Надо ли делать громоотвод в частном доме. Нужна ли молниезащита? Токоотводы электрического разряда

Частный дом - это всегда море хлопот и забот, особенно в части его обустройства. Например, когда мы строим себе жилье, мы стараемся сделать его самым надежным и долговечным, чтобы с ним не случилась беда, как с домиками Ниф-Нифа и Нуф-Нуфа. Поэтому важно все: и выбор технологии строительства, и подбор материалов, и конструктивные особенности будущего здания. Большую роль играет и громоотвод в частном доме.

Защита от природных катаклизмов

Сегодняшние новости просто насыщены различными событиями, связанными с и катаклизмами. И одно из самых опасных для человека - это молния. Если она попадет в дом, это может привести к пожару, а потому громоотвод в частном доме обязательно должен быть. Согласно законам физики, молния - это искра электрического происхождения. Чтобы достичь земли, она ищет проводник из металла. И такие элементы, как антенны, металлический дымоход, цинковая кровля способны спровоцировать попадание молнии в них. А это может привести к беде.

Именно для защиты дома от таких опасных последствий выполняется устройство громоотвода в частном доме. В идеале его нужно сооружать на отдельной вышке, чтобы в случае попадания молнии удар пришелся не на дом, а на саму вышку. Но прежде чем сооружать громоотвод, нужно заняться определенными расчетами. Во-первых, нужно найти под эту конструкцию место. Как правило, для этого выбирают наиболее удаленный от жилого объекта клочок земли. Во-вторых, важную роль играет высота громоотвода: она должна быть как минимум на два метра выше здания, но при этом не быть слишком высокой.

Монтаж вышки

Чтобы поставить громоотвод в частном доме, нужно соорудить саму вышку. Конструкция ее может быть любой, главное, чтобы в середине вышки было пространство - сюда будет уложен проводник-заземлитель. На вершинах вышки устанавливаются хомуты, к ним крепится медный или алюминиевый стержень, который соединяется с заземлением. Готовую вышку нужно вкопать в землю на глубину не меньше двух метров. После укрепления конструкции громозащита и заземление соединяются. Чтобы обустроить заземление вокруг вышки, нужно начертить треугольник с равными сторонами. В его вершины на глубину примерно в два метра вкапывается арматура - она служит как Затем следует соединить их между собой прутьями из металла. Последняя стадия работ - подсоединение проводника молниеотвода к заземлению.

Чтобы правильно и грамотно соорудить громоотвод в частном доме, схема просто обязательна: она поможет избежать возможных ошибок. Кроме того, важно все соединения выполнить тщательно и ответственно - только в этом случае можно будет защитить свой дом. Проводник лучше всего обложить гофрой - поможет предотвратить появление окисления, что снизит токопроводящие свойства. Вышку также нужно покрасить, чтобы защитить ее от коррозии.

Громоотвод в частном доме - важная составляющая безопасности проживания в нем. Особенно актуально это сооружение для открытых участков или зон, расположенных на возвышенностях. О громоотводе стоит задуматься еще на загородного дома - это позволит своевременно защитить ваше жилище от одной из наиболее опасных стихий.

Перед тем как рассматривать процесс расчета и установки громоотвода в частном доме, нужно узнать физические причины явления. Это позволит лучше понимать все действия и возможные последствия при нарушениях разработанных инструкций.

Гром – воздушные волны, появляющиеся вследствие резкого увеличения давления воздуха после контакта разряда молнии. Сила тока в молниях может достигать 500 тыс. ампер, а напряжение несколько миллионов вольт. Такой мощный эклектический разряд становится причиной нагревания воздуха до больших температур, резко увеличивается его объем. Как результат – возникают звуковые волны от молнии, которые получили название гром. Гром – следствие молнии и никакой опасности для дома не представляет, защищать строения надо не от него, а от молнии.

Соответственно, сооружать не громоотвод, а молниеотвод.

Зачем нужен молниеотвод

Некоторые не очень грамотные застройщики думают, что прикрепленный на коньке дома металлический штырь будет притягивать к себе все молнии по цилиндрической окружности над ним и по проволоке отводить их в землю. Для этой цели специально закапывается кусок катанки около дома. Такие представления очень далеки от науки, металлический штырь, воткнутый в землю около дома и привязанный к прутку на коньке, никакой пользы не принесет. Почему?

