Устройство молниеотвода

В общем виде в состав молниеотвода входят:

• молниеприемник;

• токовод от молниеприемника до заземлителя;

• заземлитель.

Общие правила:

• С увеличением высоты молниеотвода увеличивается защищенная площадь (расчет методом защищенного конуса).

• Количество молниеотводов должно обеспечивать перекрытие полусфер захвата разряда молнии, тогда можно говорить о коэффициенте надежности системы молниезащиты.

• Сечение стальных элементов молниеотвода 60...80 кв. мм (прокат круглый 6...8 мм или полосовой толщиной 4 мм), включая многопроволочные изделия.

• При совместном использовании системы заземления, т.е. включение молниезащиты, следует предусматривать систему выравнивания потенциалов и защиту от блуждающих токов или бросков напряжения.

Виды молниеприемников

В зависимости от габаритных размеров объекта, результатов предварительного расчета или оценки рисков (ГОСТ Р МЭК 62305-1 — 2010) и экономической целесообразности выбирают тип молниеприемника. Необходимо определить класс объекта, в зависимости от которого устанавливается уровень защиты, надежность и пиковое значение тока (таб. 2.1. и 2.2. СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты...»).

Базовые виды молниеприемников:

• стержневой;

• тросовый;

• сетка.

Нормативы допускают комбинировать базовые виды, выделяя основной. Использование другого вида молниеприемника в системе позволяет устранить возможные «дыры», упростить основную систему и повысить общую эффективность защиты от прямого удара молнией.

Например, к тросовому молниеприемнику, на его концах, можно добавить стержни, которые располагают перпендикулярно в плоскости троса и концы загибают вверх, что позволит снизить вероятность повреждения объекта в случае обрыва троса в результате удара молнией и уменьшить сопротивление стеканию тока при попадании молнии в «усы».

Стрежневые молниеприемники

Получили широкое распространение благодаря технической простоте конструкции, которая сводится к собственно молниеприемнику в виде прутка диаметром 6...8 мм, приваренного к металлическому оголовку и деревянной, железобетонной или металлической опоре. Токовод обязателен только для деревянной опоры. В случае железобетонной или металлической конструкции опоры в качестве токовода и заземлителя допускается использование арматуры или конструктивных элементов изделия. Количество стержневых молниеприемников и их высота определяется из расчета, который учитывает высоту объекта и площадь покрытия мнимой полусферой захвата разряда.

В зависимости от размещения стержневого молниеприемника различают:

• молниеотводы стоящие отдельно и не связанные с системой заземления объекта (здания промышленного назначения, базы ГСМ, здания с заданными требованиями к защите);

• молниеотводы стержневого типа, которые предусмотренные проектом объекта и включенные в систему заземления (любые здания с коньковой крышей);

• молниеотводы системы защиты временно вынесенного оборудования;

• дополнительные элементы других систем молниезащиты.

Тросовые молниеприемники

Этот тип приемников разряда применяется для защиты объектов большой протяженности, сравнительно небольшой высоты и ширины или, когда применение молниеотводов стержневого типа экономически нецелесообразно. В качестве молниеприемника выступает трос, натянутый между двумя мачтами, которые служат опорой и заземляющими токоотводами. При расчете высоты размещения следует учитывать провисание троса под собственным весом и колебания под ветровой нагрузкой.

Частным случаем тросового молниеприемника можно считать трос, который прокладывается по коньку, выступающим элементам крыши и присоединенных к двум токоотводам с заземлением. Трос закрепляют на стойках, которые конструктивно обеспечивают вылет троса на 30...50 см за пределы конька по длине. Высота пролета троса над коньком не менее 30 см в месте наибольшего провисания для крыш из горючих материалов. Рекомендуется на стойках установить дополнительные стержневые молниеотводы (вертикальные или «усы»).

Тросовые системы защиты достаточно эффективны и дешевы. Допускается использовать в качестве мобильного средства защиты временного объекта. К недостаткам можно отнести негативное влияние на внешний вид.

Сетчатые молниеприемники

Системы молниезащиты на основе сетки применяются для защиты сооружений с плоской крышей имеющей наклон не более 1:8. Представляет собой сетку со стороной квадрата 5 м для зданий I-ой категории и 12 м для остальных. Соединение ячеек и подключение к заземляющим тоководам производится сваркой или механически с помощью специальных штампованных зажимов с резьбой. Пруток молниеприемника диаметром 6...8 мм размещается на держателях, размещенных на расстоянии 0,7...1 м друг от друга. На негорючих крышах используются держатели, обеспечивающий высоту над поверхностью 40...60 мм, на горючих применяют держатели-стойки, обеспечивающие высоту не ниже 120 мм.

На фасаде заземляющие тоководы крепятся с помощью фасадных держателей. Высота провода над поверхностью негорючей стены 20...40 мм, горючей — 80...100 мм. Расстояние между тоководами не более 25 м. При проектировании размещения отводов следует закладывать расстояние от окон и входных или въездных проемов не менее 2-х м.

Виды заземлителей

Для подключения тоководов молниеотвода любого типа допускается использовать один из видов заземлителей:

• Модульно-штырьевой со специально проложенной заглубленной системой заземления. Штыри забивают на глубину 3...5 м на удалении 0,7...1 м от фундамента здания и создают электропроводящий контур с помощью полосы. Полоса заглубляется на 0,5...0,7 м.

• Естественные заземляющие электроды, которые представляют собой арматуру железобетонной конструкции. Использование арматуры возможно при условии долговременного электрического контакта между элементами арматуры. Кроме этого, гидроизоляция должна быть выполнена на основе битума. Основным нормативным документом, регламентирующим устройство заземлителей молниезащиты с применением арматуры, является РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты...».

Тип заземлителя выбирается в каждом конкретном случае, т.к. перечисленные способы заземления имеют множество нюансов, которые связаны с геологическими, гидрологическими или климатическими условиями местности. Для грамотного проекта заземления молниеотвода надо обработать большой массив информации и провести расчеты. Все усилия будут напрасными, если заземлительне будет работать должным образом.

Общие соображения о молниезащите

С точки зрения инженерно-технической реализации системы молниезащиты молниеотводы не являются сложным изделием, исключая мачтовые несущие конструкции высотой выше 30 м. Важным остается вопрос выбора схемы защиты с учетом требований надежности и экономической обоснованности.

Необходимо понимать, что система молниезащиты любого типа является объектом, который должен быть зарегистрирован в соответствующих органах, а значит должна иметь согласованный проект, собрана в полном соответствии с ним и поставлена на учет. Проектирование рекомендуется отдавать организациям, которые специализируются на этой теме, впрочем, как и монтаж. В этом случае организация выписывает паспорт молниезащиты и несет материальную ответственность за ущерб, возникший при поражении объекта или оборудования грозовым разрядом.

Компания «Алеф-М» специализируется на разработке систем молниезащиты и монтаже проекта под ключ.