Громоотвод для дома и дачного участка: принцип действия и устройство, установка своими руками

Монтаж защиты от молний в частном доме

Большинство владельцев частных домов, коттеджей и дач стараются создать внутри и снаружи своего жилья максимально комфортные и безопасные условия для проживания. Вполне понятное стремление, но чаще всего собственники такой недвижимости полностью забывают о таком природном явление, как разряд статического атмосферного электричества, который в одно мгновение может нанести огромный вред жилым постройкам и здоровью людей. По своей природной сути, атмосферная молния — это очень мощный разряд электрической энергии, который способен при точном попадании непосредственно в частный дом, уничтожить не только всю бытовую технику и электроприборы, но и само строение в целом.

Если ваше частное владение расположено рядом с высоким зданием, то вам не следует беспокоиться. Система громоотводов многоэтажного объекта обеспечит надежную защиту вашего жилья от поражающих факторов атмосферного электрического разряда. Но такое расположение коттеджей, частных домов и дач практически не встречается в современной действительности. В основном такие объекты недвижимости строятся вдали от высоких зданий, поэтому их необходимо защищать от молний, оснащая современными блоками грозозащиты.

Молния, чаще всего разряжается на самую высокую точку, но даже растущее рядом с домом огромное дерево не способно защитить его от разряда. Только устройство грозозащиты способно полностью защитить от атмосферного разряда ваше жилье с бытовой техникой, а также присутствующих в нем людей. В этой статье мы рассмотрим все вопросы, касающиеся видов молниезащиты и способов их монтажа для любых типов домов, дач и коттеджей. А также в сжатой форме расскажем, как установить громоотвод своими руками, но сначала расскажем о поражающих факторах молний.

Поражающие факторы разрядов атмосферных разрядов

Технология создания защиты от грозы напрямую связана с поражающими факторами атмосферных электрических разрядов. Любое природное явление влияет на окружающую среду с той или иной степенью воздействия. Молния не является исключением и ее поражающие факторы можно разделить на следующие два вида.

  1. Первичный. Это прямой удар электрического разряда в объект недвижимости. Последствия от такого попадания могут быть самыми плачевными. Конструкция дома может получить серьезные повреждения или просто сгореть от возникшего пожара. Не исключается и гибель людей от поражения электрическим током. Вся включенная в сеть бытовая техника и электроприборы однозначно выйдут из строя. Первичный фактор поражения молнией создает самый опасный вариант развития событий, способный создать массу проблем жильцам частного дома, коттеджа или дачи.
  2. Вторичный. Менее опасный поражающий фактор атмосферного электрического разряда, конечно, по сравнению с прямым попаданием, но тоже способный доставить много неприятностей собственнику частного владения. Дело в том, что молния, разрядившаяся недалеко от дома, формирует мощное индукционное поле, создающее скачек питающего напряжения в электрической проводке. Такое перенапряжение способно полностью  вывести из строя бытовую технику и электроприборы.

Защитить свою собственность от вторичного поражающего фактора можно простым отключением электроприборов от питающей сети на весь период времени прохождения грозового фронта. Для эффективной защиты от прямого попадания молнии необходимо выполнить монтаж молниезащиты в коттедже, частном доме или на даче.

Установка громоотвода и дополнительного защитного оборудования позволит избежать негативных последствий от воздействия разряда на вашу жилую собственность и на проживающих в ней людей, независимо от типа поражающего фактора. Далее мы рассмотрим виды и категории молниезащиты.

Категории и виды внешней защиты от молний

Атмосферная молния — это мощный разряд электричества, подчиняющийся основным законам физики. Всем известно, что электрический ток движется по пути с наименьшим сопротивлением. Главной задачей блока грозозащиты любого вида создать именно такой путь для прохождения электроэнергии, минуя конструкцию строения. При ударе молнии в частный дом, оснащенным таким блоком, вся мощь электрического заряда просто-напросто уйдет в поверхность земли, не нанеся ущерба постройкам, электроприборам и человеку.

В народном сленге такой виды защиты частных строений называется по-разному: заземлением загородного дома, системой молниеотводов, а также громоотводами. Последний вариант наименования совершенно некорректен, ведь гром — это звук удара молнии и отводить его никуда не нужно. Но термин давно прижился и используется в разговорной речи. Независимо от того, как называется защита дома от молний, она предназначена для выполнения одной задачи — отвода энергии атмосферного электрического разряда в землю. Блоки грозозащиты делятся на три категории: по методу и виду защиты, а также по конструктивным особенностям.