1. Где найти такую проволоку, которая бы выдержала ток силой 500 000 А и напряжением 1 000 000 000 В? Именно такой разряд имеет молния во время встречи с землей.
2. Зачем в принципе притягивать молнии и направлять их по проволоке, рискуя зажечь строение из-за перегрева токоотвода?
3. Что делать, если на дачном участке несколько строений различной этажности? Придется для каждого делать систему громоотвода?

Вывод. Нужно монтировать не громоотвод, а молниеотвод. Все действия должны быть направлены не на притягивание молнии, а наоборот, на создание условий, которые минимизируют вероятность ее попадания в строение.

Это очень сложные расчеты, упрощенные формулы дают большую ошибку. Иногда нет возможности выполнить исходные технические условия, причин может быть несколько, часть из них объективная и не поддается человеческому влиянию.

Цены на молниезащиту и заземление

Молниезащита и заземление

Когда нужно монтировать громоотвод в частном доме

Опять надо вспомнить немного теории о молниях – станут понятнее действия во время монтажа громоотвода. Молний может быть несколько типов, но нас интересует только направление облако-земля. На начальной стадии появляются стримеры, которые в дальнейшем соединяются и образуют ступенчатые лидеры. Именно они ярко светятся и стремительно направляются к земле.

По мере приближения увеличивается напряжения эклектического поля на земле, все имеющие в ней электроны устремляются верх и в самой высокой точке выбрасывают навстречу ответный стример. Он соединяется с лидером, цепь замыкается, электрический разряд уходит в землю. Канал нагревается до 20000–30000°С, воздух расширяется и создает сильные звуковые волны (гром).

Теперь будет понятнее, когда надо монтировать на дом молниеотводы.

1. Если земля в данной местности имеет большое количество ионов. Такие зоны располагаются в переувлажненных участках, именно они могут накапливать большое количество заряда. Обратите внимание, как часто в вашей местности бывают молнии, поговорите со старожилами. Если они не могут вспомнить случаев попадания молнии в какие-либо объекты, то монтировать молниеотвод нет никакой необходимости.
2. Дом расположен на землях, способных накапливать заряд, удары молнии в этой местности не редкость. Установка молниеотвода обязательна, но нужно строго соблюдать правила монтажа и выполнять предварительные расчеты.

Как действует громоотвод

Эффективная система молниезащиты направлена на то, чтобы свести к минимуму направление ступенчатых лидеров молнии в зону расположения здания. А для этого есть единственное условие – электрический потенциал земли на данном участке должен быть минимальным и обязательно намного меньшим, чем на соседних. Эту задачу и должны выполнять молниеотводы. Они постоянно, а не только во время грозы, направляют в атмосферу электрические заряды и тем самым значительно уменьшают потенциал напряжения. Исчезают условия появления встречных стримеров, молния находит иные точки отвода энергии.

Важно. Если в громоотвод попала молния, это значит, что он смонтирован неправильно и вместо пользы приносит вред.

Размер защищаемой площади зависит от количества и качества штырей заземления, именно они собирают электроны и по проводам отправляют их к вертикальному штырю молниеотвода. Оттуда электроны постепенно переходят в атмосферу. За счет такого непрерывного процесса уменьшается потенциал под домом и автоматически минимизируется вероятность попадания в него молнии.

Теперь, когда принцип действия молниеотвода понятен, ясны задачи каждого элемента системы, можно приступать к установке защиты дома.

Пошаговая инструкция установки

Как уже понятно из вышеописанного, молниезащита должна монтироваться только в комплексе с эффективным заземлением, в противном случае система функционировать не будет.

К работам рекомендуется проступать только после расчета количества, размеров и места расположения заземлителей. Выполнить такие расчеты могут лишь квалифицированные специалисты. Они, кстати, должны после монтажа проверить эффективность заземления специальными приборами (мегомметрами), ели показатели окажутся неудовлетворительными, то его придется исправлять или полностью переделывать.

Шаг 1. Отогните усик крепления проводов, соберите две половинки коньковых держателей.

Они изготовлены таким способом, что при помощи регулировочных отверстий и винтов есть возможность изменять главные параметры. Элементы могут прочно фиксироваться к конькам различных размеров, при этом надежность крепления сохраняется весь период эксплуатации, самопроизвольное откручивание полностью исключается.

Шаг 2. Закрепите на коньке держатели токоотводов. Если вы покупаете систему молниеотвода промышленного изготовления – отлично, она имеет все элементы, необходимые для установки оборудования. Сделать их можно и самостоятельно, но для этого потребуется дополнительное время. Кроме того, держатели кустарного изготовления существенно проигрывают в дизайнерском виде и никак не украшают здание.

