Принцип работы стержневых молниеотводов. Делаем громоотвод своими руками: полная инструкция. Расчет защитной зоны

Неэффективность магических заклинаний и колокольного звона в защите строений от ударов молнии заставила человечество задуматься о более действенных мерах по предохранению от электрических разрядов. Первым громоотвод в виде соединенного с землей металлического стержня использовал американец Бенджамин Франклин. Ученый установил мачту на крыше Капитолия в Мэриленде, и даже отказался патентовать изобретение, благородно подарив потомкам возможность безопасно находиться в доме во время грозы.

Загадочную природу молнии исследователи пытались понять на протяжении всех прошедших столетий, но до сих пор не существует однозначного мнения о причине возникновении мощного электрического разряда в газовой среде. Наука пока не в состоянии предельно точно объяснить, как именно возникает напряжение в сотни миллионов вольт в точках, располагающихся на расстоянии нескольких километров друг от друга.

Не существует даже общемировой статистики несчастных случаев, произошедших вследствие ударов молний. Если опираться на американские данные, то воздействие атмосферного электричества приводит к гибели 20% людей, пострадавших от разряда молнии во время грозы . Примерный ежегодный ущерб от этого природного явления, последствием которого обычно становятся пожары и повреждение электрооборудования, для планеты составляет более 5 миллиардов долларов.

Насчитывается около десяти разновидностей атмосферного электричества. Наиболее известны линейная и шаровая молнии, не так часто наблюдаются бисерное, ленточное и спрайтовое явления. Классификация молний по направлению разряда напоминает название ракетных комплексов. Из всех видов линейных молний основную опасность для зданий представляет удар «туча-земля» или «воздух-земля».

Особенно опасным прямой разряд бывает для деревянных строений . Оставшаяся в древесине влага мгновенно испаряется под влиянием высокой температуры, и происходит быстрое возгорание деревянной постройки. Разряд в сотни тысяч ампер обладает огромной электродинамической силой, и даже на некотором отдалении от дома может привести к неприятным последствиям, став причиной повреждения и телефонной связи.

Как работает молниеотвод

Волшебную красоту молний лучше наблюдать из дома, оборудованного полным комплексом молниезащиты. Принцип работы молниеотводов основан на свойстве электрического разряда находить кратчайший путь от места образования к земле или любому объекту на местности. Самой высокой точкой здания является крыша, которая при отсутствии громоотвода подвергается максимальному риску поражения атмосферным электричеством.

Металлический проводник, установленный на самой высокой точке кровли, перехватывает разряд, и по токоотводу направляет в контур заземления, уходящий в почву. При большой площади крыши для увеличения безопасности целесообразно устройство нескольких молниеотводов . Независимо от конструкции основными элементами любого молниеотвода являются:

• приемник разряда
• проводник тока
• заземление

Разряд молнии первой принимает верхняя заостренная часть металлического штыря, к низу которого приварена стальная проволока, соединяющая молниеотвод с заземлением.

Рекомендованная толщина проводника тока составляет 6 мм , и прочность конструкции должна выдерживать удары молний в 200 тысяч ампер. Контур заземления может быть отдельным или образовывать общую схему с имеющейся защитой электроприборов.

Виды молниеотводов для защиты частного дома

Метод Бенджамина Франклина дошел до наших дней, и функция металлического штыря в качестве принимающего устройства чаще всего применяется для защиты сооружений небольшого размера. Традиционный штыревой громоотвод используется при установке системы, основанной на комплексе приемников, и более известной под названием «клетка Фарадея».

По типу молниезащита может быть:

• штыревой
• тросовой
• сеточной

Для оборудования деревянных и шиферных крыш часто применяют металлический трос, натянутый по коньку кровли. При монтаже конструкции обычно используют деревянные опоры , а в случае применения металлических изделий тщательно изолируют концы троса. Для защиты черепичных крыш оптимально подходит металлическая сетка, закрепленная на кровле и оснащенная необходимым количеством токоотводов.

Рассмотренные выше методы относятся к пассивной форме молниезащиты. Более функциональным является использование активного токоприемника . Устройство производит высоковольтные импульсы, намного увеличивающие шанс попадания разряда именно в токоприемник. Автономная система автоматически подзаряжается от приближающегося грозового поля и по эффективности может заменить несколько пассивных молниеотводов.

Кроме наружных средств борьбы с молниями, существуют системы безопасности для внутренних помещений здания. Специальная электроника защищает электрические и информационные сети от перенапряжения в момент электрических импульсов.

Изготавливаем молниезащиту своими руками

Статистические данные показывают, что мужчины погибают от удара молнии в 5 раз чаще женщин . Факт может послужить хорошей мотивацией для предстоящей работы, а умение обращаться с минимальным набором инструментов ускорит устройство молниезащиты н крыше собственного дома.