  1. Методы защиты. Эта категория делится на два вида молниезащиты: активную и пассивную. В активной системе приемник молний оснащен специальным ионизатором воздуха, который своей работой провоцирует накопленное атмосферой статическое электричество на разряд. По своей сути, активная защита притягивает молнию, тем самым исключая возможность прямого попадания молнии в объект недвижимости и рядом находящиеся постройки. Пассивные системы не оснащены никакими дополнительными устройствами, поэтому молния может на ней разрядиться, а может и ударить в другое место, но в любом случае данный вид молниезащиты создает надежный барьер от прямого попадания разряда в дом. В то же время она не способна защитить бытовую технику от вторичного поражающего фактора. Для защиты от него необходимо устанавливать дополнительное оборудование.
  2. Виды защиты. В этой категории защита дома от разряда делится на два типа: внутреннею и внешнюю. Внутренняя система защищает частное владение от вторичного поражающего фактора, а внешняя от первичного. В связи с тем, что активные системы защиты от атмосферных электрических разрядов практически не применяются в быту, то блок грозозащиты дома, коттеджа или дачи должен состоять из двух частей: внешней и внутренней.
  3. Конструктивные особенности. В этой категории блок грозозащиты для частного дома делится на типы по особенностям конструкции внешних приемников молний. На данный момент существует три основных типа молниеприемников: штыревые, сетчатые и тросовые. Каждый из них хорош по-своему. Штыревые молниеотводы самые дешевые, но менее эффективные по сравнению с сетчатыми и тросовыми приемными элементами.

Выбрать лучшую защиту от разряда атмосферного электричества для своего дома вам поможет следующая глава статьи, в которой мы расскажем о конструкции наиболее популярной пассивной внешней молниезащите, в дополнение к которой необходимо устанавливать и внутреннюю защиту от вторичного поражающего фактора.

Конструкция пассивной внешней защиты от молний

Конструкция внешнего громоотвода на даче, в коттедже или частном доме довольна проста. Она состоит из трех составляющих частей: приемника молний, токоотводов и заземляющего контура. Токоотводы и заземлители имеют стандартную конструкцию. В отличие от них, молниеприемники пассивных систем защиты можно разделить на три типа, которые мы подробно рассмотрим ниже.

  1. Стержневой. Самый распространенный тип приемника атмосферных разрядов в системах пассивной внешней грозозащиты. Стандартный вид такого молниеприемника — это металлический прут длиной от 2.5 метров с диаметром от 10 до 20 мм, но можно использовать и стальные трубы с заваренными торцевыми отверстиями. Количество таких стержневых элементов зависит от площади дома. Для небольшого строения достаточно одного приемника, ну а для домов площадью более 200 кв. м следует устанавливать несколько стержней, с расстоянием между ними не менее 10 метров. Устанавливают стержневые молниеприемники на частном доме с помощью специального диэлектрического крепежа, который исключает переход разряда на конструкцию строения. Металлический стержень можно установить на отдельной опоре или высоком дереве, расположенном вблизи частного дома. Такой вариант хорош тем, что не портит внешний облик дом. Но следует заметить, что главным условием размещения молниеприемника является то, что он должен быть установлен выше основного дома и других построек частного владения.
  2. Тросовый. Этот тип молниеприемника неплохо зарекомендовал себя при устройстве молниезащиты частного дома с крышей из металлочерепицы. Такая кровля сама по себе является отличным проводником грозовых разрядов, поэтому ее следует надежно защищать от попадания молний. Тросовые молниеотводы намного эффективней, чем стержневые, но их монтаж сложен и требует больших трудозатрат. Для установки этого типа приемников молний используется металлический трос, который закрепляется на коньке дом по всей его длине. Основным условием монтажа молниезащиты на базе тросового молниеотвода является следующий фактор: натяжка троса должна исключать касание кровли. К тому же трос монтируется на диэлектрических опорах.
  3. Сетчатый. Такой молниеотвод изготавливается из металлической проволоки с диаметром сечения не менее 6 мм. Натягивают провод по всей площади кровли с созданием квадратных ячеек размером не более 6×6 метров. Как и в случае с тросовым молниеотводом, провод сетчатой системы не должен касаться кровли. Его необходимо монтировать на опорах, не проводящих электрический ток. Эффективность этого типа молниеприемников очень высока, но используются они крайне редко, так как трудны в монтаже. Кроме того, сетчатый молниеотвод затрудняет эксплуатационное обслуживание кровли частного дома и ухудшает ее внешний вид.

