Молниезащита: виды, классификация, нормы, типы зон

Молниезащита зданий, сооружений, оборудования и коммуникаций

Атмосферные явления с образованием молний, сопровождаемых яркими вспышками света, громом, называют грозами. Молнии – это грозовые разряды электричества, возникающие между облаками и Землей; внутри облаков.

Попадание молнии в дом

Опасность для жизни людей, сохранности промышленных, общественных строений, высотных инженерных сооружений – дымовых труб, антенн телевидения, радиосвязи, включая сотовую; вышек, опор электрических сетей; технологического оборудования, расположенного на открытых промышленных площадках, например, для ректификационных колонн предприятий нефтепереработки представляют молнии первого типа.

Необходимость устройства молниезащиты связана с тем, что напряжение при грозовых разрядах достигает 50 млн. В, а сила тока – до 100 тыс. А; с выделением огромного количества световой, звуковой и тепловой энергии. Грозовые разряды являются электрическими взрывами, сходными с детонацией, наносящими разрушения строениям, ломающими деревья, послужившие им источниками заземления; травмируют, контузят людей, что нередко приводит к их гибели.

Молниезащитой называют комплекс технических решений, что надежно обеспечивают безопасность людей, предохранение строений различного назначения, высотных объектов; технологического, инженерного оборудования производственных объектов; коммуникаций инфраструктуры населенных пунктов, линий электропередач как от прямых ударов грозовых разрядов, электромагнитной, электростатической индукции, так и от передачи электротока через металлоконструкции, коммуникации.

Заземление и молниезащита – это то, чем согласно нормам должны быть оборудованы промышленные здания, инженерные коммуникации, а также другие объекты. Кроме того, пункт 4 статьи 50 Федерального закона РФ №123-ФЗ предписывает в качестве одного из способов исключения источников зажигания устраивать защиту от молний для зданий, оборудования для повышения уровня пожарной безопасности на объектах.

Нормы устройства молниезащиты

Учитывая, что строения, сооружения, технологические установки, коммуникации довольно сильно отличаются по своему устройству, исполнению разработаны государственные, ведомственные, корпоративные нормы; стандарты, правила проектирования для организации оптимальной, эффективной защиты от грозовых разрядов для каждого типа объектов – от производственных объектов, где она впервые стала применяться, до жилых домов.

В основе норм, что регламентируют создание технической защиты от молний, опыт организации электрической безопасности строений разного вида, назначения, с учетом особенностей, присущих современным постройкам, сооружениям и коммуникациям инфраструктуры, связи.

Требования к молниезащите изложены во многих официальных документах. Проектирование, расчет молниезащиты ведется на основании следующей нормативно-технической базы:

«Правил устройства электроустановок». В настоящее время действует седьмое и некоторые главы шестого издания этого основополагающего документа, без знания требований которого невозможно проектирование любых видов, типов электрических установок, оборудования, аппаратуры защиты от поражения электротоком, включая молниезащиту. Промышленная безопасность защищаемых объектов с категориями по взрывопожарной опасности помещений, зданий также невозможна без этого вида защиты от высоковольтных разрядов электрического тока. Это учитывают требования по организации, исполнению молниезащиты для различных видов строений, инженерных сооружений, электрических коммуникаций, указанные в нескольких главах ПУЭ. Главы 2.4, 2.5 – для воздушных линий электропередач с рабочим напряжением меньше и больше 1 кВ соответственно, включая карту районирования территории России с указанием длительности гроз в году, что необходимо при проектировании систем, устройств молниезащиты. Глава 4.2 – для распределительных устройств, электрических подстанций напряжением больше 1 тыс. В. Глава 4.3 – для преобразовательных подстанций, установок.
РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений». Ее предназначение видно из названия. Несмотря на то что документ утвержден еще Министерством энергетики Советского Союза, по согласованию с Госстроем, он действует и сегодня.
Некоторые ее положения неизбежно устарели, не успевая за научно-техническим прогрессом, поэтому при проектировании современных технических систем, устройств защиты от грозовых разрядов пользуются российскими ГОСТ, идентичными стандартам Международной электротехнической комиссии; а также отечественными инструкциями по молниезащите, вышедшими в свет позднее.
Один из этих документов СО 153-34.21.122-2003, разработанный тем же коллективом ученых, регламентирует устройство молниезащиты как строений, так и инфраструктурных коммуникаций.
ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010, ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010, представляющие собой две части одного национального стандарта о менеджменте рисков при защите объектов от грозовых разрядов. В первой части сформулированы общие принципы, во второй – методики оценки рисков гибели, получения травм от поражения электротоком людей; полного/частичного разрушения объектов, общественных коммуникаций; экономических потерь от попадания молний.
Важно, что при этом рассматриваются такие факторы, как пожарная безопасность, так как в расчетах учитываются пространства с огнеопасной средой – воздушной смесью паров горючих жидкостей, газов, пыли.
ГОСТ Р МЭК 62561.1-2014. Это первая часть национального стандарта об элементах систем защиты от молний, касающаяся требований к их частям, соединениям.
ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014 – к проводникам, электродам заземления.
ГОСТ Р МЭК 62561.3-2014 – к распределительным разрядникам.
ГОСТ Р МЭК 62561.4-2014 – к элементам крепления.
ГОСТ Р МЭК 62561.5-2014 – к смотровым колодцам, уплотнителям электродов заземления.

Требования к проектированию, устройству заземления, защиты от молний электроустановок, оборудования зданий, линий электропередач в СССР также устанавливал СНиП 3.05.06-85 об электротехнических устройствах. Сегодня действует свод правил, выпущенный как его актуализированная версия – СП 76.13330.2016.

Помимо норм, действующих на территории РФ, следуют упомянуть сходные требования к системам защиты от грозовых зарядов, применяемые в союзных государствах. В Республике Казахстан – это СП РК 2.04-103-2013 об устройстве молниезащиты объектов, вышедший взамен аналогичной инструкции СН РК 2.04-29-2005; в Республике Беларусь – технический кодекс ТКП 336-2011 о защите от молний объектов, инженерных коммуникаций.

Тип зон молниезащиты

Под системами защиты от молний объектов, инженерных, коммуникаций и технологического оборудования понимают внешние и внутренние технические устройства, позволяющие защитить их как от прямого воздействия ударов молний, так и от вторичных воздействий – электрических, электромагнитных полей, сопровождающий грозовой разряд.

Различают активные и пассивные системы защиты от молний.

Пассивная, способная перехватить молнию до ее разряда на конструкции строительного объекта, корпуса оборудования или части инженерного, коммуникационного сооружения, и отвести заряд в землю, состоит из следующих элементов:

Приемника молний.
Молниеотводов.
Заземляющих устройств.

В активной системе к этим неотъемлемым элементам добавляются устройства, генерирующие восходящий поток ионов, притягивающий к себе грозовой разряд.

Проектируются, монтируются несколько видов систем молниезащиты – стержневая, тросовая, которые по результатам проведенных расчетов, в зависимости от количества стержней/тросов, их расстановки/расположения, конфигурации площади защиты, могут создавать два типа зон молниезащиты:

А. Степень надежности защиты – от 99, 5%.
Б – от 95%.

Виды систем молниезащиты

На практике, если строительный объект, технологическая установка, вышка, столб, антенна инженерных коммуникаций полностью находится в зоне защиты от попадания молний, вероятность их поражения грозовым электрическим разрядом стремится к нулю.