Для работы понадобится:

1. Металлический штырь высотой 0,2−1,5 м и сечением от 60 кв. мм
2. Алюминиевая или медная проволока Ø 6 мм
3. Металлическая полоса или арматура для заземления

В качестве материала для изготовления металлоприемника лучше всего подходит прут из меди или оцинкованной стали с диаметром не менее 12 мм, который устанавливают на самой высокой точке кровли. При необходимости устраивают несколько токоприемников по периметру крыши и 1 в центре, соединяя штыри в единую схему, подключаемую к проводящему кабелю.

Для монтажа конструкции лучше применять электросварку, но при отсутствии аппарата смонтировать элементы системы можно при помощи хомутов, жестко закрепленных болтами и гайками. Оптимальным вариантом соединения проводника с токоприемником являются обжимные гильзы, позволяющие закрепить элементы с наибольшей площадью контакта и обеспечить полное отсутствие подвижек. При устройстве заземления необходимо учитывать, что без контакта металла с грунтовыми водами эффект заземления получится очень слабым . Заглубление должно быть проведено до достижения уровня влажной и не промерзающей почвы.

Обеспечить долговечность заземления может только медь или нержавеющая сталь. Обычное железо, даже имеющее оцинкованное покрытие, быстро разрушит коррозия.

Обслуживание молниезащитной системы

Молниезащитная система нуждается в регулярном профилактическом осмотре , который проводят не реже 1 раза в год. При обследовании выявляются детали, подлежащие замене, и места, которые требуется очистить от ржавчины и покрыть слоем краски. Ослабевшие точки соединений подтягивают, а окислившиеся контакты тщательно зачищают.

Уменьшение диаметра токоприемников в результате длительной эксплуатации приводит к снижению технических характеристик устройств. Своевременная замена металлических штырей обеспечивает полную эффективность молниезащиты. Не реже 1 раза в 5 лет производят вскрытие заземления для проверки на наличие коррозии .

При уменьшении сечения металла более чем на 30% производят установку новой конструкции.

1. Все металлические предметы, расположенные на поверхности кровли должны соединяться с молниезащитной системой.
2. Токоприемники, подверженные действию коррозии, следует покрыть несколькими слоями краски или изготовить кожухи для защиты от влажности и атмосферных осадков.
3. При наличии в непосредственной близости от строения дерева, высота которого намного превышает вертикальный размер дома, молниеприемник можно укрепить на стволе, подняв над кроной на 0,5 м.
4. Металлические виды кровли позволяют производить прямое заземление крыши.

Что такое молниеотвод, историю его изобретения и как подобная молниезащита используется в современном мире смотрите в следующем ролике.

Молниеотвод представляет собой защитное устройство, в котором система проводников отводит электрический разряд в землю. Молниезащита - важнейший элемент обеспечения безопасности жильцов и имущества, находящихся в здании. При желании и наличии определенных знаний, вполне реально соорудить громоотвод своими руками.

Принцип действия и устройство

Система защиты от молнии состоит из трех компонентов:

• молниеприемник;
• токоотвод;
• заземлитель.

Схема устройства представлена на рисунке ниже.

Функция приема разряда молнии возлагается на молниеприемник. По токоотводам электричество поступает в заземлительный контур, который передает разряд в грунт.

Молниеприемник

Существует три разновидности молниеприемников:

• стержневой;
• штыревой;
• сетчатый.

Также в качестве приемника может выступать сама крыша.

Стержневой приемник представляет собой металлический штырь, установленный на станине (на кровле, рядом со зданием, на высоком дереве). С помощью токоотвода (проводника) штырь соединяется с заземлительным контуром. Для изготовления громоотводов применяют медь, алюминий или сталь. Причем первая- оптимальный вариант с точки зрения качества защиты, а самые дешевые приемники производятся из стали.

Сечение молниеприемника стержневого типа должно составлять не менее 35 кв. мм, если речь идет о меди, и 70 кв. мм - для стальных устройств. Длина штыря колеблется от 50 до 200 см.

Стержневые приемники обычно выглядят эстетично, однако площадь их покрытия не слишком большая. Для расчета покрываемой территории от наивысшей точки штыря прочерчивают мысленную линию к уровню земли под углом 45 градусов. Защищенным является все пространство, оказавшееся в треугольнике по периметру. Ввиду маленькой зоны действия, стержневые громоотводы используют для защиты небольших домов, банных построек, гаражей и т.п.

Обратите внимание! Молниезащиту можно как сделать своими руками, так и приобрести готовую.

Сеточные молниеприемники выполняются в виде металлических сеток и представляют собой арматурный каркас с ячейками размером от 3 до 12 м. Толщина арматуры - в среднем 6 мм. Сетку размещают на определенной высоте над материалом кровли, оставляя зазор не менее 15 см. Наиболее подходящие объекты для применения сеточных систем - большие кровли (многоквартирные дома, торговые центры, промышленные и складские здания и т.п.).

Тросовый приемник располагается на двух или четырех мачтах, связанных друг с другом проволокой из стали или алюминия. Трос протягивают по коньку крыши, используя деревянные бруски, которые выступают в качестве опор. Наименьший рекомендуемый диаметр троса - 5 мм.

