Защита от молний зданий и сооружений
Защита от поражения молнией разнообразных объектов является актуальным решением для большинства территорий как России, так и всего мира. Атмосферное электричество способно сформировать мощный разряд в любой точке планеты, поэтому и создаются комплексы специальных приспособлений, способных защитить промышленные и гражданские объекты от ущерба, который может нанести прямое попадание молний. Важность таких технических решений трудно переоценить, ведь от них в конечном итоге зависит безопасность людей.
Молниезащита зданий и сооружений – это совокупность действий, направленных на уменьшение и полное исключение травматизма людей и материальных потерь от ударов атмосферных электрических разрядов. Удар молнии опасен тем, что может привести к полному или частичному разрушению незащищенных объектов, выходу из строя различных приборов, к нарушению в работе коммуникационных сетей, гибели животных и людей и другим крайне негативным последствиям.
Что же такое молния и чем она опасна?
Молния – это искровой разряд атмосферного электрического потенциала с напряжением до десятков миллионов вольт, создающий силу тока в несколько сотен тысяч ампер. Такая мощь способна расплавить десятки тонн металла и уничтожить большие здания, что уж говорить о хрупком человеческом организме. Природа молний такова, что разряд приходится на самую высокую точку на поверхности земли с наименьшим сопротивлением электрическому току. Эта особенность является определяющей при создании систем молниезащиты.
Поражающие факторы атмосферных молний делятся на следующие два основных вида.
- Первичный. Для него характерно механическое и сильное тепловое воздействие. При прямом попадании электрического разряда в объект велика возможность возникновения пожара и разрушения конструкции. Исключить этот поражающий фактор без специальных приспособлений невозможно. Необходимо разработать и установить защиту от молний. В противном случае металлические конструкции будут плавиться, бетон и другие строительные материалы разрушаться, а также воспламеняться и взрываться горючие вещества, вследствие высоких температур.
- Вторичный. Возникает вследствие воздействия на объекты электромагнитной индукции, которая приводит к возникновению блуждающих токов на металлических поверхностях, электроприборах и других изделиях, изготовленных из материалов, проводящих электричество. Способен вызывать искрение и выход из строя бытовой и промышленной техники. Этот поражающий фактор невозможен без первичного воздействия молнии на близлежащий объект. Для защиты от него, необходимо просто отключить всю технику от сети на время прохождения грозового фронта.
Грозозащита, используемая на промышленных, гражданских и других объектах делиться всего на два вида: внешняя система и внутренняя. Для эффективной защиты зданий и сооружений от попадания молний необходимо комбинировать и сочетать эти два типа в общую схему молниезащиты.
Система внешней грозозащиты
Внешняя молниезащита объектов – это комплекс технических приспособлений, который перехватывает атмосферный электрический разряд и отводит его в землю. В этом случае, вся огромная мощность молнии не причиняет ущерба зданию или сооружению и беспрепятственно поглощается землей. Такая система состоит из набора узлов и отдельных деталей. Первоначально разряд попадает в молниеотвод, который по неизвестным причинам называется «громоотводом», хотя гром – это просто звук и причинить вред кому-либо или чему-либо не может!
Молниеприемник изготавливают из металлов, обладающих высокими характеристиками электропроводности. К ним относятся сплавы железа, медь и алюминий. Стальные «громоотводы» в обязательном порядке имеют гальваническое покрытие, повышающее антикоррозионные свойства изделия. Молниеотводы изготавливаются в следующих исполнениях.
- Стержневые молниеприемники. Монтируются на крышах зданий и сооружений таким образом, чтобы конструкция «громоотвода» превосходила по высоте близлежащие строительные элементы. Для невысоких строений применяется отдельно стоящая конструкция, как правило, на бетонной опоре или дереве. Количество «громоотводов» выбирают в зависимости от размеров объекта.
- Тросовые молниеприемники. Предназначены для установки на сооружениях большой протяженности, а также высоковольтных линий передачи электроэнергии. Основой для таких систем грозозащиты служит трос из металла, натянутый на опорах, изготовленных из диэлектрических материалов. Оба конца троса присоединяются к токоотводам.