Классификация зданий и сооружений по устройству молниезащиты

Существуют следующие категории молниезащиты строительных объектов, зависящие от назначения, значимости, класса пожарной опасности и возможности взрыва; пожарной нагрузки – наличия, количества, вида взрывопожароопасных материалов; региональной частотности грозовых разрядов; зафиксированных попаданий молний:

I категория, имеющая наивысший уровень защиты от возможного прямого попадания молний в объект. Это производственные объекты с наличием взрывоопасных зон классов опасности В-I, II. Тип зоны защиты – А.
II категория. Это здания производственного, складского назначения, открытые площадки как с хранением ЛВЖ, ГЖ, так и с установленным на них технологическим оборудованием, где они обращаются; а также взрывоопасные производства, наружные установки классом опасности ниже В-Iа. Тип зоны защиты для технологического оборудования, установленного на открытых промышленных площадках – Б; для объектов – А или Б в зависимости от прогнозируемого количества грозовых разрядов в год.
III категория. К ней относятся строительные объекты различного назначения III–V степеней стойкости к огню в районах, где годовая продолжительность гроз больше 20 часов. Основной тип молниезащиты – Б.

Определить все основные параметры системы защиты от попадания молний для любого конкретного объекта можно по таблице 1 РД 34.21.122.

Виды молниезащиты

Система молниезащиты в зависимости от категории объектов может быть нескольких видов:

Защищающая от прямых ударов. Устройства, используемые для этого, называют молниеотводами, состоящими из несущей опоры, в качестве которой может служить сам строительный объект, приемника разряда, токоотвода и заземлителя. Применяют как стержневые, тросовые молниеотводы, так и металлическую сетку, уложенную на кровлю защищаемого объекта. Для воздушных линий электропередач используют грозозащитные тросы, принимающие разряд молнии.
От электростатической индукции. Осуществляется путем подсоединения всего электрооборудования к системе заземления объекта.
От электромагнитной индукции. Для этого в местах соединений устраиваются токопроводящие перемычки между участками трубопроводов, эстакад.
От заноса электрического потенциала, вызванного грозовым разрядом. Для этого все входящие в здания, сооружения коммуникации, включая металлическую оболочку электрических кабелей напряжением до 1 тыс. В, заземляются. Воздушные линии электропередач на подходах к объекту оборудуют грозозащитными тросами, а на опорах монтируют разрядники, ограничители перенапряжения.

Средства и способы молниезащиты

К средствам защиты от грозовых разрядов электричества относят:

стержневые приемники молний;
грозозащитные тросы;
сетчатые молниеприемники;
токоотводы;
контуры заземления строительных объектов.

Варианты исполнения молниезащиты бывают двух видов:

Внешний, защищающий от прямого воздействия высокопотенциального электрического разряда, способного вызвать разрушения, взрывы и пожары, за счет его отвода в землю для рассеивания энергии.
Внутренний. Для защиты от вторичных факторов прямого или близкого к защищаемому объекту удара молнии. Для этого используют различные типы специальных приборов, называемых УЗИП – устройствами защиты от импульсных перенапряжений.

Установка молниезащиты, испытание молниезащиты по окончании монтажных работ производится организациями, выполняющими электротехнические работы.

Эксплуатация молниезащиты не требует дополнительных затрат, рассчитана на длительный период. Но, осмотр молниезащиты на предмет обнаружения механических повреждений приемников разряда, токоотводящих, заземляющих элементов, связей между ними все же обязателен.

Проверка молниезащиты позволяет собственникам объектов, руководству предприятий, организаций быть уверенными, что она не подведет в опасный грозовой период.

Активная и пассивная молниезащита

На сегодняшний день имеются успешные методики защиты зданий и сооружений от последствий негативного воздействия природного явления, которое называют молнией. Для чего на практике применяют системы пассивной или активной молниезащиты.

Природа образования молний

Природное явление под названием молнии представляет собой протекание электрического разряда с колоссальной энергией через воздух от грозовых туч и облаков в землю.

Читайте также:

Гайд по выбору душевой панели

Основой проявления молний служит накопление электростатической энергии в несколько гигавольт от ионизации паров воды в облаках под воздействием солнечных лучей. При накоплении определенного количества электростатического заряда происходит ионизация атмосферного воздуха между облаками и землей, в результате чего происходит лавинообразный электрический пробой, который представляет поток направленных электронов размерами всего в несколько десятков миллиметров в диаметре.

Этот высокоэнергетический поток электронов силой до нескольких тысяч ампер и представляет главную угрозу поражения разрядом электрического тока людей и животных, а также способен при попадании в здания и сооружения причинить значительный ущерб конструкциям и находящемуся там оборудованию или стать причиной пожара.

Молниезащита

Комплекс специальных мероприятий и технических приспособлений, предназначенных для защиты людей и оборудования, а также конструкций зданий и сооружений от воздействия атмосферного электричества называют молниезащитой.

Система внешней молниезащиты представляет собой токопроводящие конструкции, специально смонтированные в верхних частях строений для обеспечения перехвата молний и отвода её энергии в землю.

Эффективность защиты с помощью таких конструкций обуславливается, прежде всего, их количеством и плотностью покрытия, а также особенностями строений зданий и сооружений. Поэтому такие системы токопроводящих конструкций принято называть пассивной молниезащитой.

Пассивная молниезащита состоит из следующих элементов, таких как:

устройство молниеприемника, которое служит для притягивания и приема атмосферного электростатического разряда;
линии токоотводов, играющие пусть и второстепенную, но важную роль по отводу энергии силы тока при попадании молний в молниеприемник;
заземлители, призванные обеспечить безопасную утилизацию электрического разряда молнии и предотвратить ее опасное растекание по земле.

Молниеприемник или молниеотвод в зависимости от ряда технических условий может быть выполнен в виде:

металлического стержня, закрепленного либо на отдельно стоящей опоре, либо на самой высокой точке здания, причем количество таких стержней рассчитывается для каждого объекта индивидуально;
токопроводящего троса, натянутого между крайними опорами в верхней части крыши;
токоприемной сетки, выполненной с определенным шагом по поверхности кровли, который, как правило, применяется для плоских крыш с большой площадью поверхности.

Токоотводы представляют собой металлические проводники для соединения различного вида молниеприемников с заземлителями. Рекомендуется для этого использовать стальную проволоку сечением не менее 8 мм в диаметре, достаточную для безопасного кратковременного прохождения больших значений электрического тока.

Заземление молниезащиты может представлять собой как отдельные заземлители, так и их систему, состоящую из нескольких электродов соединённых между собой, причем допускается подключать токоотводы к уже существующему контуру заземления здания, но с использованием специальных разрядников.

Гарантия надежной работы системы пассивной молниезащиты по обеспечению безопасности на объектах обуславливается, прежде всего, полнотой выполненных расчетов по количеству и расстановке молниеприемников, а также качеством монтажа основных элементов.

Активная молниезащита

Главным отличием и основным элементом системы активной молниезащиты является активный молниеприемник, представляющий собой непросто металлический стержень, а специально выполненное устройство. В остальном системы активной и пассивной молниезащиты имеют схожее строение.

Активный молниеотвод представляет приспособление со встроенным электронным устройством, способным самоактивироваться при приближении грозовых туч.