По сравнению со стержневыми описываемые устройства покрывают гораздо большую площадь. С точки зрения эффективности тросовые системы лучше, чем стержневые или сеточные приемники справляются с задачей защиты от молнии. Особенно распространены такие системы на шиферных кровлях.

Иногда в качестве молниеприемника используют саму крышу. Это возможно, когда кровля изготовлена из профнастила, металлической черепицы и любых других материалов, в основе которых есть металл. Существуют требования, которые дисквалифицируют конструкционный материал кровли, если его толщина меньше 4 мм (иначе возможно его прожигание молнией). Также не допускаются какие-либо горючие материалы, способные легко воспламениться.

Токоотвод

Для изготовления проводников применяют шестимиллиметровую медную, стальную или алюминиевую проволоку. Соединения с другими элементами системы - молниеприемником и заземлительным контуром - выполняют посредством болтов или сварных швов. Токоотвод нуждается в качественном изолировании от окружающей среды (подойдут кабель-каналы). Еще одно требование - выбор для токоотвода самого краткого пути от молниеприемника к заземлительному устройству.

Заземлитель

Заземлительный контур располагают неподалеку от здания. При этом выбирают место, находящееся вне прогулочной территории и поближе к какому-либо ограждению. Электрический заряд, поступающий к заземлительному контуру через токоотвод, через металлические стержни отводится в грунт. Стержни вкапывают в землю на глубину примерно 80-100 см. Их размещают таким образом, чтобы они при соединении формировали треугольник.

Подготовительные мероприятия

Перед тем как сделать громоотвод необходимо провести подготовку. Причем по важности этот этап ничем не отличается от собственно процесса установки молниезащитной системы. Понадобится произвести расчеты согласно формуле, подобрать материалы и найти правильное место для установки молниезащиты.

Формула расчета

Молниезащита - достаточно сложная и ответственная в силу выполняемых задач система. При ее планировании необходимы точные расчеты и оценка потенциальных рисков. В то же время необходимости в чрезмерно сложных математических вычислениях нет. Нужно лишь определить зону действия системы, исходя из формул. Для стержневого молниеотвода существуют коэффициенты, применяемые для расчета нужной высоты устройства. Используется такая формула:

Она подходит для громоотводов высотой до полутора метров, что вполне достаточно для обеспечения защиты частного дома от ударов молнии.

Материал для громоотвода

Для создания защитной системы понадобятся конструкционные материалы. Придется сделать выбор из стали, меди или алюминия. При этом площадь необходимого поперечного сечения будет отличаться, что продиктовано разным сопротивлением каждого вида из перечисленных металлов. Чтобы объяснить сказанное более наглядно, внизу приведена таблица, в которой указаны минимальные требования к компонентам молниезащиты, исходя из вида металла:

Материал	Молниеприемник		Токоотвод		Заземлитель
	Площадь сечения, мм	Диаметр, мм	Площадь сечения, мм	Диаметр, мм	Площадь сечения, мм	Диаметр, мм
Медь	35	7	16	5	50	8
Сталь	50	8	50	8	100	11,5
Алюминий	70	9,5	25	6	Не применяется

Исходя из данных, представленных в таблице, оптимальный выбор материала - медь. Однако наиболее дешевым вариантом громоотвода, изготовленного своими руками, является сталь.

Токоотвод отличается меньшим сечением в сравнении с другими компонентами защитной системы. Рекомендуется постепенно увеличивать его толщину от приемника к заземлительному контуру.

Совет! При создании молниезащиты желательно применять один и тот же вид металла для всех элементов конструкции.

Для изготовления молниезащиты необходимы такие материалы и инструменты:

1. Молниеприемник. В случае со стержневой системой понадобится металлический заостренный штырь. Также подойдет ТВ-мачта или антенна для приема радиосигналов. В продаже имеются готовые приемники, например, GALMAR или SCHIRTEC.
2. Металлическая проволока нужного сечения.
3. Устройства для заземления (металлические штыри, трубы или лента).
4. Пластиковые фиксаторы, скобы, болты.
5. Инструменты для выполнения работы (сварочный аппарат, электродрель, молоток, лопата).

Место установки

Громоотвод следует располагать на наиболее высокой точке из имеющихся на участке. При этом нужно помнить про защитную конусообразную зону. Громоотвод должен находиться в таком месте, чтобы здание полностью было покрыто защитой. Получается, что, чем более отдален громоотвод от дома, тем выше он должен быть.

По финансовым соображениям предпочтительнее разместить молниеприемник на кровле здания. В этом случае не понадобится сооружение высокой опоры, которая к тому же вряд ли будет эстетически привлекательной.

Совет! Не рекомендуется установка громоотвода в центральной части крыши. Лучше поставить приемник с краю кровли и зафиксировать его к стене. При таком подходе уменьшается риск попадания молнии в какую-либо часть кровли.