- Сетчатые молниеприемники. Изготавливаются из стальной или алюминиевой проволоки с определенным размером ячеек. Сетчатые «громоотводы» натягиваются по всей поверхности крыши на изолированных опорах. В площадь защиты такой системы должны попасть все выступающие элементы конструкции здания или сооружения от вентиляционных и газоотводящих труб, до изделий специального назначения.
Следующим элементом систем внешней грозозащиты являются токоотводы, по-другому спуски, соединяющие молниеприемник с заземляющим устройством. Задачей спусков является эффективный отвод энергии молнии к заземлению. Токоотводы изготавливают из стальной проволоки или сетки с антикоррозийным покрытием. Для монтажа этих элементов могут быть использованы резьбовые соединения или сварка.
Последним элементом внешней грозозащиты выступает устройство заземления. Эта приспособление отвечает за прием энергии разряда и рассеивания его в поверхности земли. Заземлитель защиты от молний, как правило, связан в одно целое с общим контуром заземления электросети объекта. Его конструкция может быть выполнена в виде забитых в землю металлических стержней или закопанного листа металла. Все соединения этой части грозозащиты выполняются исключительно сваркой.
Следует уделить внимание современным системам внешней активной защиты от попадания электрических атмосферных разрядов. «Громоотвод» такой конструкции принципиально отличается от традиционного молниеприемника. В него встроено специальное электронное устройство, которое в определенных условиях способно генерировать высоковольтные импульсы и притягивать молнии, при этом значительно эффективней работает весь комплекс защиты от ударов разрядом молнии.
Этот молниеприемник функционирует в полностью автоматическом режиме. При прохождении грозового фронта резко повышается статический потенциал в воздухе, он-то и активизирует работу генератора импульсов. Высоковольтные импульсы провоцирую электрический искровой разряд в атмосфере при низкой разности потенциалов, что позволяет деактивировать молнию на стадии зарождения. Радиус действия такой грозозащиты намного больше, чем в случае классического варианта.
Преимуществом активной внешней молниезащиты являются небольшие размеры, по сравнению с пассивными вариантами, высокая эффективность и отсутствие собственных источников питания. Такой «громоотвод» запитывается за счет статического напряжения, которое насыщает атмосферу во время грозы, что и обеспечивает его автоматический режим работы. Этот факт делает активную грозозащиту просто уникальным устройством!
Система внутренней грозозащиты
Эта система защиты от молний включает в себя набор различных технических устройств, нивелирующих негативное воздействие наведенных токов большого напряжения на разнообразную промышленную и бытовую технику. Она защищает схемы от возникших перенапряжений в электрических цепях. Система способна блокировать не только прямой удар молнии в сооружение, но и вторичный поражающий фактор электростатического атмосферного разряда, возникшего вблизи здания.
Комплексы оборудования внутренней молниезащиты строятся на основе устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Эти приборы монтируются совместно с автоматами выключения подачи электроэнергии и предотвращают возникновение пожара в электрощите при перенапряжении. УЗИП могут работать в двух режимах: по приоритету безопасности или бесперебойности. В первом случае внутренняя молниезащита, при возникновении молнии, полностью отключает потребителя, во втором УЗИП принимает удар на себя, а электрическая сеть продолжает подачу электроэнергии.
Заключение
Для надежной молниезащиты жилого дома как многоквартирного, так и частного, а также промышленных предприятий, сооружений инфраструктуры и других объектов необходимо комплексно подходить к решению этой задачи. Лучше всего использовать комбинированный вариант внешней защиты от молний с внутренним. Устройство защиты от импульсных перенапряжений полностью не смогут защитить от атмосферных электрических разрядов, если не обеспечить систему эффективным молниеотводом. В то же время, качественная внешняя молниезащита не сможет обеспечить безопасность бытовой и промышленной технике без УЗИП.
Для загородных индивидуальных домов наличие высоконадежного комплекса для защиты от попадания молнии крайне важна, так как без нее, при прямом разряде на строение или около него, возможна полная утрата имущества. Монтаж пассивной защиты можно осуществить собственными руками, если соблюдать все требования и нормы. Главное всесторонне изучить вопрос и следовать всем рекомендациям. Активную внешнюю систему молниезащиты сможет спроектировать и внедрить только специалист, имеющий необходимую квалификацию и соответствующее образование!