Какой тип молниеотвода использовать — выбирать вам! Каких-либо строгих рекомендаций дать на этот счет невозможно. Все три типа молниеприемников способны надежно защитить частный дом от первичного поражающего фактора молнии.

Следующими элементами в системе молниезащиты являются токоотводы. Главная их задача — это передача энергии атмосферного разряда от молниеприемника к заземляющему устройству. Токоотводы можно изготовить из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм, специального медного или алюминиевого кабеля или стальной ленты шириной от 30 мм и толщиной более 2 мм. Любой токоотвод закрепляется на концах молниеотводов с помощью резьбового соединения, сварки или пайки. В частных домах, построенных из негорючих материалов, этот элемент грозозащиты крепится на стенах в незаметном месте с использованием металлического крепежа. Нельзя размещать токоотводы вблизи с окнами и дверями.

Особые требования предъявляются к монтажу токоотводов молниезащиты деревянного дома. При попадании молнии в систему молниезащиты в частном дома, провода токоотводов могут разогреться до высоких температур. Чтобы исключить возгорание деревянных стен строения необходимо правильно установить токоотводящую часть системы грозозащиты. Токоотводы необходимо располагать на расстоянии не менее 10 см от стен постройки. Для одного стержневого молниеприемника необходимо установить один токоотвод, а для тросовых и сетчатых приемников разряда два токоотводящих элемента. Количество токоотводов зависит от количества концов молниеприемников и площади и конструкции кровли.

Последним элементом в системе внешней защиты частного дома от атмосферных электрических разрядов является заземляющее устройство. Простейший заземлитель — это два металлических прутка диаметром не менее 30 мм, забитые в почвенный слой на 2–3 метра и соединенные между собой перемычкой из металлической ленты. Расстояние между этими заземляющими элементами должно быть не менее 3 метров. К этой конструкции присоединяется токоотвод исключительно путем сварного соединения.

Мы рассмотрели конструкцию внешней пассивной молниезащиты. Она способна эффективно защитить частный дом от первичного поражающего фактора молнии. Для защиты дома, коттеджа или дачи от перенапряжений в сети, возникающих при воздействии второго поражающего фактора грозового разряда, необходимо устанавливать дополнительное оборудование. Эти приборы обеспечивают внутреннюю защиту от молний.

Внутренняя молниезащита

Бытовую технику и электроприборы в частном доме следует защищать от воздействия мощного индукционного поля, которое возникает в результате атмосферного разряда. Внешняя молниезащита не способна справиться с этой задачей. Для защиты от грозовых перенапряжений необходимо использовать специальные электротехнические устройства. Они называются устройствами защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП) и устанавливаются в распределительные щиты на входе электрических линий в частный дом. В настоящее время на рынке присутствует большой ассортимент таких приборов, с разными возможностями и уровнем защиты от импульсных скачков напряжения.

Только после установки УЗИП в распределительный щиток и монтажа внешней молниезащиты вы с уверенностью сможете сказать, что ваш дом надежно защищен от всех поражающих факторов молнии. Мы рассмотрели конструкцию защиты от молний для частного дома как внешней, так и внутренней. В следующей части статьи будет дан ответ на вопрос: как сделать громоотвод на даче, в коттедже или частном доме своими руками.

Самостоятельный монтаж молниезащиты

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что монтаж защиты от молний можно осуществить своими руками без привлечения наемных работников. Конечно, если вы обладаете элементарными навыками монтажных работ. В противном случае следует пригласить специалиста. Если вы все же решили осуществить монтаж громоотвода собственными руками, то сначала следует выполнить проектирование и расчет молниезащиты. Этот процесс не вызовет затруднений. Мы коротко расскажем о проектировании молниезащиты и ее самостоятельном монтаже на примере установки громоотвода со стержневым молниеприемником. Это самый популярный вариант защиты от грозы загородной недвижимости.

Громоотвод со стержневым приемником молний обеспечивает защиту в виде воображаемого конуса, c вершиной на конце молниеприемника. Во внутреннюю зону этого конуса, для обеспечения надежной защиты строения от молний, должен попадать весь объект.