Отдельный вопрос - правильное размещение заземлительного устройства. При ударе молнии высокомощный разряд проходит в землю и в этот момент рядом с заземлителем не должны находиться живые существа. Поэтому разработаны требования к минимальным расстояниям от заземления к стене дома - 1 м и до пешеходных дорожек - 5 м. Заземляющее устройство должно быть установлено в таком месте, где нет вероятности нахождения людей. К тому же, вокруг заземлителя следует установить ограждение и поставить рядом предупреждающий знак.

Обратите внимание! Эффективная работа заземления возможна только во влажном грунте. Это нужно учитывать при выборе места для заземлительного контура. Если постоянно мокрый участок отсутствует, следует задуматься об искусственном орошении.

Установка тросового молниеотвода

Прежде всего нужно протянуть проволоку по коньку кровли. Она будет выступать в качестве приемника для молнии. Если крыша изготовлена из пожароопасных материалов (древесина, пластиковая черепица и т.п.), проволоку следует расположить на высоте не менее 15 сантиметров от материала. При этом поддерживающую для нее функцию будут выполнять пластиковые фиксаторы. Концы проволоки закрепляют на металлических мачтах (их называют горизонтальными приемниками).

Токоотвод фиксируют к приемнику с помощью сварочного аппарата болтовыми соединениями или заклепками. На смежные участки наносят изоляцию. На кровле токоотвод закрепляют скобами, а на стенах - пластиковыми фиксаторами. Проводник лучше разместить в кабельном канале, чтобы избежать пагубного воздействия на него влажности.

Заземление создают так:

1. Копают траншею глубиной от 80 см.
2. Забивают в дно ямы металлические штыри.
3. Соединяют их стальной трубой или лентой. Для этого используют сварочный аппарат.
4. Отводят ленту к участку соединения с токоотводом.
5. Состыковывают токоотвод с заземлителем.

Установка стержневого молниеотвода

Для монтажа стержневой системы понадобится высокая станина. Ее функции сможет выполнять, например, мачта ТВ-антенны. Приемник фиксируют к ней сварным или болтовым соединением.

Установка токоотвода и заземлителя осуществляется так же, как описано выше, когда речь шла о тросовой молниезащите. После завершения установки следует протестировать сопротивление системы. Максимально допустимый показатель - 10 Ом.

Дерево в качестве громоотвода

Для создания молниеотвода своими руками подойдет обычное дерево. При этом его высота должна превышать уровень крыши здания примерно в 2,5 раза. Расстояние до дома не должно быть меньше 3 м.

Один конец пятимиллиметровой проволоки приваривают к заземляющему устройству и закапывают соединение в землю. Оставшийся конец будет приемником. Его подводят к верхушке дерева.

Уход за конструкцией

Металлические устройства чувствительны к отрицательным воздействиям окружающей среды. Чтобы избежать развития коррозийных процессов и сохранить рабочие свойства металлов, необходимо регулярно проводить осмотры системы защиты от молнии.

С наступление весны - перед началом грозового сезона - необходимо провести визуальное исследование всех компонентов системы. В процессе эксплуатации металл бывает настолько поврежден, что не обойтись без замены деталей.

Особое внимание следует уделять контактам. Некачественный контакт приводит к размыканию системы и возгоранию. Если нужно, их прочищают от окиси.

Подземную часть молниезащиты также нужно проверять. Однако ввиду трудоемкости процесса, разрешается делать это не каждый год, а один раз в трехлетний период.

Молниезащита – настолько важный элемент обеспечения безопасности жильцов и здания, что браться за ее создания стоит только при полной уверенности в своих знаниях и опыте. Если этого чувства недостаточно, лучше поручить выполнение работы профессионалам.

Частный дом и загородные дачи нередко расположены на открытом пространстве, где единственным возвышением выступают сами постройки. Из-за чего во время грозового периода возникает существенная угроза попадания молний в здания. Такая ситуация угрожает не только поражением электротоком всем находящимся в нем людям, но и возможностью возгорания, которая приведет к пожару и существенной порче имущества. Так как никто не может предвидеть место попадания разряда, наиболее эффективным способом предотвращения его негативных последствий является громоотвод.

Именно поэтому для большинства владельцев частных домов и дачных участков актуально устанавливать громоотвод своими руками. Исключением могут быть постройки расположенные в низине, крыша которых находится ниже верхней точки грунта или попадающие в зону защиты соседней постройки и ее молниеотвода.

Устройство и принцип работы типового громоотвода

Рисунок 1: устройство громоотвода

Вся конструкция громоотвода представлена тремя элементами: молниеприемником, токоотводом и заземлителем. В зависимости от местных условий и ваших предпочтений каждый из них может иметь различное исполнение. Теперь разберем, зачем каждый из них нужен, и какой вариант выбрать в той или иной ситуации.