Принцип действия такого прибора основывается на создании высоковольтных импульсов вокруг головки молниеприемника под воздействием возникающих во время грозы полей статического электричества, что в свою очередь, способствует обратной ионизации окружающего воздуха, чем и вызывается эффект притягивания разрядов молнии.

Для монтажа активного молниеприемника не требуется особых условий, достаточно, чтобы он был закреплен на высоте не менее одного метра выше самой высокой точки здания, причем для этого вполне подойдут металлические стержни существующего пассивного молниеотвода.

Различия в системах

Хотя по основным параметрам и по строению элементов пассивная и активная молниезащита внешне очень схожи, но все-таки имеются ряд значительных расхождений как в технических характеристиках, так в затратах при построении данных систем безопасности, а именно:

по принципу действия – активная электронная система создает более высокую электрическую напряженность, способствуя большей обратной ионизации окружающего воздуха;

по радиусу действия – активная головка молниеотвода способствует увеличению покрытия зоны безопасности в 4 раза, по сравнению с пассивным молниеприемником;
по зоне защиты – активные молниеотводы покрывают в 8 раз больший объем пространства вокруг себя, в отличие от пассивного;
по количеству токоотводов и заземлителей – для одного пассивного молниеприемника требуется не менее двух, а для активной головки достаточно от одного до двух проводников;

при проектировании – для расчета активной системы защиты от молний, достаточно взять радиус защищаемой площади, согласно паспортных данных электронной головки, а для пассивной молниезащиты требуется сложная методика расчетов, которая должна учитывать множество различных технических параметров;

по общей стоимости – за счет покрытия одной электронной головки молниепрмемника большей площади, активная защита от молний значительно дешевле пассивной как при капитальных затратах и при монтаже, так и в дальнейшей эксплуатации.

Активная и пассивная молниезащита. Отличия и принцип работы

Необходимость установки оборудования для защиты объектов от воздействия атмосферных разрядов прописано в ПУЭ «Молниезащита зданий и сооружений». Вид и количество оснащения подбирается исходя из масштаба и категории строения. Различают два типа молниезащиты: активную и пассивную. Каждая из них имеет свои нюансы при монтаже и эксплуатации. Чтобы правильно сделать выбор в пользу того или иного формата, нужно знать принципы работы каждого из них. Рассмотрим конструкцию представленных типов подробнее.

Активная молниезащита

Принцип работы активной молниезащиты отражен в ее названии. Комплекс разработан для предупреждения удара молнии путем активизации специального электроприбора. Молниеприменик оснащен электронным устройством, которое работает на опережение и само притягивает атмосферные разряды. Во время грозы, когда воздух насыщен статическим электричеством, прибор активизируется и с помощью ионизации воздуха принимает молнию.

Конструкция практически не отличается от классического формата. Основными элементами являются: молниеприемник в виде активной головки, закрепленной на мачте, токоотвод, заземлитель.

Монтаж оборудования происходит достаточно просто. Не требуется специальных условий и инструментов. Электронное устройство нужно закрепить на расстоянии двух метров над самой высокой точкой здания, принимая во внимание антенны, дымоход и другие выступающие части. Уровень монтажа молниеприемника зависит от радиуса защиты и категории объекта. В качестве удерживающего элемента выступает металлическая мачта. Данный формат защиты оптимален для зданий с нестандартной архитектурой, зачастую достаточно одного молниеприемника для покрытия всего пространства.

Профессиональная установка и обслуживание систем заземления и молниезащиты!
Звоните сейчас!

Пассивная молниезащита

Классический вариант защиты зданий и сооружений от удара молнии называется пассивной молниезащитой. Основное отличие от активной — не работает на опережение, а начинает функционировать только после попадая разряда.

Это тот вариант оснащения, который все привыкли видеть на различных строениях. Конструкция состоит из молниеприемника в виде металлического стержня, токоотвода и заземлителей. При этом, чем больше здание по площади, тем большее количество молниеприемников понадобится. Зона покрытия стандартного комплекса зависит от высоты стержня и места его установки.

Важным критерием является правильный расчет будущей защиты, от чего зависит ее эффективность. Пассивная монлниезащита частного дома с нестандартной архитектурой потребует много ресурсов. В это случае возможно сочетание различных типов оборудования.

Отличия пассивной молниезащиты от активной

Выбор активной или пассивной молниезащиты зависит от поставленной задачи, масштаба и особенностей объекта, доступного бюджета. Чтобы понять плюсы и минусы каждого вариант, необходимо сравнить их основные характеристики.

Зона покрытия

Зона покрытия молниеприменика зависит от того, насколько высоко он установлен. Электронное устройство активного комплекса покрывает в 8 раз больше пространства, чем пассивного. Масштабное здание, где при стандартном варианте понадобилось бы несколько металлических стержней, потребуется всего одна активная головка.

Оборудование

Стандартное оборудование молниезащиты может включать в себя множество молниеотводов и заземлителей, особенно если здание имеет причудливый фасад. Формат с электроприемником требует не более двух заземлителей не зависимо от площади и особенностей объекта.

Упрощенное проектирование

Проектирование пассивного комплекса потребует множества сложных расчетов с учетом технических параметров сооружения. Для создания проекта активной защиты нужен только радиус пространства, которое необходимо покрыть. Особенно это актуально для нестандартных объектов и конструкций.

Стоимость

Широкая зона покрытия электронного устройства исключает использование дополнительного оборудования. Стандартный способ молниезащиты предусматривает несколько молниеприемников, если требуется покрыть большую площадь. Это приводит к значительным затратам как на покупку всего комплекса, так и на его установку.

Исходя из перечисленных параметров, выбор между активной или пассивной молниезащитой очевиден. Наиболее эффективным, экономичным и надежным вариантом станет защита от молнии с активной головкой.

Если возникли вопросы или необходимо получить консультацию, позвоните нашему специалисту!

Активная и пассивная молниезащита

Молния является естественным природным явлением. Когда она находится достаточно далеко, это даже очень красиво и привлекательно, но вблизи и при точном попадании несёт в себе настоящую опасность. Чтобы избежать различных проблем, необходимо понять, что такое молниезащита, и регулярно ею пользоваться.

Что такое молниезащита

Молния – это такое явление, когда по каналу с огромной разницей в заряженных потенциалах движется поток от туч к земле. Для него не может быть никаких препятствий. Если встречается дом, любое другое строение или же человек, то всё просто прожигается. Самой тяжелой ситуацией может быть, если молния вызовет короткое замыкание или же другие трагедии в виде пожаров, взрывов и т.п.

Ответить на вопрос, для чего нужна молниезащита очень просто. Она необходима для того, чтобы предотвратить все эти печальные ситуации и свести потери после грозы к минимуму. Это комплекс техники и особых устройств, которые смогут предотвратить беду.

Зачем нужна молниезащита↑

Основная задача конструкции в том, чтобы направить канал молнии по самому короткому пути в землю. С помощью проводников она отводится от опасных зон, предотвращая разрушения жилищ и другие последствий. Необходимо учитывать, что всё может разгореться до огромной температуры. Даже если, с учётом идеально правильного исполнения, не возникнет искр, всё равно лучше располагать подобную защиту на некотором расстоянии от самого жилища и коммуникаций. Также, очень опасно столкновение молнии с газовой или электрической сетью.

Обязательно нужно застраховаться не только с помощью отдельного канала для молнии, но и с помощью огромного количества предохранителей. Лучше всего, если он будет установлен на каждую единицу техники в доме, несмотря на тот факт, что в нынешнее время у современного человека имеется огромное количество устройств.