Расстояние между ними примерно один метр, надо следить, чтобы проволока не касалась покрытия крыши. Старайтесь крепить с одинаковым шагом, так система намного лучше смотрится и не оказывает негативного влияния на внешний вид дома.

Практический совет. На крышах всегда работайте со страховочной веревкой, особенно это касается металлических покрытий. Если нет возможности приобрести промышленное оборудование для альпинистов, то изготовьте элементарное самостоятельно.

Барашки (гайки) затягивайте сильно, пользуйтесь рожковыми ключами или пассатижами. Помните, что потом исправить допущенную ошибку сложно, придется опять забираться на крышу. Обращайте внимание, чтобы все вертикальные стойки для установки проволоки располагались строго на одной линии.

Шаг 3. Приступайте к укладке проволоки на коньковых держателях. Она должна быть ровной, диаметр рассчитывается специалистом, но в большинстве случаев он не может быть менее 6 мм. Желательно, чтобы поверхность проволоки была покрыта слоем цинка, за счет этого значительно улучшаются эксплуатационные характеристики.

1. Проволока не покрывается ржавчиной, на крыше не появляются коричневые потеки. Следы ржавчины намного ухудшают внешний вид строения.
2. За счет того что проволока не ржавеет, длительное время остаются неизменными показатели сопротивления. А это очень важный параметр любого громоотвода.
3. В местах соединения уменьшается сопротивления, во время эксплуатации оно не ухудшает физических и электрических характеристик.

Не стоит экономить на качестве всех элементов молниезащиты, в противном случае эффективность будет недостаточная, деньги на приобретение и монтаж можно считать напрасно выброшенными. Проволоку зажимайте специальными язычками пассатижами.

Шаг 4. Выступающий за пределы ската конец проволоки согните под прямым углом, оставьте кусок высотой примерно 50 см, излишки отрежьте специальными кусачками.

Шаг 5. Намажьте резьбовые соединения специальной мастикой, если ее нет, то можно пользоваться обыкновенным солидолом. Мастика дополнительно защит металлические поверхности от окисления. Дело в том, что во время закручивания гаек цинк на резьбе срывается из-за сильного трения, а открытий металл требует защиты.

Шаг 6. Приступайте к креплению проволоки на скатах в продольном направлении. Здесь технология монтажа зависит от типа кровельного материала.

1. Одноволновая металлическая черепица. Надо немного освободить саморезы, приподнять лист и в образовавшуюся щель просунуть крепежный кронштейн. Он имеет изогнутую форму ножки, которая заходит в углубления металлической черепицы и прочно в ней фиксируется. Затяните саморез крепления кровли. Устанавливайте проволоку и зажимайте ее язычками.

   

   

   

2. Штучная черепица. Для такой кровли имеются специальные кронштейны, они имеют увеличенную длину ножки и несколько просечек с язычками. Язычок перед установкой кронштейна надо отогнуть на расстоянии, равном длине штучной черепицы, за счет этого увеличивается прочность крепления. Затем следует приподнять черепичину и подсунуть под нее кронштейн, при опускании кровли он фиксируется в неподвижном положении. Проволока к нему крепится обычным способом.

   

   

   

   

3. Листовая металлическая черепица. Для крепления проволоки продаются специальные кронштейны, которые нужно фиксировать сверху кровли саморезами. Надо добиваться, чтоб саморезы обязательно попадали в доски обрешетки. Для герметизации отверстия используются две резиновые прокладки. Одна устанавливается между кронштейном и поверхностью кровли, а вторая между кронштейном и шайбой самореза.

   

   

   

   

   

4. Гибкая битумная черепица. Это кровельное покрытие имеет сплошное основание, что намного упрощает технологию фиксации кронштейнов. Они прикручиваются к поверхности обыкновенными саморезами по дереву, для герметизации отверстий используются резиновые подкладки.

   

   

   

   

Практический совет. Бывают ситуации, когда по проекту громоотвода требуется одну проволоку перебросить с переднего ската на задний. В месте пересечения с коньковой проволокой их рекомендуется соединить, пользуйтесь для этого элементами с болтовыми затяжками. Таким образом вы добьетесь надежного контакта токоотводов.

Цены на держатели для токоотвода

Держатели для токоотвода

Шаг 7. Прикрутите кронштейны к кромке желоба водосливной системы, проволока к ним фиксируется болтами. Соединения затягивайте с большим усилием.

Установленные на доме токоотводы присоединяется к заземлению.