Молниеприемник

Из самого названия данного элемента происходит его назначение, по факту он выполняет роль электрода, принимающего электрический разряд молнии. Основной критерий для него – хорошая проводимость и термическая устойчивость, так как величина тока может достигать 100 – 200 кА, которая запросто пережжет тонкие проводники. В качестве молниеприемника могут устанавливаться:

• стержневые конструкции;
• решетка;
• трос;
• сама поверхность крыши.

Стержневые молниеприемники могут устанавливаться как непосредственно на самой крыше, так и на специальной металлической мачте. При этом их высота должна обеспечивать необходимую зону защиты для всех конструкций постройки. Поэтому такой молниеприемник актуален для зданий с небольшой площадью и высотой.

Рис. 2: стержневой молниеприемник

Такие стержневые устройства могут быть медными, алюминиевыми или стальными. Первые два обладают хорошей устойчивостью к коррозионному разрушению, благодаря чему такой громоотвод практически не теряет проводимости и сечения даже при длительной эксплуатации. Металлический штырь из стали, в отличии от двух предыдущих, куда менее подвержен оплавлению от протекания больших токов, из-за чего он куда лучше подходит для местности с частыми ударами молнии.

Рис. 3: сетчатый молниеприемник

Решетка в качестве молниеприемника используется для большой площади, к примеру, многоэтажных домов или торговых центров. В отличии от предыдущего варианта, она не влияет на дизайн постройки, поэтому может применяться в любых современных экстерьерах. Такой громоотвод должен иметь заданное сечение и размер ячеек, как правило, выбирается арматура не менее 6 мм 2 . Ее монтаж выполняется на безопасном расстоянии от крыши (не менее 15 см) через термоизолирующие несущие конструкции.

Рис 4: тросовый молниеприемник

Тросовый громоотвод представляет собой гибкий провод, который растягивается над защищаемой территорией или постройкой. Позволяет защитить длинный участок при меньших затратах материалов на громоотвод. Выполняется как на отдельно стоящих опорах, так и на крыше дачной постройки. В первом случае опоры устанавливаются в начале и конце участка, а во втором, в начале и конце крыши.

Если в качестве кровельного материала применяются токопроводящие варианты (профнастил, металлочерепица и прочие), их можно использовать в качестве молниеприемника для громоотвода. Но при этом должны соблюдаться такие условия:

• толщина металлического слоя не менее 4 мм для стали, 5 мм для меди или 7 мм для алюминия;
• под кровельным материалом отсутствуют легко воспламеняющиеся материалы (утеплители, стропила и т.д.);
• снаружи металл не покрыт диэлектрическим материалом.

Изготовление громоотвода из металлической кровли позволяет сэкономить средства на молниеприемнике.

Токоотвод

Представляет собой проводник, отводящий электрический ток от молниеприемника к заземлителю. Может выполняться из металлической проволоки или шины. Должен иметь сечение не менее 16 мм 2 , если изготовлен из меди, 25 мм 2 из алюминия, 50 мм 2 из стали. К токоотводу предъявляются такие требования:

• Должен изолироваться от стен и других конструкций дома;
• Для него выбирается наикратчайший путь протекания тока;
• Отсутствие изгибов и витков, на которых может произойти пробой воздушного промежутка;
• Достаточная проводимость в местах электрических соединений.

При необходимости токоотвод изолируется от поверхности дома при помощи кабельного канала или любым другим способом. Особенно актуальна такая процедура для зданий с токопроводящей отделкой или горючей поверхностью.

Заземлитель

Изготавливается в виде , который закапывается в грунт. В качестве материала применяются стальные или медные элементы, которые закапываются в землю. Формируется из арматуры или шины, требования к которым устанавливаются п.1.7.111 ПУЭ и приведены в Таблице 1

Таблица 1

Материал	Профиль сечения	Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, мм	Толщина стенки, мм
Сталь	Круглый:
черная		16	—	—
		10	—	—
	Прямоугольный	—	100	4
	Угловой	—	100	4
	Трубный	32	—	3,5
Сталь	Круглый:
оцинкованная	для вертикальных заземлителей;	12	—	—
	для горизонтальных заземлителей	10	—	—
	Прямоугольный	—	75	3
	Трубный	25	—	2
Медь	Круглый:	12	—	—
	Прямоугольный	—	50	2
	Трубный	20	—	2
	Канат многопроволочный	1,8*	35

Все детали заземляющего контура могут как закольцовываться и формировать замкнутую цепь, так и выстраиваться в сплошную линию. Разумеется, что замкнутый вариант считается более надежным. Размеры контура подбираются в зависимости от местных условий.

Рис. 5: пример установки заземлителя

Основное требование к заземляющему контуру – обеспечение установленной величины переходного сопротивления металл – земля, поэтому его лучше располагать в влажном слое, периодически поливать водой или обрабатывать материалами, уменьшающими переходное сопротивление и увеличивающими площадь тока растекания (древесный уголь и соль). Согласно п.1.7.103 ПУЭ сопротивление должно быть не более 5, 10 и 20 Ом для сетей с фазным напряжением 380, 220 и 127 В соответственно.