Таким образом, молниезащита – это комплекс мер, который необходим для спасения жизни, техники, жилища и человека. Он поможет предотвратить пожары, взрывы, а также огромное количество других неприятных последствий. Да, хорошая технология требует для своей установки достаточное количество времени, сил и денег, но экономить ресурсы в данной ситуации не стоит, ведь это в дальнейшем предотвратить намного более серьезные ситуации. Поэтому рекомендуется систематически проверять систему молниезащиты.

Активная молниезащита↑

Расчет активной молниезащиты основывается на том, чтобы увеличить зону защиты. Фактически она представляет собой специальное устройство, которое ионизирует некоторую площадь воздуха и притягивает заряды в определенное место. Таким образом, если молнии суждено попасть в дом или другое место поблизости, то она будет перенаправлена на максимально безопасный канал.

Ионизатор устанавливается один раз и больше не требует никакого дополнительного обслуживания. Это надежный и экономичный способ справится с молниями. Подобная активная система молниезащиты работает на площади диаметром 80 метров, что позволяет лучше всего справится с молнией.

При установке необходимо учесть самое главное – установить устройство на метр от самой высокой точки здания. Активная и пассивная молниезащита является отличным способом предотвратить серьезные проблемы, но первая намного проще и современнее.

Инженерный центр “ПрофЭнергия” имеет все необходимые инструменты для качественного проведения проверки систем молниезащиты, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории “ПрофЭнергия” вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!

Если хотите заказать проверку систем молниезащиты или задать вопрос, звоните по телефону: +7 (495) 181-50-34 .

Пассивная молниезащита↑

Пассивная молниезащита частного дома состоит из трех частей:

Молниеприемник. Данное устройство обязано уловить заряд и перенаправить его по прогнозируемой траектории.
Отвод. Он представляет собой специальный канал, который направляет молнию по определенной траектории, вдали от опасных объектов.
Заземление. Данный канал уходит на определенную глубину в землю и обеспечивает погашение самого заряда.

Самое главное в подобной конструкции, так это тщательно рассчитать всё, постараться составить всю защиту из очень надёжных материалов, а также расположить её на достаточном расстоянии от опасных объектов. Обязательно нужно заранее всё спланировать. Есть несколько вариантов, которые более подробно объясняют, что такое грозозащита. Каждый из них имеет свои положительные и отрицательные стороны.

Штыревая

На самой высокой точки кровли монтируется приемник. Именно он напоминает штырь и поэтому вся система называется именно так. От него отходит канал, который постепенно переходит в заземление. Токоотвод имеет диаметр не менее 6 миллиметров, но в целом – это достаточно небольшой, легкий и экономичный способ защитить. Подобная молниезащита идеально подходит для тех, кто хочет сэкономить и защитить небольшие постройки. Одноэтажные домики прекрасно будут защищены с таким тонким отводом и небольшим штырем в виде приемника.

Тросовая

В подобной ситуации название также дано в честь приемника. Он устроен следующим образом: на двух деревянных штырях располагается трос вдоль всей крыши. Таким образом, легко можно защитить здание абсолютно любого размера. Такая защита отлично подходит для максимально простой и вытянутой кровли, но во всех других случаях при монтаже могут возникнуть некоторые сложности. Касательно токоотвода и заземления разница практически незаметна.

Сетчатая

Сетчатая система идеально подходит для сложных и достаточно больших зданий. Она представляет собой несколько приемников и отводов, которые связаны, но располагаются отдельно друг от друга. Сильным минусом является то, что подобную систему невозможно замаскировать, однако надежность и безопасность с лихвой компенсирует эстетические недостатки.

Можно подобрать любую систему молниезащиты, но самое главное понимать, что очень важно правильно составить конструкцию и выполнить монтаж. Экономить в данной ситуации не следует. Лучше всего подойти к вопросу внимательно и подобрать действительно идеальную защиту, без каких-либо недостатков.

Активные и пассивные системы защиты от молнии

Молния — опасное природное явление, способное повлечь разрушительные последствия в случае попадания в какой-либо объект. В результате поражения предмета или человека молния создает мощную тепловую энергию, которая становится причиной пожаров, а при попадании в человека вызвать серьезные увечья или летальный исход.

Защита от молнии — важнейшая задача, которую необходимо решить, чтобы обезопасить здоровье проживающих в доме жильцов и сохранность имущества.

Разновидности защитных систем

Существует два основных типа молниезащиты — внутренняя и внешняя. Внутренняя защита подразумевает комплекс мероприятий, направленных на предотвращение перенапряжений в электрических системах здания.

Внешняя защита нацелена на непосредственную нейтрализацию заряда молнии. В свою очередь внешнюю защиту принято подразделять еще на два вида — активную и пассивную. Активная защита основывается на ионизации воздуха молниеприемником в окружающей среде, в результате происходит перехват заряда молнии и его нейтрализация. Пассивная молниезащита отводит заряд молнии в другую среду (в землю).

Активная внешняя защита

Основной компонент активной защиты — активный молниеприемник. Устройство откликается на возрастание напряженности электромагнитного поля, появляющегося вследствие приближения грозы. В составе системы есть конденсаторы, которые заряжаются от напряжения, наведенного грозовым фронтом на антенны прибора. Как только показатель достигает 12 – 14 кВт, разрядники пробиваются, в результате чего формируется короткий высоковольтный импульс (свыше 200 кВт). Полярность импульса обратно пропорциональна полярности грозового фронта. Импульс многократно увеличивает защитную зону молниеприемника.

Активные системы актуальны, когда использование традиционных молниезащитных приспособлений нецелесообразно в силу каких-либо причин. Особенно часто активную защиту применяют в морских портах, на строительных объектах, в местах скопления значительного количества людей.

Достоинства активных систем защиты:

Увеличенный радиус действия в сравнении с пассивными защитными комплексами.
Высокий уровень защищенности.
Автономность работы. Нет необходимости в сторонних источниках питания.
Активация системы только при наличии реальной угрозы приближения грозового фронта.

Главный недостаток активных систем — высокая стоимость в сравнении с традиционным способом организации защиты от ударов молнии.

Пассивная внешняя защита

Это наиболее распространенный способ защиты, который состоит в отводе разряда молнии в землю. Система отличается конструктивной простотой и при правильном подходе может быть сконструирована своими руками, без помощи специалистов.

Однако при возведении придется принять во внимание некоторые нюансы, включающие особенности материала кровли, тип крыши, разновидность грунта. Система потребует затрат на ежегодную профилактическую проверку. Пассивная защита включает три компонента — молниеприемник, токоотводы и заземлитель.

Молниеприемник

Устройство грозозащиты представляет собой стержень из металла, изготовленный из стали, меди или алюминия. На молниеприемник приходится разряд молнии. Исходя из этого факта, приемник располагают на максимально высоком участке кровли.