Изготовление заземления

Это самый важный элемент громоотвода, как уже выше сообщалось, рассчитывать параметры должен только специалист со специальным образованием. Он должен знать сопротивление грунта, его состав, близость грунтовых вод и другие исходные данные. На основании расчетов выбирается материал изготовление металлических штырей, расстояние и количество, глубина закапывания для каждого заземления. В зависимости от размеров дома подбирается конкретное расположение заземлителей.

Цены на стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы напряжения

1. У стальных штырей площадь сечения должна быть не менее 80 мм2, у медных 50 мм2. Надо помнить, что и сталь, и медь с различной скоростью окисляются, а окислы негативно влияют на показатели проводимости тока. Сечение и площадь поверхности стержней надо выбирать с запасом, а измерения сопротивления делать ежегодно. При достижении критических значений рекомендуется стержни откапывать и очищать от ржавчины.
2. Глубина траншей не менее 5,0 м, длина не менее трех метров. Эти показатели во многом зависят от физических характеристик грунтов, решения принимается специалистом на месте производства работ.
3. Все поземные соединения лучше делать сваркой, зажимы быстро теряют начальные значения сопротивления. Сварка делается обязательно с двух сторон, длина шва не менее пяти сантиметров.
4. Профессионалы советуют вместо круглых штырей использовать металлическую полосу толщиной не менее 1 мм и шириной примерно три–четыре сантиметра. Такой металл не только дешевле, но и значительно увеличивает время эксплуатации громоотвода за счет большой площади контакта с землей.

Делать или не делать громоотвод – дело каждого застройщика. Строгие требования установлены только для государственных зданий и помещений с большим количеством людей. Точной статистики по работоспособности системы нет, никто не знает, сколько молний удалось отвести от здания и какая эффективность работы устройства.

Теперь вы знаете, как правильно смонтировать громоотвод в частном доме. Но еще раз напоминаем, что перед началом работ надо внимательно проанализировать все факторы, оказывающие влияние на вероятность удара молнии в строение, а только потом принимать окончательное решение. Для того чтобы установка громоотвода давала ожидаемый эффект, крыша дома должна отвечать существующим строительным нормам.

Видео – Монтаж громоотвода

Как предотвратить попадание разряда молнии в объект?

Молниезащитные системы позволяют решить эту проблему. Они «притягивают» к себе разряд и перенаправляют его в заземляющую систему. Пока ещё не существует технологий, которые позволяли бы предотвратить саму стихию, молниезащитное оборудование помогает направляя импульсы перенапряжения в контур заземляющей системы.

В чем заключается различие между внутренней системой защиты от разрядов молний и внешней?

Системы, предохраняющие здания и промышленные объекты от ударов атмосферного электричества, называют внешними системами молниезащиты. Такие системы состоять из молениепремника, молниеотвода и заземляющих проводников. В целом такая конструкция выполняет функции перехвата приходящего разряда и последующего отведения электричества в грунт.
Внутренние молниезащитные конструкции предохраняют электрическую проводку в здании, а также электрическое оборудование, установленное внутри помещения от дополнительных, вторичных эффектов удара молнии (например, наводок или заноса тока через заземление или из других источников). Самый важный компонент внутренних систем защиты от молний - УЗИП. Оно ограничивает импульсные перенапряжения.

На какие типы и/или классы подразделяются УЗИП?

По трём наиболее распространенным классификациям - ГОСТ, МЭК (действуют в РФ), а также спецификации DIM, используемой в Германии, защитные устройства разделяются на категории соответственно методам их испытания и тому месту, на которое устанавливается устройство.
Первый класс испытательных операций УЗИП равнозначен классу технических требований под литерой «В» и Типу 1; Второй класс испытаний идентичен классу требований под литерой «С» и, соответственно, Типу 2, третий класс испытаний соответствует классу требований с литерой «D» и Типу 3.

Каково различие между УЗИП первого типа от защитных устройств второго типа?

Защитные устройства первого типа, как правило, устанавливают на входе в защищаемое здание, если ввод питания производится по воздуху или если используется внешняя система молниезащиты. В подобных ситуациях УЗИП используется для отведения некоторой доли прямого тока разряда. Согласно спецификации ГОСТ Р-514352-2008, защитные устройства первого типа (и, соответственно, первого класса испытаний), испытывают импульсами тока, имеющими форму волны 10/350мкс.
Защитные устройства второго типа применяются для того, чтобы предохранить конструкции от вторичных, наведенных импульсов. Их устанавливают или возле УЗИП первого типа или на входе в здание (если риск попадания части разряда внутрь здания полностью ликвидирован). При испытаниях УЗИП второго типа (и, соответственно, класса испытаний 2) используют импульсы тока 8/20мкс.