Расположение заземлителя делается не ближе 1 м от стен и 8 м от пешеходных дорожек. Так как в этой точке возникает шаговое напряжение, способное нанести удар током любому, кто находится в радиусе зоны поражения, поэтому приближаться к контуру во время грозы категорически запрещено, как и прикасаться к его токоведущим элементам.

Подготовка

На подготовительном этапе перед монтажом молниезащиты необходимо произвести расчет параметров будущего громоотвода и подобрать все элементы. Это позволит определить, попадут ли постройки в защитную зону и какие параметры необходимо изменить в случае возникновения недочетов.

Расчет защитной зоны

Если устройство молниезащиты предусматривает в качестве приемника решетку или поверхность крыши, то зона защиты будет полностью закрывать постройку. Но для тросовых и стержневых молниеотводов необходимо рассчитывать защитную зону.

Рис. 6: зона защиты стержневого молниеотвода

Посмотрите на рисунок, зона защиты представляет собой конус в пространстве, где вероятность попадания молнии значительно сокращается. Для определения параметров этого конуса по отношению к самому громоотводу и зданию производится расчет. Способы расчета зоны громоотвода для каждого типа выполняются на основании СО 153-34.21.122-2003.

Рис. 7: параметры зоны защиты стержневого молниеотвода

Посмотрите на рисунок, здесь изображены следующие параметры:

• x и y — расстояние от места установки молниеприемника до контура границы здания.

В зависимости от высоты установки громоотвода и требуемой надежности подбирается формула определения зоны, которую он защищает. Для этого используются данные из таблицы 2

Таблица 2

Надежность защиты	Высота молниеотвода h , м	Высота конуса h 0 , м	Радиус конуса r 0 , м
0.9	От 0 до 100	0,85h	1,2h
	От 100 до 150	0,85h	(1,2-10 -3 (h -100))h
0,99	От 0 до 30	0,8h	0,8h
	От 30 до 100	0,8h	(0,8-1,43·10 -3 (h -30))h
	От 100 до 150	(0,8-10 -3 (h -100))h	0,7h
0,999	От 0 до 30	0,7h	0,6h
	От 30 до 100	(0,7-7,14·10 -4 (h -30))h	(0,6-1,43·10 -3 (h -30))h
	От 100 до 150	(0,65-10 -3 (h -100))h	(0,5-2·10 -3 (h -100))h

Для определения радиуса зоны громоотвода на определенной высоте используется формула:r x =r 0 ×(h 0 -h x)/h 0

Рис. 8: зона защиты тросового громоотвода

На рисунке показана принципиальная схема зоны защиты для тросового громоотвода при его небольшой протяженности. При больших расстояниях из-за плохого натяжения в средней точке может возникать провисание, которое немного исказит границы защищаемой громоотводом области.

Рис. 9: Параметры зоны защиты тросового молниеотвода

Посмотрите на рисунок, здесь зона громоотвода характеризуется такими параметрами:

• h – высота самого громоотвода;
• h 0 – высота зоны защиты громоотвода;
• h x – высота в определенной точке (устанавливается на уровне крыши здания);
• r 0 – радиус зоны защиты громоотвода на земле;
• r x – радиус зоны защиты громоотвода в выбранной точке;
• L – длина троса громоотвода.

По величине необходимой надежности, в зависимости от высоты громоотвода, параметры зоны защиты вычисляются по формулам из таблицы 3.

Таблица 3

Надежность защиты	Высота молниеотвода h , м	Высота конуса h 0 , м	Радиус конуса r 0 , м
0.9	От 0 до 150	0,87h	1,5h
0,99	От 0 до 30	0,8h	0,95h
	От 30 до 100	0,8h	(0,95-7,14·10 -4 (h -30))h
	От 100 до 150	0,8h	(0,9-10 -3 (h -100))h
0,999	От 0 до 30	0,75h	0,7h
	От 30 до 100	(0,75-4,28·10 -4 (h -30))h	(0,7-1,43·10 -3 (h -30))h
	От 100 до 150	(0,72-10 -3 (h -100))h	(0,6-10 -3 (h -100))h

Радиус зоны громоотвода на высоте здания вычисляется по формуле: r x =r 0 ×(h 0 -h x)/h 0

Выбор материала для громоотвода

В качестве материала для громоотвода принято использовать три варианта: медь, алюминий и сталь. Медные громоотводы характеризуются длительным сроком эксплуатации и отличаются способностью сохранять свои параметры в течении всего периода установки даже на подземных участках. Но главным недостатком медного громоотвода является его высокая стоимость.

Алюминиевый характеризуется куда меньшим весом, поэтому создает незначительную нагрузку на несущие конструкции постройки. Также имеет хорошую проводимость электрического тока. Но, со временем, подвергается разрушению от атмосферных факторов и легко поддается механической деформации.

Стальные наиболее прочные, они легко выдерживают ветровые нагрузки а элементы такого громоотвода можно соединить сваркой, в отличии от медных и алюминиевых. Также он характеризуется низкой себестоимостью. К недостаткам стального громоотвода является высокое удельное сопротивление и подверженность коррозии.