Существует три типа молниеприемников:

Стержневой — наиболее простой тип приемников. В качестве стандарта признан металлический штырь диаметром от 10 до 20 миллиметров и длиной более 2,5 метра. Подойдет металлическая труба с заваренными торцами. Количество штырей зависит от размеров защищаемого здания: для домов площадью до 200 квадратных метров достаточно пары стержней, установленных в 10 метрах друг от друга. Чтобы разряд не перекинулся на здание, громоотводы устанавливают на кровле с помощью деревянных брусков или особых фиксаторов. Возможен вариант монтажа приемников на выделенной опоре около здания или даже на дереве. В любом случае молниеприемник должен находиться выше уровня крыши здания.
Тросовый приемник, где в качестве отвода применяется трос, протянутый между парой подпорок. Трос идет к токоотводу и заземлителю. Тросовый молниеприемник актуален для временных строений и для шиферных крыш. Важное условие: трос не должен соприкасаться с кровлей.
Сеточный приемник — самая сложная защита от грозы в плане установки. Применяется на кровлях из металлочерепицы. Представляет собой сетку, сотканную из алюминиевой или стальной проволоки. Сечение проволоки — от 6 миллиметров и более. Сетку растягивают по всей площади кровли таким образом, чтобы ячейки сформировали квадрат размером приблизительно 6 на 6 метров. Сетка не должна соприкасаться с крышей, поэтому ее фиксируют на специальных опорах из древесины или другого токонепроводящего материала на высоте 6 – 10 сантиметров.

Токоотводы

Устройство представляет собой проводник из металла, призванный соединять молниеприемник с заземлителем. Задача токоотвода — передача электрического разряда от приемника к заземляющему устройству. Количество отводов зависит от количества молниеприемников.

В качестве отвода обычно используют стальную проволоку диаметром 6 и более миллиметров. Подойдет металлическая лента толщиной от 2 миллиметров и шириной от 30 миллиметров. Токоотвод соединяют с приемником болтами, пайкой или сваркой.

При наличии стен из кирпича или пеноблока (т. е. стен из негорючего материала) токоотвод фиксируют вдоль стены. Токоотвод обычно стараются проложить в неприметном месте, чтобы устройство не портило внешний вид стены. При выборе места следует избегать участков в непосредственной близости от окон и дверей.

Заземлитель

Заземление включает закопанные в грунт металлические заземлители. Все заземляющие устройства объединяют металлическими шинами в едином контуре. Наиболее простым заземлителем считаются пара прутов, вкопанных в землю на глубину 2 – 3 метра. Расстояние между прутами — от 3 метров и более. Соединение прутов осуществляется на глубине 50 – 80 сантиметров под землей. Токоотвод присоединяют к этой перемычке.

В случае с высоким уровнем грунтовых вод рекомендуется располагать заземляющее устройство горизонтально на глубине от 80 сантиметров. В качестве заземлителя лучше использовать металлический уголок или полосу.

Обратите внимание! Затраты на создание молниезащиты можно уменьшить, если использовать железобетонный фундамент как часть защитной системы. Для этого арматуру фундамента соединяют с молниеприемниками. В результате получается естественное заземляющее устройство.

Сечения проводников

Для каждого из элементов системы используют проводники разных сечений. Наименьшие допустимые сечения указаны в таблице:

Материал	Рекомендованное сечение
Материал	Токоотвод	Заземлитель
Сталь	50 квадратных мм/RD8	50 квадратных мм/RD8	80 квадратных мм/RD10
Алюминий	70 квадратных мм/RD10	25 квадратных мм/RD6	Не применяется
Медь	35 квадратных мм/RD6	16 квадратных мм/RD6	50 квадратных мм/RD8

Внутренняя защита

Данный вид защиты состоит в использовании устройства защиты от импульсных перенапряжений (сокращенно УЗИП). Перенапряжение возникает в результате воздействия электрического поля, созданного грозовым зарядом.

Токи, появляющиеся вследствие удара молнии, проходят по индуктивным и резисторным связям, что создает перенапряжение. В результате этого физического явления выходят из строя микросхемы, просто расплавляясь. Величина перенапряжения определяется от места удара молнии. Различают два типа перенапряжений:

Первый тип связан с прямым ударом молнии. Это самый опасный тип перенапряжения.
Второй тип характеризует последствия непрямого удара. В этом случае негативные воздействия возможны, однако сила удара меньше в 10 – 20 раз по сравнению с прямым ударом.

В целях защиты от перенапряжений на подстанциях и воздушных линиях используют разрядники и ограничители. В частных домах применяют упомянутый выше УЗИП. Данные устройства подразделяют на однофазные однополюсные и двухполюсные. Первые рассчитаны на 220 Вольт, к их верхнему контакту присоединяют фазу, а к нижнему — заземление. В двухполюсных моделях к верхнему дополнительному контакту присоединяется еще и ноль. Для 380-вольтных щитов применяют трехфазные УЗИП с тремя верхними контактами на три фазы.

Эффект действия УЗИП основан на снижении сопротивления в случае перенапряжении и отводе энергии импульсов в землю. При обычном уровне напряжения сопротивление значительно выше.

УЗИП подключают к домовому электрическому щиту. Счетчик электроэнергии и автоматы подключают после УЗИП. При подключении с заземлительным контактом соединяют заземлительный провод, а с фазным контактом — фазный проводник. Далее осуществляют соединение со счетчиком или вводным автоматом.

Методы крепления элементов

Тросы и провода приемников монтируют по одной из двух схем:

с применением натяжной системы (натягивают на молниеприемную мачту);
с помощью дистанционных фиксаторов.

Натяжной способ сопряжен с монтажом жестких анкеров у основания здания, на его стенах или кровле. Между анкерами протягивают трос, фиксируемый специальными зажимами. Между анкерами соблюдают расстояние 20 – 30 м. На плоских кровлях приемники оснащают дистанционными устройствами (например, кронштейнами) для поддержания определенной дистанции между тросом и крышей.

На плоских крышах и стенах применяют угловые самозабивные фиксаторы, закрепляемые дюбелями. На крутых склонах кровли задача фиксации затрудняется, поэтому предпочтение отдается более приспособленным для этих целей коньковым зажимам. Такие зажимы специально выпускаются под цвет черепицы, что позволяет соблюсти внешнюю привлекательность кровли.

Молниеприемники и токоотводы соединяют между собой винтовыми зажимами. Детали бывают стальными (оцинковка), медными или латунными.

Проверка работоспособности системы

Для проверки системы на эффективность работы проводят испытания заземлительного контура, что позволяет выяснить уровень переходного сопротивления молниеотводов. Проверке подлежат все установленные системы защиты от ударов молнии.

Существуют нормативные документы, где устанавливаются сроки, с соблюдением которых проводятся проверки. Регулируется периодичность проверок: для первой и второй категорий — ежегодно, для третьей категории — один раз в три года. Однако и для третьей категории предусмотрена ежегодная проверка болтовых соединений на переходное сопротивление. Контуры заземления проходят внешний осмотр каждые полгода. На ежегодной основе осуществляется частичное вскрытие грунта для осмотра системы.

Суть испытательного процесса состоит в проведении внешнего осмотра и замерах показателя сопротивления. Внешний осмотр касается контактов между токоотводами и приемниками. Места сварных соединений простукивают молотком, чтобы проверить их прочность.

Согласно нормативам, допускается значительное превышение показателя сопротивления, но не более чем в пять раз от данных приемо-сдаточного тестирования. Замеры производятся с помощью специализированной техники, сертифицированной для таких работ.

Советы по эксплуатации системы

Чтобы молниезащита находилась в исправном состоянии, рекомендуется придерживаться ряда правил:

После окончания зимы проверять все компоненты системы на способность выполнения своих функций.
Отслеживать появление следов коррозии на металле. В случае потребности менять детали на новые.
Один раз в два-три года прокрашивать элементы молниезащиты, прочищать контакты. При необходимости подтягивать проволоку, чтобы не допускать ее провисания.
Каждые пять лет вскрывать заземление с целью проведения профилактического осмотра и обслуживания.

