а также располагаться только в подготовленных и специально оборудованных местах, чтобы эффективность работы элементов молниезащиты сохранялась в течение длительного времени.

Правильная установка молниеотводов – это основной аспект процесса молниезащиты.

Принцип работы молниеотводов

Принцип работы молниеотводов достаточно прост: во время возникновения электрических разрядов приборы молниезащиты отталкивают получаемый разряд и не дают электричеству проникнуть на поверхность или внутрь здания, тем самым уберегая объекты от возгораний или взрывов.

Напряжение молниеотвода равняется нулю, за счет чего становится возможным отталкивание поступающих электрических разрядов, а не их накапливание. Если оборудование молниезащиты установлено верно, то молниеотвод будет отталкивать электрические разряды.

Самый главный процесс при монтаже молниеотвода – это его заземление. Без заземления металлическая конструкция не будет иметь отталкивающей силы, поэтому важно провести процедуру заземления и правильно установить молниеотвод на местности. В качестве заземляющего предмета может выступать небольшая металлическая конструкция, которая помещается на глубину грунта.

Чаще всего для заземления используют небольшие металлические трубы или уголки, либо конструкции, состоящие из нескольких предметов. Заземляющий предмет устанавливается на глубину не менее двух метров. Для этого делаются небольшие углубления в земле, внутрь которых помещается заземляющее оборудование.

Также важно учесть, что после установки заземляющих приборов необходимо тщательно следить за состоянием почвы и увлажнять ее при сухом климате.

Поэтому чаще всего заземление делают в непосредственной близости от водостоков и других источников влаги. Также стоит помнить о том, что молниеотвод периодически должен подвергаться замене, потому что металлические конструкции обладают собственным сроком службы.

Обратитесь к специалистам компании «Пожарная техника» – мы быстро и качественно установим систему молниезащиты на вашем объекте. Наши сотрудники ответят на все интересующие вас вопросы. Также в нашей компании действует услуга выезда специалиста на объект.

Классификация степеней надежности защиты

Молниезащита создает вокруг себя зону, где вероятность прямого разряда молнии минимальна. Систему обустраивают, рассчитывая зоны молниезащиты с учетом высоты нахождения наивысшей точки молниеотвода и оптимальной степени надежности в заданных условиях эксплуатации.

По степени надежности молниеотводы классифицируют на несколько категорий:

1) Категория А. Такие молниеотводы с вероятностью более 99,5 % перехватят прямой удар молнии в момент грозы.

2) Категория Б. Молниеотводы этой категории гарантируют перехват молнии с вероятностью от 95 до 99,5 %.

Защитная зона молниеотвода

Чтобы рассчитать защитную зону, можно использовать правило, согласно которому эта зона близка к конусоподобной форме с 45-градусным углом на вершине. Если речь идет об одиночном тросовом молниеотводе, зона защиты похожа на призму с тремя гранями, где ребром выступает трос. Вероятность прямого попадания молнии в таких зонах составляет не более 1%. Таким образом, если молниеприемник находится, например на 10-метровой высоте, защитная зона на земле также будет иметь 10-метровый диаметр.

Существует еще один способ вычисления защитной зоны. Здесь применяется формула R = 1,732 h, где R – диаметр защитной зоны над наивысшей точкой здания, h – высота от высочайшей точки строения до пика молниеотвода.

Вычисление зоны защиты

Таким образом, если высота дома равна 7 метрам, а верхняя оконечность молниеотвода находится на 3 метра сверху высочайшей точки кровли, диаметр защитной зоны составит 5 метров 20 сантиметров. В итоге получается конус с диаметром у основания — 9 метров и 10-метровой высотой.

Статическое электричество и защита от него

При трении диэлектрических материалов (нефтепродукты, пластмасса, текстиль, бумага и т.д.) нередко наблюдается явление электризации тел – статическое электричество (переливание нефтепродуктов, пересыпание сыпучих материалов, размельчение).

Электризация материалов может привести:

к искрообразованию между изолированными от земли материалами (объектами), что может вызвать пожар или взрыв (потенциалы могут достигать нескольких десятков киловольт — 45 кВ);

к искрообразованию между человеком и заземленным оборудованием (или наоборот), что может стать причиной непроизвольного резкого движения в результате которого человек может получить травму (падение, ушиб и др.).

Защита от статического электричества осуществляется:

заземлением оборудования;

увеличением поверхностной и объемной электрической проводимости диэлектриков (введение антистатических присадок, повышение влажности воздуха – при 85% влажности и выше зарядов статического электричества практически не возникает);

нейтрализация электрических зарядов путем ионизации воздуха.

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.

Этапы монтажа заземления

1. Выбрать место под обустройство заземления. Контурная часть располагается от постройки на расстоянии от одного до трёх метров. На выбранном участке не должно быть линий коммуникаций.

2. Выкопать в установленном месте траншею в виде треугольника со сторонами 1,5 м. Глубина ямы выкапывается до того уровня грунта, который не промерзает в зимний период (примерно от 50 см до 1 м).

3. Сварить из 3-х уголков равнобедренный треугольник.

4. На трёх других уголках заточить концы, срезав края болгаркой.

5. Вбить в вершины треугольной траншеи уголки. В глубину металлические заземлители должны войти на полтора метра.

6. Уложить в траншею треугольник из уголков и соединить его вершины с вбитыми элементами с помощью сварки. Металл обрабатывается только токопроводящей смазкой. Красить и грунтовать его нельзя, так как покрытие может повлиять на функциональность устройства.

7. От ближайшей вершины контура провести к дому вдоль траншеи стальную полоску. Соединить её сваркой с контуром.

8. С другого конца полоски приварить болт.

9. С помощью гайки подсоединить провод заземления к болту.

10. Другой конец провода подключить к щитку.

11. Сделать контрольные замеры контура.

12. Засыпать траншею грунтом.

Поверх контура смело можно высадить траву или цветы. Полив растений создаст благоприятные условия в грунте для функционирования заземления.