Место установки

Для установки громоотвода должна выбираться самая высокая точка. Поэтому его размещают на крыше здания, если ее высоты недостаточно для попадания всей постройки в зону защиты, могут применяться специальные опоры или находящиеся поблизости деревья. Для определения актуального места установки громоотвода на план участка необходимо нанести зону защиты, полученную при расчете.

Рис. 10: зона защиты на плане постройки

Крыша является наиболее выгодным вариантом, так как пик зоны защиты будет расположен над зданием. Отдельно стоящая опора или несколько позволяют смещать защищаемую громоотводом область в нужную точку участка, и отлично подходит для ситуаций, когда строения рассредоточены на участке. Использование дерева в качестве опоры позволяет сэкономить на приобретении и установке металлической или железобетонной конструкции, но обуславливает ряд сложностей в процессе эксплуатации поэтому считается нежелательным вариантом.

Пошаговая инструкция изготовления громоотвода

Наиболее простыми вариантами для дачного громоотвода является стержневой и тросовый, их вы сможете реализовать своими руками. Чтобы не допустить ошибок и лишних затрат при монтаже молниеотвода, соблюдайте следующую последовательность.

Стержневого

Для сооружения громоотвода стержневого типа выполните следующие манипуляции:

Расстояние между ними и их высота подбирается таким образом, чтобы проводник не провисал к поверхности крыши и стен.

Тросового

Монтаж тросового громоотвода выполняется идентично. В зависимости от конкретной ситуации трос может натягиваться гибким тросом между опорами или устанавливаться на кронштейнах. В первом случае молниеприемник будет провисать при изменении натяжения, поэтому крепление на кронштейне жесткой медной или стальной проволоки куда выгоднее. Такая процедура выполняется в следующей последовательности:

Окончив установку любого из предложенных типов, обязательно проверьте сопротивление всей конструкции. В идеале проверка выполняется при помощи моста, но в домашних условиях подойдет и обычный мультиметр или контрольная лампочка.

Видео инструкции

По печальной статистике, в нашей стране от молнии погибают не менее 700 человек в год. Поэтому особенно важно защитить себя и своих близких от молний и их последствий.

С успехом решает эту проблему громоотвод , или как его иначе называют молниеотвод. Для того что бы понять как он устроен, следует разобраться в сути самой молнии и ее последствиях. Молния является гигантским электрическим разрядом, имеющим колоссальную силу тока, достигающую 10—100 тысяч ампер, и напряжение, иногда достигающее 50 млн. вольт. Прямое попадание молнии в здание, в котором не установлена система молниезащиты, может повлечь большой пожар, а электромагнитное поле, создаваемое молнией, влечет порчу бытовой техники, которая подключена к сети.

Компания "МЗК-Электро" осуществляет расчет и установку громоотводов на даче, многоквартирных и коммерческих зданиях, промышленных объектах и подстанциях.

Стоимость проектирования системы молниезащиты

* при отсутствии планов, чертежей в формате *.dwg стоимость проекта увеличивается на 5000,00 руб.

В своей работе мы используем только обрудование мировых производителей!

Сроки проектирования - от 5 рабочих дней, стоимость - от 5 тысяч рублей
Гарантия на систему - 2 года с момента подписания акта приема-сдачи.
Проводим монтаж не только в Москве и Московской области, но и в регионах!
Кроме того, осуществляем работы по проведению замеров на объектах с выдачей протокола.

Принцип действия громоотвода

Громоотводы представляют собой систему перехвата молнии в момент разряда в защищаемой зоне. Классический вариант - штыревой громоотвод, возвышающийся над охраняемым объектом. За счет возвышенности и специального материала изготовления такой громоотвод для дачи и иных зданий принимает удар на себя и передает его дальше через токоотвод к заземлению.

Еще один вариант - тросовая система, когда в качестве перехватчика служит натянутый металлический трос.

Похожим решением является и молниеприемная сетка, укладываемая на кровлю с определенным шагом.

Все эти системы изготавливаются из прочного материала высокой токопроводимости, таких как сталь, медь, алюминий и относятся к пассивным системам. Это означает, что перехват разряда идет за счет общих законов физики без генерации дополнительных действий. Помимо нее существует и современная активныя молниезащита.

В большинстве случаев молния действует предсказуемо, несмотря даже на полную непредсказуемость этого природного явления – она не выбирает цель, а бьет непосредственно в самый высокий предмет. В общем, если ваш дом является самым высоким строением в радиусе 200-300м, то молниеотвод окажется не лишним дополнением к вашему дому. Именно он убережет вас от неприятных, а иногда очень опасных исходов, связанных с прямым попаданием молнии в дом. О нем и пойдет речь в этой статье, в которой вместе с сайтом сайт мы ответим на следующие вопросы: какие бывают молниеотводы, как они устроены и как изготавливаются своими руками?