Изготовление защиты своими руками

При желании защитную систему реально сделать самостоятельно. Понадобится стальная проволока диаметром от 6 миллиметров. Необходимо наличие сварочного аппарата и умение работать с ним, поскольку все стыки должны быть надежными.

В примере рассмотрим схему защиты для неметаллической кровли. Подготовленную сетку укладывают на крыше и соединяют токоотводом и заземлителем. Понадобится установить два изолятора, надетых на металлический трос. Готовую конструкцию размещают выше уровня крыши: примерно в 25 – 30 сантиметрах от конька.

После закрепления проволоки вокруг одной из труб следует подготовить петлю, которая в дальнейшем послужит для выполнения соединения с молниеприемником. Соединение выполняется путем пайки или сварки. Допустимы болтовые соединения.

Устройство грозозащиты для металлической крыши представляет собой штырь любой формы (круглой, прямоугольной, квадратной и т. п.). Штырь должен обладать достаточной прочностью, так как в будущем на него придутся серьезные нагрузки при ударах молнии. Важно отслеживать, чтобы штырь не окислялся (изделия из меди или оцинковки). Нельзя красить молниеприемник. Наименьшее допустимое сечение штыря — 1,2 сантиметра. Если применяется полая труба, один ее конец следует заварить.

При создании защитной системы рекомендуется соблюдать следующие рекомендации:

Выбирать только качественные материалы. Медь, алюминий или латунь лучше стали подходят для выполнения задачи, так как последняя склонна к коррозии.
Стальное заземление необходимо регулярно проверять на предмет ржавления.
Вместо одного металлического стержневого молниеприемника лучше поставить несколько — это усилит защитные характеристики системы. Для частного дома средних размеров достаточно двух-трех стержней.
При выборе длины стержней рекомендуется исходить из глубины промерзания грунта в регионе. Стержень должен уходить в землю глубже уровня промерзания на 20 – 30 сантиметров.
Соединять стержни нужно исключительно токопроводящими материалами.
Нельзя просто прикрутить проволоку к стержню с расчетом, что это и есть правильное соединение. Понадобятся обжимные гильзы и сварочные работы.
Токоотводы нужно располагать в местах, недоступных для детей или домашних животных.
Чем больше площадь контакта заземляющего устройства с грунтом, тем выше качество заземления.
Заземление лучше устраивать в месте, где регулярно накапливается влага. При необходимости к участку, где произведена установка заземляющего контура, можно подвести сток.

Создание системы защиты от ударов молнии требует определенных знаний и навыков. Если уверенность в собственных возможностях недостаточная, лучше поручить выполнение работ специалистам.

Молниезащита. Виды, характеристики, назначение и доказательство необходимости

Введение

Вопрос защиты от прямых ударов молнии становится актуальнее с каждым днем. Согласно прогнозам, увеличение числа гроз (грозовой активности) связано с потеплением климата и растет на 10 % на каждый градус, (по другим данным — увеличивается на 12 ±5 % на каждый градус) глобального потепления и в итоге возрастет примерно на 50 % в течение этого столетия.

Опасность молнии и необходимость защиты от нее людям известна с древности. Если ещё в относительно недавние времена основной опасностью удара молнии были пожары и физические повреждения зданий, вызванные ее термическим и механическим воздействием, то развитие электронной техники и всеобщая цифровизация жизни закономерно ставят дополнительный вопрос защиты электронной аппаратуры от импульсных перенапряжений, вызванных воздействием молнии.

Статистика

Согласно собранной компанией «Электра» статистике, за период с 2014 по 2020 годы в России произошло 4375 пожаров, причиной которых явился удар молнии (грозовой разряд). В них погибло 19 человек и 44 получили травм различной степени тяжести. При этом по сравнению с 638 случаями в 2019 году, количество таких пожаров в 2020 году увеличилось на 153 (24 %) и составило 791.

Каждый такой инцидент — не просто несчастный случай, но ещё и дополнительные расходы как владельцев пострадавших объектов (в большинстве случаев значительно превышающие стоимость системы молниезащиты), так и средств федерального и областных бюджетов.

В грозовой период новости пестрят информацией о погибших и пострадавших от удара молнии. К примеру, только в 2020 году таких случаев насчитывается более 27, в 2021 году — уже 5. Молния не щадит и домашних животных — на фермах, в конюшнях и пасущихся в поле. Только за 2020 год в разных регионах России погибли более 100 животных.

Необходимость молниезащиты

Наиболее эффективным способом борьбы с прямым ударом молнии и ее вторичными проявлениями было и остается применение систем молниезащиты, назначение которых — переориентирование от защищаемого объекта и непосредственный прием прямого разряда, распределение и рассеяние тока молнии в земле. Они состоят из внешней молниезащиты или молниеотвода, включающего в себя молниеприемник, токоотвод и систему заземления, и внутренней — УЗИП, предупреждающие прорыв тока молнии в объект.

Необходимость устройства молниезащиты зданий, сооружений и оборудования определены Федеральным законом от 22.07. 2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» как один из способов предупреждения пожаров и иными законодательными нормами Российской Федерации в области пожарной безопасности.

Традиционно для молниезащиты (грозозащиты) использовались проверенные практикой классические стержневые и тросовые молниеотводы, а также молниеприемная сетка.

Немного истории

Сегодня считается, что молниеотвод изобрел Бенджамин Франклин. Более 250 лет назад, в 1752 году, он экспериментально доказал электрическую природу молнии и предложил способ защиты от нее с помощью заземленного металлического стержня.

Самый старый в мире молниеотвод, из известных сохранившихся, находится в России, на построенной в первой половине 18-го века знаменитой Невьянской башне в городе Невьянск Свердловской области.

Молниеотвод на Невьянской башне

На вершине башни расположен заземленный, через каркас здания, металлический шпиль с покрытым шипами металлическим шаром и расположенным чуть ниже флюгером, на котором выбит дворянский герб Демидовых. Разные источники называют даты окончания постройки башни между 1721 и 1742 годами, то есть, как минимум за 10 лет до изобретения молниеотвода Франклином.

Действующие нормативы

На сегодняшний день в России действуют три основных нормативных документа по традиционной или классической/пассивной молниезащите:

РД 34.21.121-74 «Руководящие указания по расчету зон защиты стержневых и тросовых молниеотводов»,
РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений»,
СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций».

Совместное применение последних двух наиболее часто используемых в практике современной молниезащиты определено письмом Ростехнадзора от 01.12.2004 № 10-03-04/182. Этими нормативными документами определен порядок проектирования, монтажа, эксплуатации и технического обслуживания классических систем пассивной молниезащиты — тросовых, стержневых и сетчатых.

Важнейшей характеристикой любых систем молниезащиты является надежность защиты от прямого удара молнии, то есть величина, определяемая как 1-Р, где Р — вероятность прорыва в процентах прямого удара молнии к объекту, находящемуся в пределах зоны защиты молниеотвода.