Нужно ли заменять УЗИП или каким-либо образом проверять его после окончания грозы?

Конструкция любого УЗИП предусматривает его автоматическое восстановление. Оно может включаться и выключаться множество раз, обеспечивая постоянную защиту от электрических перенапряжений в сети. Каждое устройство снабжено индикатором состояния, который сигнализирует о необходимости замены или какой-либо починки УЗИП.

Требуется ли установка УЗИП в тех случаях, когда оборудование молниезащиты в здании или на сооружении установлена в соответствии со стандартом и к ней подключено заземление?

Да, необходима установка УЗИП. Внешняя система молниезащиты предназначена для отведения прямых разрядов молнии, но она не способна защитить оборудование и проводку от вторичных эффектов молнии и наведенных разрядов. Внешняя система защиты не может предотвратить возникновение резких перепадов разницы потенциалов в системе заземления. Защитная система, установленная вне объекта, не способна предохранять электросеть от наведенных импульсов, появляющихся, как правило, в металлических конструкциях, расположенных неподалеку от места удара молнии.

Где устанавливается УЗИП: перед счетчиком или после него?

Если вам необходимо защитить электрическое оборудование и счетчик от вторичных перенапряжений, защитные устройства следует устанавливать перед счетчиком. Самое важное - придерживаться главного требования: согласно стандартам защитное устройство не должно иметь тока утечки. Поэтому лучше всего выбрать УЗИП с технологией VG, разработанные компанией CITEL. Такие счетчики, во-первых, не тратят электричество, находясь в ждущем режиме, и, во-вторых, способны снижать напряжение в сети до допустимого уровня соответственно третьему классу защитных устройств. Конкретную схему подключения защитного оборудования перед счетчиком следует согласовать с любым отделением компании «МЗК-Электро».

Нужно ли устанавливать систему заземления на объекте (в коттедже), если на входе располагается работоспособное УЗИП?

Согласно правилам устройства электроустановок, на входе в объект необходимо обязательно установить заземление. Более того, без подключения заземляющего проводника устройство защиты не будет работать.

Нужно ли присоединять заземляющий контур коттеджа к заземлению молниеприемнка?

Да, это необходимо. Все документы, определяющие установку системы защиты объекта от молний, равно как и организацию электроснабжения промышленных сооружений, требуют создания контура заземляющих элементов, охватывающего все защитные системы объекта. В результате снижается риск искрения или прободения защитной системы, и, соответственно, повышается уровень безопасности на объекте. Для обеспечения надлежащей защиты устройств, расположенных в помещении, от вторичных эффектов, возникающих после разряда молнии, нужно использовать защитные устройства. Когда в защищаемом здании установлена внешняя система предохранения от ударов молнии, обязательно использование УЗИП 1 класса.

Для чего предназначены активные молниеприемники?

Такие устройства монтируют на высокой металлической матче. Они используются для того, чтобы ионизировать окружающий воздух перед ударом атмосферного электричества. Проводимость воздуха увеличивается, и молния, которая следует по пути с наименьшим сопротивлением среды, «притягивается» к приемнику. Активные устройства - в этом заключается одно из из отличий от пассивных - имеют гораздо больший радиус защитной зоны.

Такой вопрос закономерно возникает не только у г. Плюшкина, но у любого здравого собственника, когда он с гордостью осматривает только что построенный коттедж, новое складское помещение, здание торгового центра или уже введенный в работу производственный цех. Вопрос не праздный. Молниезащита стоит денег, в ряде случаев не малых, а грозы в наших местах не так уж часты, длятся они час, два от силы, да и большинство молний вспыхивает между облаками, а не устремляется к земле. Рядом стоят давно построенные дома. Никаких молниеотводов на них не видно. Все там цело и никто не жалуется.

С этого, пожалуй, и надо начинать. Молниеотводов действительно не видно, но кто сказал, что здания не защищены от молнии? Молниезащита - это не только и даже не столько установка молниеотводов. Чтобы защититься от молнии сегодня, приходится создавать целый арсенал защитных средств, потому что молния очень изобретательна в выборе оружия и предпочитает обходные маневры лобовой атаке.

России повезло с местом расположения. Целиком находясь в умеренных широтах, она не знает тропических гроз. Тем не менее, на каждый квадратный километр территории страны в среднем приходится 3 - 4 удара молнии в год. Редкий коттедж занимает на земле больше 250 м 2 . На такую площадь в средней полосе России по статистике приходится всего
N = 250:1000000×4 = 0,001 молнии в год. Это означает, что построенное здание должно простоять в среднем T ≈ 1/N = 1000 лет, прежде чем в него ударит молния.