Молниеотвод фото

Молниеотвод: разновидности и их конструкции

В принципе, конструкция молниеотвода представляет собой бесхитростный механизм, состоящий из трех простейших частей, изготовить которые самостоятельно и собрать в единую систему не представляет никаких сложностей.

1. Приемник молнии – это железный элемент, поднимаемый на несколько метров выше крыши строения. Размещаться он может как непосредственно на самом строении, так и рядом с ним, неподалеку.
2. Токоотвод. По сути, это толстая стальная или медная жила, по которой ток, полученный от разряда попавшей в приемник молнии, передается в контур заземления.
3. Заземляющий контур. Его назначение простое – именно с его помощью разряд молнии передается в землю, где он и гаснет, не причиняя постройкам и человеку никакого вреда.

Так устроены все виды молниеотводов без исключения. Причем два элемента этого устройства все время остаются неизменными – это токоотвод и . На разновидности этих приспособлений оказывает влияние исключительно конструкция приемника молний, о которых мы и поговорим дальше.

1. Стержневой молниеприемник. Это устройство знакомо практически всем жителям частного сектора – оно представляет собой обыкновенную металлическую мачту, поднятую на пару метров над верхним краем . Такая мачта может стоять как на крыше дома, так и немного в стороне от постройки или рядом, вдоль стены дома. Фактически отдельно стоящий молниеприемник в плане изготовления более простой – сама мачта одновременно является и приемником грозовых разрядов и токоотводом. Она напрямую подключается к контуру заземления самым что ни на есть жестким способом (сваркой).

   

   Стержневой молниеотвод фото

2. Линейный, или, как его еще называют, тросовый молниеотвод. Чтобы проще было понять о чем идет разговор, этот молниеприемник можно представить в виде натянутой между двумя небольшими мачтами проволоки или троса – отсюда и его название. В чем основное отличие такого устройства от обычной мачты? В возможности полностью улавливать все разряды молнии, не позволяя даже малой их части попадать на металлические элементы строения. В большинстве случаев такой молниеприемник соединяется с контуром заземления посредством отдельной мощной токоотводящей жилы – это может быть либо медный большого сечения, либо металлическая полоса или прут.

   

   Тросовый молниеотвод фото

3. Сетчатый приемник молний. Его суть заложена в самом названии – такой токоприемник укладывается непосредственно на крышу дома. Сверху из толстых токопроводящих жил создается полноценная сетка, которая и принимает на себя все разряды молнии. Дальше все стандартно – посредством токоотводящего кабеля или толстой стальной полосы (либо прутка) разряды статического напряжения направляются в контур заземления, где и рассеиваются, не причиняя вреда строению.

   

   Сетчатый молниеотвод фото

Этих основных конструкций улавливателей молнии вполне достаточно для того, чтобы полностью защитить свой дом от такого природного явления, как молния.

Молниеотвод в частном доме и его контур заземления

По большому счету, заземление молниеотводов устроено аналогичным образом, как и контур заземления самого дома – здесь следует сразу понять один момент, что эти два контура не должны быть связаны между собой – это два отдельных элемента. Подключив молниеотвод к контуру заземления дома, вы рискуете в один момент потерять не то что все электрооборудование, а и вообще весь дом целиком – для защиты от грозовых разрядов придется оборудовать отдельное заземление.

Изготавливается оно практически точно так же, как и заземление дома, за исключением некоторых отличий.

Как видите, между контуром заземления дома и такой же частью молниеотвода общий только принцип – требования к этим элементам защиты разнятся. Еще один момент, объединяющий эти две системы, заключается в глубине их залегания – верхняя часть контура располагается на глубине 500-800мм над поверхностью грунта.

Устройство молниеотвода: как соединить заземление и приемник молний

Токоотводящая или, правильнее сказать, токопередающая часть молниеотвода является не менее важным элементом, чем его заземление и сам приемник молний – вы только представьте, что случится с домом, если этот элемент устройства просто не выдержит нагрузку и сгорит. В таком случае все грозовые разряды попадут в дом, и тогда от беды может спасти только чудо. Именно по этой причине к токопроводящей шине следует отнестись не менее серьезно, чем ко всему другому. Здесь имеется всего два важных момента, которые нужно соблюсти, как говорится, беспрекословно.

Что же касается крепления токоотводящей жилы к стенам строения, то здесь используются пластиковые клипсы. В идеале, чтобы сохранить молниепровод в целостности в течение долгого времени, его лучше изолировать от окружающей среды, поместив в обыкновенный кабель канал.

В принципе, это все, остается добавить не так уж и много. А именно о таких моментах, как молниезащита отдельных элементов крыши. Если имеется , то вокруг него нужно намотать хотя бы пару витков отводящей ток жилы и соединить ее с общим молниеотводом. Также в защите нуждаются и все элементы кровли, изготовленные из металла – к примеру, отводящие воду желоба и трубы. Только в таком случае изготовленный самостоятельно молниеотвод будет являться надежной защитой дома от грозовых разрядов.