Новости

Защита от молнии – молниеотвод

Поражение молнией может привести к пожару. К сожалению, далеко не все владельцы индивидуальных домов думают о способах защиты от прямых разрядов молнии. Молния может ударов в любые возвышенности земной поверхности. Также заряд может устремиться к любым высоким объектам. Но наиболее «удобен» для разряда молнии такой объект, который хорошо проводит электричество. Когда случается гроза, то происходит скопление электрических зарядов на земле и в облаках. Эти заряды равны по величине и обратны по знаку. Когда к молнии приближается к земле, происходит сильное изменение электрического поля рядом с землей. Наиболее сильным это изменение является в начальной фазе главного разряда. На различных деталях дома приготовленных из металла, то есть трубах, антеннах, кровле, - значительная разность потенциалов по отношению к земле.

Происхождение и появление молнии, в чем ее опасность?

Разность потенциалов может достигать десятков вольт. Соответственно, есть опасность возникновения искры в воздушном промежутке, длина которого может составлять несколько сантиметров. Если среда взрывоопасная или пожароопасная, может произойти взрыв или пожар. Если крыша жилого дома покрыта металлочерепицей, то процесс возникновения искры особенно опасен. К причинам высокой опасности можно отнести крепление и укладку кровельных листов, отсутствие заземления кровли по поверхности. Соответственно, во время разряда молнии рядом с домом могут возникнуть множественные очаги искрения. Одна из весьма надежных мер защиты - использование стержневых молниеотводов и заземление кровли.

 Рядом с домом или на доме можно установить стержневой молниеотвод. Он способен приблизить разряд прямого удара молнии к дому. В результате этого разряд прямого удара молнии к дому приблизится. Но при этом от защищаемого дома будет удалена зона формирования главного разряда молнии, то есть уменьшится величина шаговых напряжений. Вместе с пассивными можно использовать активные стержневые молниеотводы. Они способствуют образованию в предразрядный период лидеров ионизированного воздуха значительной высоты в направлении к молнии. Это создаст искусственный надземный канал для разряда молнии через молниеотвод.

 На самом деле вероятность поражения молнией жилых домов и хозяйственных построек не так уж велика. Но на практике каждый разряд молнии в здание, не защищенное соответствующим образом, влечет за собой серьезные разрушения. Наиболее опасны разряды молнии для деревянных домов, так как могут возникнуть пожары.

 Ток молнии не опасен для металлических проводников, сечение которых 35 мм кв и более, а также для металлических элементов дома, которые имеют хорошее соединение между собой и с землей. А вот если дом не имеет электрического соединения с землей или построен из непроводящего материала, например кирпича, камня, дерева, бетона и т. д., то при поражении  молнией возникает пробой на участке от точки удара молнии до земли. Возникает канал разряда молнии в толще непроводящего материала.

 Одновременно создается высокое давление и существенно повышается температура. В результате элементы дома, по которым проходит ток, могут быть разрушены. Деревянные или кирпичные стены могут даже расщепляться. Если канал разряда молнии, который имеет очень высокую температуру, соприкоснется с легковоспламеняющимися и горючими материалами или взрывоопасными смесями газов или паров, то может возникнуть пожар или взрыв.

 Если дом не имеет молниезащиты, то разряд молнии внутри него очень опасен для жизни людей, которые в нем находятся. Есть вероятность прохождения разряда через тело человека. Молния может ударить в провода воздушных линий, телефонных, электрических и др. В этом случае в проводах появляются вы потенциалы. Высокие потенциалы могут проникнуть в дома по проводам воздушных вводов, по подземным трубе водам и кабеля.

  Молниеотвод - это устройство, которое возвышается над защищаемым объектом. Через устройство проходит ток молнии, в результате молния минует защищаемый объект и отводится в землю. Молниеотвод состоит из молниеприемника, который принимает разряд молнии, токоотвода

 Принцип действия молниеотводов сравнительно прост. Как мы уже говорили, молния чаще всего поражает самые высокие металлические объекты, которые имеют связь с землей. В разряде молнии на молниеприемнике происходит скопление зарядов. Эти заряды создают высокое напряжение электрического поля на пути между развивающимся лидерным каналам молнии и вершиной заземленного молниеотвода.