Нетерпеливый человек может прекратить чтение, решив, что столь редкое событие не заслуживает внимания. Специалист же сразу укажет на грубую ошибку, заметив, что в оценке не учтено главное - высота сооружения. Он скажет, что любой объект, возвышающийся над поверхностью земли, притягивает к себе разряды молнии с расстояния около трех своих высот h. Этот факт проверен очень многими экспериментами и не вызывает сомнений. Чтобы получить площадь, с которой стягиваются молнии, вдоль внешнего периметра вашего сооружения надо провести линию, отстоящую от него на
R ст = 3h. Площадь внутри очерченной таким образом границы и будет площадью стягивания молний S ст. Читатель может вычислить ее любым способом, хоть по клеточкам на линованной бумаге. Для здания длиной L и шириной D вполне годится элементарная, хотя и несколько завышенная оценка по школьной формуле для площади прямоугольника

В уже рассматриваемом примере с коттеджем площадью 250 м 2 , для которого L = 15 м и D = 10 м при высоте h = 10 м получается S ст = 5250 м 2 - в 21 раз больше фактической площади. Соответственно увеличивается и вероятность удара молнии. Фактически его следует ожидать в среднем примерно через каждые 50 лет. Это уже вполне значимое время, сопоставимое с человеческой жизнью, тем более, что статистика не поясняет, когда конкретно в полувековой интервал произойдет предсказанное прямое попадание.

С высотой объекта частота ударов молнии в него стремительно нарастает. Стометровая осветительная мачта большого стадиона будет встречаться с молнией почти ежегодно. Строителям придется заранее побеспокоиться о безопасном отводе в землю ее тока. Иначе известный случай поражения сразу нескольких игроков на футбольном поле превратится в систему.

Теперь самое время познакомиться с молнией поближе. С ее прямым ударом все более или менее ясно. Плазменный канал температурой около 30 000 C не оставляет надежд на благополучный исход. Он в состоянии прожечь металлическую кровлю толщиной до 4 мм, воспламенить практически любой горючий материал. Механические разрушения от молнии не столь значительны. Как правило, к ним приводит очень быстрое испарение влаги или генерация газов при разложении пластических материалов по пути следования тока молнии. Классический пример тому длинные и широкие полосы коры, что срывает молния при ударе в дерево. Примерно так же.могут пострадать композиционные материалы, столь популярные сегодня. К счастью, они не так часто применяются в градостроительстве.

Главное же орудие молнии - ее электромагнитное поле. У молнии средней силы ток близок к 30 000 А, для предельно мощной он в 6 - 7 раз больше. Почувствуйте эту величину, сопоставив ее с током мощного домашнего утюга (10 А) или промышленного сварочного аппарата (100 А). Это совсем другие масштабы. Длительность импульса тока молнии редко превышает 0,0001 с (в молниезащите секунда - слишком большое время, там пользуются микросекундами, мкс). За 100 мкс много тепла не выделится, поэтому для отвода тока молнии в землю используются проводники вполне умеренного диаметра (~ 1см). Куда более важен другой временной параметр - время роста тока до амплитудного значения. Здесь молния безусловный рекордсмен, потому что ее ток может нарастать во времени со скоростью 200 000 000 000 А/с. В нашем быту нет явлений, которые можно было бы использовать для зримого представления столь фантастической величины.

Для себя я придумал следующее. Представьте человека на расстоянии 10 м от молниеотвода (промежутки такого рода часто фигурируют в нормативах по молниезащите едва ли как безопасные). Его поднятые руки образуют контур площадью 1 м 2 . В таком контуре молния с предельной скоростью роста своего тока наводит ЭДС магнитной индукции в 4000 В. Напряжение в сети вашего дома почти в 20 раз меньше, тем не менее, не пытайтесь для сопоставления оценить на себе его воздействие, сунув в розетку пару гвоздиков. Двадцатикратного перенапряжения бытовые приборы не выдержат. Что ж тогда говорить о низковольтных устройствах - компьютерах, плеерах, датчиках пожарной сигнализации, аппаратуре охраны периметра, телевизионных усилителях. В современном жилище немало дорогостоящих устройств, которые могут стать легкой добычей молнии.