Таблица 1. Надежность защиты от прямого удара молнии определена СО 153-34.21.122-2003

Уровень защиты	Надежность защиты
I	0,98
II	0,95
III	0,90
IV	0,80

Зоны защиты классических молниеотводов

Наиболее распространены в мировой практике стержневые молниеотводы, отлично защищающие различные объекты на протяжении более чем 260 лет. Зоной защиты одиночного стержневого молниеотвода, согласно РД 34.21.122-87 и СО 153-34.21.122-2003 является конус с прямолинейной образующей. Вершина конуса находится на оси молниеотвода и расположена ниже вершины молниеприемника.

Размеры зоны защиты (высота и радиус защиты на уровне земли) зависят от заданной надежности защиты и от высоты молниеотвода. Добавим, что эта зависимость — линейная (см. схему ниже).

Зона защиты стержневого молниеотвода

Объект считается защищенным с заданной надежностью от прямого удара молнии, если целиком располагается внутри зоны защиты молниеотвода.

Объект полностью находится в зоне защиты молниеотвода. Фронтальная и горизонтальная проекции

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода в данных нормативах рассчитывается как зона защиты большого количества стержневых молниеотводов, расположенных в линию заданной длины.

Кроме того, в СО 153-34.21.122-2003 определена возможность проектирования зон защиты молниеотводов по защитному углу или методом катящейся сферы согласно стандарту Международной электротехнической комиссии (IEC 62305) при условии, что расчетные требования Международной электротехнической комиссии оказываются более жесткими. При этом, в отличие от РД 34.21.122-87 и СО 153-34.21.122-2003, высота молниеотвода определяется от горизонтальной поверхности, которая будет защищена.

Активные молниеприемники МОЭС

В последние 25 лет стали популярны так называемые «активные» молниеприемники, обладающие более высокой степенью надежности и расширенной зоной защиты.

Для справки
Образование молнии начинается с формирования нисходящего от облака в направлении Земли лидера, представляющего собой проводящий плазменный канал. В настоящее время считается, что зарождение лидера в грозовом облаке не зависит от наличия на поверхности земли каких-либо объектов (неровностей рельефа, строительных конструкций и т. п.).
Продвигающийся к земле нисходящий ступенчатый лидер молнии инициирует появление и развитие направленных к грозовому облаку встречных (восходящих) лидеров как с наземных объектов: элементов крыши, архитектурных форм, оборудования на крыше и стенах и т. п., так и с установленных молниеприемников. Соприкосновение одного из них с нисходящим лидером определяет место удара молнии в землю или какой-либо объект.
Исходя из этого, роль системы молниезащиты, с точки зрения развития восходящего лидера, заключается в формировании устойчивого восходящего лидера с вершины молниеприемника раньше, чем с любых элементов наземного объекта. Являясь основным элементом системы молниезащиты, в функцию которого как раз и входит инициация и развитие устойчивого восходящего лидера ранее, чем от элементов объекта, молниеприемник должен создавать для этого оптимальные условия. Известно, что в условиях конкурирующего развития восходящих лидеров от элементов объекта и молниеприемников, более ранний устойчивый лидер подавляет возникновение остальных. Момент начала формирования на вершине молниеприемника восходящего лидера соответствует началу ориентировки молнии к молниеприемнику. Задачу опережающего формирования восходящего лидера от молниеприемника ранее чем от элементов защищаемого объекта с успехом решают системы защиты от прямого удара молнии с использованием молниеприемников с опережающей эмиссией стримера или, если кратко, МОЭС (англ. ESEAT — Early streamer emission air terminal). Другое распространенное название в России — активный молниеприемник.

Принцип действия МОЭС. Кратко

Рассмотрим принцип действия МОЭС на примере молниеприемников Forend производства турецкой компании Forend Elektrik A. S. В этом случае основой МОЭС является генератор высоковольтных импульсов, расположенный в корпусе с острием. Такое устройство монтируются на здании, сооружении или отдельно стоящей мачте и создает зону защиты от прямого удара молнии для всех объектов, в том числе, антенн и архитектурно-ландшафтных объектов кровли.

При возникновении определенных условий за счет разницы потенциалов между нисходящим лидером и поверхностью земли, генератор начинает вырабатывать высоковольтные импульсы. Как следствие, за доли секунды до разряда молнии на острие молниеприемника начинается эмиссия заряженных частиц и возникает стримерная вспышка, образующая встречный восходящий разряд — лидер с зарядом, противоположным заряду грозового облака. При этом для работы генератора не требуется использование внешнего источника питания. В ряде моделей МОЭС использованы поддерживающие ионизацию активные и пассивные электроды.

За счет принудительной генерации, опережающей стримерной вспышки и формирования восходящего лидера, увеличивается эффективная высота МОЭС по сравнению с классическим пассивным молниеприемником, в результате чего перехват нисходящего лидера молнии осуществляется раньше. Как следствие, увеличивается размер зоны защиты наземных объектов. В результате, при прочих равных, с классическими «пассивными» системами, условиях, удается обойтись меньшим количеством молниеприемников и токоотводов и/или меньшей высотой установки МОЭС.

Элементы системы молниезащиты

Система молниезащиты с МОЭС аналогична классическим пассивным системам и включает в себя элементы, указанные на рисунке ниже.

Элементы системы молниезащиты и защищаемого объекта

Примечание
Соединение токоотвод-заземлитель, а также горизонтального и вертикального заземлителей должно выполняться в смотровом (инспекционном) колодце.

Технические характеристики МОЭС

Корпус активной молниезащиты, как правило, изготовлен из нержавеющей стали, что позволяет обеспечить устойчивость к коррозии. Аэродинамическая конструкция МОЭС позволяет, как и классическим стержневым молниеприемникам, с успехом противостоять давлению ветра при грозе.

Разные типы корпусов МОЭС на примере молниеприемников Forend

Зоны защиты МОЭС

Основной характеристикой МОЭС является время опережения — ΔT, измеряемая в микросекундах. Другими словами, это разница во времени инициирования устойчивого восходящего лидера от МОЭС ранее, чем от «пассивного» молниеприемника аналогичной высоты. Этот параметр определяется экспериментально для каждого типа молниеприемника при моделировании реальных условий грозовой деятельности в лаборатории высокого напряжения.

Выбор конкретной модели МОЭС зависит от характеристик защищаемого объекта, требуемого уровня защиты, радиуса зоны защиты и высоты установки молниеприемника. Радиус (Rp) защиты МОЭС зависит от времени опережения (ΔT) и высоты (h) его установки.

Таблица 2. Зависимость радиуса защиты МОЭС от основных его характеристик

Rp, м	T= 30 мкс				T = 45 мкс				T = 60 мкс
h, м	уровень 1	уровень 2	уровень 3	уровень 4	уровень 1	уровень 2	уровень 3	уровень 4	уровень 1	уровень 2	уровень 3	уровень 4
2	19	22	25	28	25	28	32	36	31	35	39	43
4	38	44	51	57	51	57	64	72	63	69	78	85
5	48	55	63	71	63	71	81	89	79	86	97	107
6	48	55	64	72	63	71	81	90	79	87	97	107
8	49	56	65	73	64	72	82	91	79	87	98	108
10	49	57	66	75	64	72	83	92	79	88	99	109
20	50	59	71	81	65	74	86	97	80	89	102	113
30	50	60	73	85	65	75	89	101	80	90	104	116
60	50	60	75	90	65	75	90	105	80	90	105	120

Как видно из приведенной таблицы, оптимальным, с точки зрения размеров зоны защиты и финансовых затрат, является установка МОЭС на высоте 6 метров над самой верхней точки защищаемого объекта. Радиус защиты, который в отдельных случаях может доходить до 107 метров, МОЭС позволяет одним молниеприемником обеспечить защиту площади до 36 тыс. кв. м с большей надежностью, чем классические виды пассивных молниеотводов. При необходимости защиты здания большей площади можно использовать 2-3 таких молниеприемника.