На приведенном рисунке мы видим, что часть дома не попала в зону защиты, поэтому необходимо перенести молниеприемник на середину дома или увеличить его высоту. Лучшим местом для монтажа штыря молниеприемника является конек крыши или печная труба. Расчет высоты стержневого приемника рассчитывается по следующей формуле.

  • Rx — нижний радиус защиты воображаемого конуса, который необходимо замерить рулеткой на поверхности земли;
  • Ha — высота активной зоны защиты от молний, которая замеряется от земли до наивысшей точки воображаемого конуса;
  • Hx — самая высокая точка частного дома, которая может находиться на коньке кровли, печной трубе или на других элементах конструкции;
  • H — высота стержня молниеприемника.

После расчета длинны стержня молниеприемника следует определиться с его местоположением и проложить воображаемую трассу монтажа токоотвода от стержня до места установки заземлителя. На этом проектирование и расчет молниезащиты закончен и можно приступить непосредственно к монтажу громоотвода.

Монтаж заземлителя

В первую очередь следует смонтировать заземляющий контур. Для выполнения работ вам понадобится следующий инструмент и материалы:

  • болгарка с отрезными кругами, сварочный аппарат, кувалда, молоток и лопата;
  • стальной уголок 40×40 для вертикальных штырей и полоса 40×5 для перемычек.

Заземлитель следует монтировать недалеко от стены дома. Выбираем место и выкапываем равностороннюю треугольную траншею глубиной 70 см со сторонами 1.2 метра. До стены дома также необходимо прокопать траншею для укладки токоотвода. В углах треугольника забиваем отрезки стального уголка на глубину 2 метра.

К концам штырей приваривается полоса. К одному углу контура приваривается стальная полоса и выводиться на стену дома, где к ней будет присоединен токоотвод от молниеприемника. Траншея закапывается и утрамбовывается. Заземлитель готов к подключению токоотвода.

Монтаж приемника молний

Лучшим местом для крепления стержня молниеприемника является печная труба, расположенная вблизи конька кровли. Крепить мачту удобнее всего кронштейнами с хомутами на концах.

Альтернативным вариантом крепежа штыря молниеприемника является его установка на специальную опору на коньке дома.

На заключительном этапе монтажа к нижнему концу стержня крепится токоотвод при помощи хомута с резьбовым соединением.

Монтаж токоотводов

Токоотвод, металлический провод диаметром не менее 6 мм прокладывается непосредственно по кровле и стене дома, к месту выхода соединительной стальной полосы от контура заземления. Вся конструкция крепится к кровле и стенам дома пластиковыми или металлическими хомутами с опорой.

Нижний конец провода токоотвода закрепляется на металлической полосе заземлителя с помощью резьбового соединения.

На этом монтаж внешней грозозащиты закончен, но если не установить блок внутренней защиты от перенапряжений, то ваша система защиты от молний будет неполной.

Установка УЗИП

Устройство защиты от импульсных перенапряжений полностью обесточивает электрическую сеть дома при возникновении мощного индукционного поля, то есть вторичного поражающего фактора молнии. Модуль устанавливается в распределительный щиток по следующей схеме.

После установки УЗИП ваша молниезащита частного дома получает полностью законченный функциональный вид. С этой системой ваша недвижимость и бытовая техника надежно защищены от атмосферных электрических разрядов.

Заключение

Качественный монтаж громоотвода обеспечит вам комфортное проживание в своем доме. В этом случае защита от всех поражающих факторов молнии будет обеспечена. Но следует заметить, что молниезащиту необходимо периодически проверять на наличие повреждений. Главное внимание при профилактическом осмотре нужно уделять всем соединениям. Только при условии работоспособности громоотвода, ваш дом будет надежно защищен от попаданий молний.

Видео по теме

Vadim

2019 0
0

Насколько важно установить защиту

Сейчас уже никому не нужно доказывать, что разбушевавшаяся стихия имеет гигантскую силу и молния здесь не исключение. В случае прямого попадания молнии в дом, для жильцов существует 2 фактора опасности — это первичный и вторичный.

  1. Первичный — сюда относят частичное или полное разрушение конструкций здания и возникающий после этого пожар. Молния, конечно, не боевой снаряд, но в некоторых случаях ущерб от ее попадания сравним с последствиями серьезного взрыва. Данный фактор считается самым опасным;

Последствия прямого попадания молнии могут быть более чем серьезные.