Ваш дом - ваша крепость. Так говорят англичане. Наиболее уязвимым местом этой крепости закономерно считают воздушную линию электропередачи 220/380 В, что поставляет вам электроэнергию. Вместе с ней в дом проникают грозовые перенапряжения. Если не считать больших городов, электроснабжение в нашей стране все еще осуществляется по воздушным линиям обычного исполнения. Ее провода подвешиваются на столбах-опорах на расстоянии 40 - 50 см друг от друга, чтобы исключить схлестывание при ветре. Протянувшись от подстанции до вашего дома на 200 - 300 м, такие провода образуют контур очень солидной площади. Даже совсем неблизкая молния наводит в нем своим магнитным полем опасное напряжение. Несколько лет назад у меня была возможность убедиться в эффективности дистанционной молниевой атаки. Удар молнии в землю произошел на расстоянии 200 -300 м от моего одноэтажного дома. На это указала короткая (~ 1 с) задержка между вспышкой и раскатом грома. Сам я остался без антенного усилителя. В соседних домах вышли из строя телевизоры, музыкальные центры СВЧ-печки и другое далеко не самое дешевое оборудование. Согласитесь, молниевый разряд в радиусе 200 -300 м от дома маловероятным событием не назовешь. Лучше не рисковать и позаботиться о средствах защиты.

Мой сосед, завершающий строительство нового дома, пришел посоветоваться об его молниезащитном обустройстве. Я сказал, что он сильно опоздал с началом работ. Средства молниезащиты должны выбираться еще в проекте. Только тогда они окажутся не слишком дорогими и предельно эффективными. Дело в том, что специалисты умеют совмещать многие элементы молниезащиты со строительными конструкциями сооружения. Естественно, что такое надо предусматривать заранее.

Опасность молнии не стоит преувеличивать, подобно тому, как это делают телевизионные комментаторы, демонстрируя кадры-страшилки и снабжая своих зрителей бесполезными, а иной раз и просто вредными советами. Но еще опаснее этой опасностью пренебрегать. Человеку разумному стоит обратиться к специалисту, чтобы трезво оценить возможные аварийные последствия и предусмотреть средства защиты от них.

Э. М. Базелян , д.т.н., профессор
Энергетический институт имени Г.М. Кржижановского, г. Москва

Надеемся, что в дальнейшем этот сайт выполнит роль элементарного учебника по самообороне от молнии. Мы планируем постоянно размещать здесь статьи о реальных опасностях грозового электричества и современных средствах молниезащиты. Они призваны помочь разобраться в существе проблемы и оценить доступные вам пути ее решения.

Нужна ли молниезащита?

Молнии, атмосферные разряды постоянный и практически повсеместный спутник людей. Их ужасающая сила представлялась нашим предкам проявлением воли богов. В мировой науке и практике разработаны эффективные методы защиты от последствий атмосферных разрядов. Защита от молнии - это комплекс мер по защите жизни и здоровья человека и его имущества. В настоящий момент молниезащита , как набор норм, приёмов и средств, является динамично развивающейся частью мировой техники.

Молния и её поражающие факторы.

Атмосферные разряды имеют сокрушительную силу и их разнообразные последствия представляют серьёзную угрозу для жизни человека и его имущества.

Существует несколько молниевых теорий, но главное то, что разность потенциалов до 1000 kV в облаках по отношению к поверхности земли вызывает разряд чудовищной силы до 200kA, который сопровождается вспышками, раскатами грома. Разогрев атмосферного канала разряда достигает 30 000 град. Средняя продолжительность разряда, наиболее часто возникающего удара молнией "облако-земля", составляет примерно 60-100 мкс. Многообразие поражающих факторов и последствий удобнее проанализировать на примере таблицы.

Из вышеперечисленного можно сделать выводы:

• молнии, грозовой потенциал представляет для жизни человека и его имущества реальную и многообразную угрозу.
• окружающая человека среда, по мере насыщения чувствительным современным электронным оборудованием, стала чрезвычайно уязвимой к воздействию атмосферных и коммутационных перенапряжений.

В качестве примера можно привести следующие статистические данные: более 25% страховых выплат в Германии приходится на покрытие ущерба от молнии и перенапряжений.

Необходимость молниезащиты и защиты от перенапряжений не вызывает сомнения у каждого, кто стал очевидцем последствий атмосферных разрядов.

Краткий перечень проблем связанных с защищённостью существующих сооружений, проектированием и реализацией молниезащиты зданий на территории РФ.