Развитие заряда происходит в основном по этому пути. Ионизированный канал возникает и развивается с молниеотвода, что обуславливает разряд молнии в молниеотвод. Дом по высоте ниже, чем молниеотвод. Он оказывается защищенным, так как находится рядом с молниеотводом или под ним.

 Пространство вокруг молниеотвода защищено от удара молнии. У пространства вокруг молниеотвода есть название «зона защиты». Дом должен быть целиком и полностью расположен в зоне защиты молниеотвода. Молниеотводы могут быть отдельно стоящими или закрепленными на доме. По типу молниеприемников существуют стержневые и тросовые молниеотводы. Стержневые молниеотводы - это вертикально установленные стержни, на которых расположены молниеприемники, которые соединяются с заземлителями токоотводами.

Что такое молниеприемник и молниеотвод?

 Тросовые молниеотводы - это горизонтально подвешенные тросы, то есть провода, которые являются молниеприемниками. Трос крепится к опорам. По опорам прокладывают токоотводы. Они соединяют молниеприемник с заземлителем. Тросовые молниеотводы используются сравнительно редко. Их использование целесообразно тогда, когда нет возможности установить нужное количество стержневых молниеотводов. Но стержневые молниеотводы более просты и удобны.

 Как молниеприемники можно также использовать различные конструктивные элементы зданий. К ним можно отнести металлическую кровлю, трубы, отдельные проводники, сетку из стальных проводников, которые прокладываются по крышам домов. Если железная кровля дома соединена токоотводами заземлителем, то дополнительно молниеотводы устанавливать не нужно. В данном случае функцию молниеотводов выполняет металлическая сетка, которая принимает на себя разряды молнии.

 Такую сетку можно использовать для домов и коттеджей из кирпича и железобетона, которые имеют металлическую кровлю из листовых материалов, скрепляемых посредством кровельного шва. Данный способ защиты подходит и для плоской кровли. А вот для покрытия из металлочерепицы подобный способ не подойдет.

 В конце ХХ века стали производить активные молниеотводы. Сначала стержневые активные молниеотводы были оснащены источниками радиоактивного излучения. Считалось, что благодаря радиоактивному излучению над молниеотводом возникает канал ионизированного проводящего воздуха, который увеличивает высоту молниеотвода. И в результате увеличивается зона защиты. Безусловно, такие молниеотводы имели свои преимущества. Однако наличие радиоактивных материалов может быть опасно для жизни человека. Впоследствии в целом ряде стран стали производить и применять активные молниеотводы без радиоактивных материалов.

 Принцип действия молниеотводов основан на создании ионизированного канала воздуха. Ионизированный канал воздуха возникает благодаря электронным устройствам, которые активизируются в предгрозовой период. Электронные устройства обеспечивают канал для разряда молнии на землю через молниеотвод. Высота активного молниеприемника может быть не слишком большой - до 2 м. Молниеприемник устанавливается на коньке крыши. В результате внешний вид здания не страдает.

 Можно ли защититься от проникновения в дом опасных потенциалов по проводам ответвлений от воздушных линий? На воздушных линиях различного назначения, то есть телефонных, электрических и т. д., возникают высокие потенциалы. Они появляются при разрядах молнии в эти линии и вследствие электромагнитной индукции при разрядах молнии рядом с ними, то есть на расстоянии до 0,5-0,7 км. Высокие потенциалы могут проникать в дома по проводам. А это опасно как для людей, так и для электробытовых приборов, которые могут быть выведены из строя.

 В качестве защиты можно заземлить крюки или штыри изоляторов на опорах ВЛ и на стенах при вводе воздушных линий в дом. В этом случае импульсное сопротивление заземления нужно сделать как можно меньше, то есть не выше 20 Ом. Однако если на ближайшей к дому опоре сделать дополнительное заземление крюков и установить разрядниками, тогда  воздушные линии будут менее опасными для людей.