  1. Вторичный — этот фактор для жизни людей менее опасен, но неприятностей может принести много. Речь идет об электромагнитной индукции и эффекте короткого замыкания. Если разряд большой мощности «доберется» до электропроводки, то все подключенные к ней приборы сгорят. Хотя здесь можно обезопаситься, отключив эти приборы.

Кстати, обычная наружная антенна запросто может сработать как громоотвод и тогда от вашего телевизора останется только пепел.

Сгоревшие электроприборы — это самое малое, что грозит при попадании молнии.

Хотя все же есть счастливые обладатели частных домов, которым не нужно ставить защиту и бояться попадания молнии. Из школьного курса физики нам известно, что это явление представляет собой концентрацию атмосферного электричества и во время грозы удара молнии следует ждать в районе самой высокой точки местности.

Если ваш частный дом стоит неподалеку от многоэтажного жилого массива, то разряд с вероятностью в 100 % ударит именно в высотное здание. Вам же бояться нечего, потому как на каждом таком здании обязательно есть громоотвод. А вот для дачного дома в чистом поле громоотвод жизненно необходим.

Если неподалеку стоят высотные здания, то частному дому громоотвод не нужен.

Тонкости обустройства системы

У себя в доме громоотвод можно полностью установить в течение 2–3 дней, здесь все зависит от того, какую систему вы предпочтете. Но для начала давайте разберемся, как работает защита от молнии.

Принцип действия системы

Устройство системы элементарно простое:

  • На любом высоком объекте, будь то крыша дома, дерево или специально установленная мачта, монтируется молниеприемник;
  • Этот молниеприемник при помощи токопровода по кратчайшей траектории соединяется с заземляющим блоком;
  • При попадании разряда молнии в молниеприемник, электричество проходит по токопроводу и попадает в землю.

Здесь есть интересный нюанс, если монтаж выполнен грамотно, то вокруг шпиля появляется так называемая зона защиты, то есть безопасное место.

Вычислить ее просто: по правилам радиус зоны безопасности в полтора раза больше высоты шпиля. Иными словами, если ваш громоотвод имеет высоту 10 м, то на 15 м вокруг шпиля (во все стороны) распространяется зона безопасности. Причем зона защиты имеет конусообразную форму, поэтому ее еще называют конус безопасности.

Чем выше громоотвод, тем шире конус безопасности вокруг него.

Три схемы защиты частного дома

Большинство людей привыкло к тому, что громоотвод — это некий высокий шпиль. Отчасти это правильно, но металлический шпиль — это только одна из 3 распространенных рабочих схем применяемых в частном доме.

Иллюстрации Рекомендации
Схема № 1. Шпиль

Шпиль считается классикой. Лучше всего его крепить в центре здания, чтобы конус безопасности охватывал все строение.

Высота шпиля должна быть не менее 2,5 м, соответственно, чем большую площадь занимает дом, тем выше делается шпиль.

Схема № 2. Сетка

Если на вашем доме металлическая кровля, к примеру, металлочерепица или фальцевая кровля, то саму кровлю можно заземлить, и она будет работать как молниеотвод, главное, чтобы толщина листа была более 0,4 мм.

В теории на кровле можно обустроить металлическую сетку из токопровода с ячейками около 1 м, но этот способ больше подходит для высотных домов с плоскими крышами, в частном домостроении он используется крайне редко.

Схема № 3. Трос по коньку

Трос из токопроводящего материала, натянутый над коньком на высоте от 150 мм — это практичное и не очень дорогое решение проблемы.

Конус безопасности от троса, идущего над коньком здания, будет гарантировано накрывать весь дом.

Устанавливаем приемник на кровле

Громоотвод, точнее приемная его часть, может быть активной и пассивной. В активной системе на конце небольшого шеста устанавливается специальный ионизатор, который притягивает к себе разряды.

Установка такого ионизатора на частном доме не имеет особого смысла. Во-первых, эта штука не дешевая, а во-вторых, она разрабатывалась для промышленных предприятий с пожароопасным производством, чтобы гарантировано исключить попадание молнии не туда, куда нужно. Плюс подбор и монтаж ионизатора требует профессиональных навыков.

Монтировать ионизатор в частном доме не имеет смысла.