В своей основе проблемы российской молниезащиты имеют нормативный характер. Действующие на территории РФ нормы в области молниезащиты не отражают, в полной мере, достижений современной науки и техники. Эффективные методы и средства молниезащиты наиболее полно представлены в нормах МЭК (Международная электротехническая комиссия) и подтверждены широким практическим применением в промышленно развитых странах.

Для удобного восприятия текста статьи необходимо привести функциональные названия базовых разделов системы молниезащиты, принятых в международной практике.

При весьма обобщённом сравнении мировых и российских стандартов можно сделать ряд принципиальных выводов.

По разделу внешней молниезащиты:

• В отличии от норм РФ в стандартах МЭК детально разработан метод защиты посредством наложения молниеприёмных контуров (сетки) на сложные кровли зданий в сочетании с защитой выступающих частей.
• В российском руководящем документе "Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений" (РД 34.21.122-87) не закреплена мировая практика применения антикоррозионных материалов и элементов заводской готовности, в том числе заземлителей и болтовых соединителей из оцинкованной стали в заземляющих устройствах.
• В той же инструкции обусловлена однозначная практика приёма удара молнии металлическим кровельным покрытием. В тоже время в нормативных документах МЭК этот метод применяется только в том случае, когда отсутствует необходимость обеспечить сохранность данного покрытия.

По разделу внутренней молниезащиты:

На данный момент международная концепция зональной защиты от импульсного перенапряжения электроустановок зданий, информационных и телекоммуникационных систем, электронного оборудования и оконечных устройств, практически находится вне поля деятельности российских специалистов.

• В нормах МЭК тщательно отработаны правила и рекомендации на применение ограничителей перенапряжения в соответствии с зональной концепцией внутренней молниезащиты, а также требования к ним. В тоже время в новой редакции ПУЭ содержится лишь фрагментарное указание о необходимости установки разрядников на вводных электрических шкафах при воздушном вводе питающей линии.
• В российских нормах не разработан комплекс методов и средств по защите от грозовых и коммутационных перенапряжений современных слаботочных сетей, оборудования и устройств.

В результате можно привести неполный перечень реальных проблем, с которыми сталкиваются застройщики, подрядчики и владельцы недвижимости.

В условиях отсутствия практики применения элементов заводской готовности реализовать эффективную внешнюю молниезащиту коттеджей, усадеб и подобных зданий возможно только с применением отдельно стоящих высоких стержневых молниеприёмников. Как правило, застройщиков и владельцев не устраивает данное решение, т.к. нарушается архитектурная индивидуальность здания, а его реализация сопряжена со значительными затратами.

Использование металлического кровельного покрытия (особенно металлочерепицы) в качестве молниеприемника может привести к деформации и разрушению листового материала, а также возгоранию ниже расположенных горючих материалов конструкций кровли.

Возникают трудности при устройстве внешней молниезащиты на реконструируемых промышленных, общественных и административных зданиях. На таких объектах дешевле выполнить внешнюю молниезащиту и заземление независимо от токоведущих строительных конструкций, чем определять их пригодность и реконструировать. В условиях практической недоступности на рынке элементов заводской готовности эффективно и экономично реализовать молниезащиту данных объектов затруднительно.

Выполненные из подручных материалов в построечных условиях части молниезащиты и заземляющие устройства имеют, как правило, невысокую долговечность, недостаточную степень защиты от прямого удара, лишены средств защиты от занесённого и наведённого грозового потенциала.

Общественные и промышленные здания городской застройки, имеющие защиту от прямого удара молнии с использованием токопроводящих строительных конструкций, как правило, оснащены электроустановками без устройств внутренней молниезащиты. Владельцы и эксплуатирующие организации могут понести значительные затраты на ликвидацию последствий и покрытие ущерба от грозовых и коммутационных перенапряжений в сетях.

С каждым годом всё шире применяются в быту, управлении, промышленности и связи дорогостоящее и чувствительное к импульсному напряжению информационно-технологическое оборудование, системы телекоммуникации и автоматизации. Бесперебойная их работа и сохранность требует комплексного и квалитетного оборудования по ограничению грозовых и коммутационных перенапряжений с доступными пониманию специалистов правилами применения, инсталляции и эксплуатации.

В данных условиях вызывает живой интерес тема возможного снижения рисков страховых компаний, и соответственно, размера тарифов для страхователей недвижимости и имущества.

Специалисты предлагают Вам создавать новый уровень безопасности домов, в которых Вы живёте, которые Вы строите, оборудуете и проектируете. Комплексное оснащение системным оборудованием ведущего германского производителя OBO Bettermann - проверенное временем эффективное решение по защите от молнии и импульсных перенапряжений.