Количество молниеприемников

Сравним зоны защиты МОЭС Forend EU (ΔT=60 мкс) с зоной защиты стержневого молниеотвода. Радиус защиты данного устройства на 6-метровой мачте составляет 97 метров для III уровня защиты (наиболее распространен). В то же время рассчитанный по защитному углу стандарта IEC 62305-3:2010 для стержневого молниеприемника той же высоты (высота мачты+высота корпуса МОЭС=6,5 метров) радиус зоны защиты составит 15,3 метра (угол при вершине α=67 о ).

Для защиты здания размерами 48×180 метров необходимо использовать либо один расположенный в центре крыши здания активный молниеприемник, либо двадцать классических стержневых молниеприемников той же высоты.

Схема соотношения активной молниезащиты (слева) к пассивной (справа)

Еще более наглядно выглядит пример защиты нескольких близко расположенных зданий. Так, для защиты сооружений, стоящих неподалёку друг от друга, размеры одного из которых 48×90, а другого — 48×160, достаточно всего одного МОЭС типа Forend EU либо тридцать восемь классических стержневых молниеприемников той же высоты.

Активная защита двух близкорасположенных зданий в сравнении с пассивной

Размеры зоны защиты МОЭС позволяют уменьшить по сравнению с классическими пассивными системами молниезащиты общее количество молниеприемников на протяженных территориях и крупных объектах, а также снизить объем и общую стоимость материалов и работ при их возведении и ежегодном техническом обслуживании.

Перспективы

В конце 2020 года принят межгосударственный стандарт по системам молниезащиты с опережающей эмиссией стримера — ГОСТ 34696-2020 «Системы молниезащиты с опережающей эмиссией стримера. Технические требования и методы испытаний», определяющий порядок применения указанных систем. Есть надежда, что данный норматив вскоре будет введен в действие на территории России.

В настоящее время компанией «Электра», как одной из разработчиков ГОСТ 34696-2020, создана «Инструкция по защите от прямого удара молнии зданий, сооружений и открытых территорий системами с опережающей эмиссией стримера. Проектирование, монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание». Документ представляет собой переработанный и дополненный собственный аутентичный технический перевод на русский язык стандарта Франции NF C 17-102 (редакция от сентября 2011 года) с французского и английского языков. Одновременно использованы применимые для МОЭС общие положения, термины, определения, требования и методы испытаний из государственных стандартов ГОСТ Р, распространяющихся на классические пассивные системы молниезащиты.

Применение упомянутой выше инструкции на территории Российской Федерации рекомендовано письмом СЦНТИ РЭА Министерства энергетики Российской Федерации от 22.09.2020 № 46.

Оптимальное решение

При проектировании молниезащиты необходимо сочетание эффективности защиты и экономичности проекта. При этом финансовая составляющая зачастую наиболее важна для заказчика, и является определяющим параметром в выборе между различными проектными решениями при прочих равных условиях.

Оптимальный выбор молниеприемников и их расположение на защищаемом объекте позволит также снизить затраты на прочие материалы (токоотводы в первую очередь) и земляные работы при устройстве заземления молниезащиты. Так, для отвода тока молнии в случае применения МОЭС необходимо всего два токоотвода на каждый из них. В то же время, при использовании классических пассивных молниеприемников, большее количество вертикальных, расположенных по стенам здания, токоотводов и грамотная конструкция заземлителей способствует более равномерному распределению тока молнии и стабильности электромагнитной обстановки внутри здания.

Безусловно, молниеприемники МОЭС не смогут полностью заменить традиционные, проверенные сотней лет, стержневые и тросовые молниеотводы. Оба продукта должны сосуществовать одновременно, а применение того или иного должно обуславливаться, прежде всего, эффективностью и целесообразностью финансовых затрат на защиту от риска прямого удара молнии.

Источник: Компания «Электра»

Активный и пассивный молниеприемники – что это и для чего их покупать?

Защита дома или здания от попадания молнии необходима для предотвращения попадания удара молнии и возникновения из-за этого пожара. Технология работы молниеотвода: захват электрического удара и отвод его по проводам в землю. Оборудование для молниезащиты зданий должно устанавливаться только профессионалами, чтобы обезопасить людей, находящихся в доме, во время разряда молнии. Молниеотвод состоит из приемника молнии, отвода тока и заземляющих проводов. Бывают молниеприемники активные и пассивные.

Активные молниеприемники

Это молниеприемник, который состоит из антенны и ионизированного воздуха вокруг нее. Таким образом, зона попадания молнии увеличена за счет поля ионизации. Монтируется активный молниеприемник не ниже двух метров над крышей здания. Не требует присоединения к источнику напряжения, так как самостоятельно подпитывается электромагнитными разрядами от грозовой тучи. Радиус действия антенны до ста метров.

Пассивные молниеприемники

Осуществляется несколькими способами:

Тросовая система. На крыше укрепляется трос с заземлителями. Удобно использовать такую систему на крыше больших строений с длинным коньком крыши.

Сетчатая конструкция пассивного молниеприемника. Монтаж «сетки Фарадея» с заземляющими элементами всю поверхность крыши. Довольно сложна в установке, но эффективна.

Хотя многие потребители высказываются против систем пассивных молниеприемников в частном доме, якобы из-за неэстетичности внешней конструкции. Но это совсем не так. Профессиональные инженеры устанавливают оборудование так, что оно практически не заметно со стороны.

Каким-бы прогрессивным и уникальным ни казался метод молниезащиты с активным молниеприемником, все же, он имеет свои недостатки, которые нужно обязательно учесть при установке.

Направление и скорость движения ионного потока часто усиливают при помощи установки конденсатора в антенну. Этот конденсатор необходимо время от времени проверять на предмет работоспособности. Сгоревший конденсатор в антенне представляет угрозу для пожарной безопасности дома.

Очень часто люди, привлеченные рекламными обещаниями об увеличенном радиусе молниезащиты сооружения от молнии, делают выбор в пользу той или иной устанавливающей молниеприемники компании. Однако, данный показатель усилить и измерить практически невозможно и рекламные слоганы об этом не более, чем уловка для привлечения клиентов.

Часто люди покупаются на обещание рекламы о том, что данный молниеприемник – современное, только что созданное средство от удара молнии, платят тысячи долларов за обычный стержневой молниеприемник, стоимостью в несколько сотен долларов. Прежде чем приобретать дорогостоящее приспособление, нужно ознакомиться с его устройством и принципом работы.

На молниеприемник гарантия не нужна. Бывает такое, что удары молнии настолько сильны, что вся система не выдерживает и года работы, тогда гарантия пригодится. Но таких случаев практически не бывает. По данным статистики, в одно и то же место молния попадает раз в пятьдесят лет. Гарантию на такой срок не даст ни одна компания.

Для того, чтобы купить молниезащиту и заземления в Москве, Вам необходимо обратиться к любому нашему специалисту. Расчет проекта, наиболее выгодные и гибкие цены в Москве, тел . +7 499 110 26 05

Мы гарантируем высокую износостойкость, качество продукции. Выбирая поставщика системы молниезащиты, доверяйте профессионалам и проверенным производителям.