Если вам больше нравится шпиль над вашим домом, то минимальное сечение стального стержня составляет 50 мм², что соответствует круглому пруту диаметром 8 мм. Медный шпиль можно ставить сечением 35 мм², а самым толстым получается алюминиевый шпиль, здесь сечение берется не менее 70 мм².

Проще всего прикрепить громоотвод к кирпичной печной трубе при помощи анкеров или стальных хомутов. Если же такой трубы на вашем доме нет, то для таких случаев существуют специальные металлические стойки, как на фото снизу.

Стальной шпиль на кровле выглядит эффектно.

На громоотвод лучше ставить нержавеющую сталь или медь, если ее нет, то я рекомендую брать прут из обычной стали сечением 16 – 20 мм, тонкий металл (до 10 мм) в таких условиях за несколько лет съест коррозия.

Часто люди ставят на шпиль железную толстостенную трубу. Ничего плохого здесь нет, но в этом случае верхнюю часть трубы нужно заварить.

Натянуть по коньку трос легче и намного дешевле, чем крепить высокий, громоздкий шпиль. Сейчас для этих целей продаются специальные кронштейны, которые крепятся прямо к коньку с интервалом около 1 м и поддерживают на нужном расстоянии от кровли токопровод.

Многие хозяева предпочитают перестраховываться, устанавливая одновременно и коньковый трос и шпиль.

Токопровод

При обустройстве токопровода главное обеспечить как можно более короткий путь от приемника на кровле, до заземления. Что касается сечения, то в стальных конструкциях это все те же 50 мм², для медного токопровода хватит 16 мм², а для алюминиевого 25 мм².

Сам провод желательно изолировать как от кровли, так и от конструкций дома. Для этих целей сейчас продаются очень удобные кронштейны, они удерживают токопровод на уровне 20 мм от поверхности здания, что вполне достаточно.

Под токопровод лучше приобрести специальные кронштейны.

От приемника, до заземления все соединения токопровода в идеале должны провариваться или пропаиваться, но если такой возможности нет, то можно использовать болтовое соединение. Главное помните – алюминий нельзя напрямую соединять с медью, только через стальную шайбу или прокладку.

Оптимальный зазор для токопровода 20 мм.

Заземление

Заземление — это, пожалуй, самая ответственная часть конструкции. Чтобы разряд большой мощности гарантировано ушел в землю, площадь соприкосновения металлических конструкций с грунтом должна быть довольно большой.

  • Для обустройства заземления используются металлические стержни длиной до 3 м. Не обязательно, чтобы это были круглые прутья, также сюда подходят металлические уголки размером от 35 мм;

Под заземление выкапывается треугольная траншея с длиной стороны от 1,5 м.

  • Изначально вам нужно выкопать траншею в виде треугольника на глубину 30–40 см. Длина стороны треугольника составляет от 1,5 м;
  • После этого в углах траншеи вбиваются металлические штыри. В песчанике нужно загонять стержни на глубину до 3 м, для чернозема и влажных грунтов достаточно 1,5 м;

Стальные стержни заземления должны иметь сечение от 70 мм².

  • Когда стержни вбиты, вокруг них сваривается замкнутый металлический контур, к которому подсоединяется токопровод с крыши и вся эта конструкция закапывается землей;

Схема заземляющего контура.

  • В теории не обязательно чтобы заземляющий контур имел форму треугольника, металлические стержни можно вбить на прямой линии и точно также соединить, но в случае обрыва токопровода, часть контура перестает работать.

Существует 3 варианта заземляющего контура.

После сборки системы нужно проверить ее сопротивление, по правилам оно должно находиться в пределах 10 Ом.

Сопротивление системы проверяется мультиметром.

Вывод

Для небольшого дома сделать громоотвод своими руками можно в течение дня, но здесь важно соблюдать все те зазоры, параметры и сечения провода о которых говорилось выше. Если остались вопросы, пишите в комментарии, постараюсь помочь.

Мольниеотвод из цветных металлов будет служить дольше.

16 октября 2017г.

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

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

Устройство и принцип работы типового громоотвода

Рисунок 1: устройство громоотвода

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

Молниеприемник

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

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

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

Рис. 2: стержневой молниеприемник

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

Рис. 3: сетчатый молниеприемник

Решетка в качестве молниеприемника используется для большой площади, к примеру, многоэтажных домов или торговых центров. В отличии от предыдущего варианта, она не влияет на дизайн постройки, поэтому может применяться в любых современных экстерьерах. Такой громоотвод должен иметь заданное сечение и размер ячеек, как правило, выбирается  арматура не менее  6 мм2. Ее монтаж выполняется на безопасном расстоянии от крыши (не менее 15 см) через термоизолирующие несущие конструкции.

Рис 4: тросовый молниеприемник

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

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

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

Изготовление  громоотвода из металлической кровли позволяет сэкономить средства на молниеприемнике.

Токоотвод

Представляет собой проводник, отводящий электрический ток от молниеприемника к заземлителю. Может выполняться из металлической проволоки или шины.  Должен иметь сечение не менее 16 мм2, если изготовлен из меди, 25 мм2 из алюминия, 50 мм2 из стали. К токоотводу предъявляются такие требования:

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

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

Заземлитель

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

Таблица 1

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

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

Рис. 5: пример установки заземлителя

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

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

Подготовка

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

Расчет защитной зоны

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

Рис. 6: зона защиты стержневого молниеотвода

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

Как рассчитать стержневой громотвод?

Рис. 7: параметры зоны защиты стержневого молниеотвода

Посмотрите на рисунок, здесь изображены следующие параметры:

  • h – высота самого громоотвода;
  • h0 – высота зоны защиты громоотвода;
  • hx – высота в определенной точке (устанавливается на уровне крыши здания);
  • r0 – радиус зоны защиты громоотвода на земле;
  • rx – радиус зоны защиты громоотвода в выбранной точке;
  • x и y – расстояние от места установки молниеприемника до контура границы здания.

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

Таблица 2

Надежность защиты Высота молниеотвода h, м Высота конуса h0, м Радиус конуса r0, м
0.9 От 0 до 100 0,85h 1,2h
От 100 до 150 0,85h (1,2-10-3(h-100))h
0,99 От 0 до 30 0,8h 0,8h
От 30 до 100 0,8h (0,8-1,43·10-3(h-30))h
От 100 до 150 (0,8-10-3(h-100))h 0,7h
0,999 От 0 до 30 0,7h 0,6h
От 30 до 100  (0,7-7,14·10-4(h-30))h (0,6-1,43·10-3(h-30))h
От 100 до 150 (0,65-10-3(h-100))h  (0,5-2·10-3(h-100))h

Для определения радиуса зоны громоотвода на определенной высоте используется формула:rx=r0×(h0-hx)/h0

 Как рассчитать тросовый громоотвод?

Рис. 8: зона защиты тросового громоотвода

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

Рис. 9: Параметры зоны защиты тросового молниеотвода

Посмотрите на рисунок, здесь зона громоотвода характеризуется такими параметрами:

  • h – высота самого громоотвода;
  • h0 – высота зоны защиты громоотвода;
  • hx – высота в определенной точке (устанавливается на уровне крыши здания);
  • r0 – радиус зоны защиты громоотвода на земле;
  • rx – радиус зоны защиты громоотвода в выбранной точке;
  • L – длина троса громоотвода.

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

Таблица 3

Надежность защиты Высота молниеотвода h, м Высота конуса h0, м Радиус конуса r0, м
0.9 От 0 до 150 0,87h 1,5h
0,99 От 0 до 30 0,8h 0,95h
От 30 до 100 0,8h (0,95-7,14·10-4(h-30))h
От 100 до 150 0,8h (0,9-10-3(h-100))h
0,999 От 0 до 30 0,75h 0,7h
От 30 до 100  (0,75-4,28·10-4(h-30))h (0,7-1,43·10-3(h-30))h
От 100 до 150 (0,72-10-3(h-100))h  (0,6-10-3(h-100))h

Радиус зоны громоотвода на  высоте здания вычисляется по формуле: rx=r0×(h0-hx)/h0

Выбор материала для громоотвода

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

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

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

Место установки

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

Рис. 10: зона защиты на плане постройки

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

Пошаговая инструкция изготовления громоотвода

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

Стержневого

Для сооружения громоотвода стержневого типа выполните следующие манипуляции:

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

  • Закрепите токоотвод – в местах крепления он не должен выскальзывать или выпадать из гнезда.
  • Обеспечьте надежный электрический контакт металлических соединений в местах подключения молниеприемника, токоотвода и заземлителя.
    Рис. 13: болтовое соединение проводников

Тросового

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

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

Видео инструкции