2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и монтаж молниезащиты и заземления

Устройство и монтаж молниезащиты и заземления

Молниезащита и заземление — важные элементы частного дома. Ведь защищенность от молний позволяет не только предотвратить утрату имущества, но также сохраняет жизнь и здоровье обитателей жилища.

Природа молний

Облака — это сгусток капелек воды и водяного пара, находящиеся в небе. Большие размеры облаков обуславливают их расположение в различных температурных зонах. Поэтому температуры в разных слоях облаков могут разниться на 20-30 градусов. К примеру, в то время как в нижнем слое облака температура может составлять -10 °С, в верхнем слое она может быть ниже -40 °С. При этом вода и пар превращаются в очень маленькие кусочки льда. Из-за контактов между кристаллами возникает статическое электричество. Поскольку температуры в разных слоях облака различаются, электрические заряды также неодинаковы, и поэтому облако напоминает слоеный пирог.

Накопленная облаками сила тока огромна. Однако электричество раньше или позднее сбрасывается вовне в виде молний, которые, по сути, представляют собой короткие замыкания между проводниками разной полярности.

Молнии сопровождаются грохотом, то есть громом. Раскатистый гром возникает в результате мгновенного проникновения накаленного ствола молнии сквозь массы воздуха.

Существуют три типа молний:

  • с направленностью к верхним атмосферным слоям;
  • разряжающиеся внутри слоев с разными зарядами — в одном облаке или между облаками-соседями;
  • с направленностью к земной поверхности.

Поскольку электричество всегда избирает самый краткий путь, молнии наносят удары по самой высокой части строений и деревьев. Последние являются природными молниеотводами.

Что такое молниеотвод

Молниеотвод — приспособление, через которое электричество отводится к земле, минуя охраняемые объект. Молниеотвод всегда находится выше уровня охраняемого объекта. Молниезащитное устройство является электропроводником и как бы провоцирует молнию ударить именно по нему. Таким образом, короткое замыкание между облаком и земной поверхностью происходит не в неожиданном месте, а именно там, где оно будет нейтрализовано молниезащитой.

Существует два вида молниезащитных устройств:

  1. Одиночные молниеотводы.
  2. Тросовые молниеотводы, которые представляют из себя несколько тросов, растянутых между отдельными молниеприемниками. Такой способ защиты от молний характерен, прежде всего, для высоковольтных ЛЭП. В быту подобные системы используется для защиты больших территорий, где трос натягивается по периметру участка, либо для охраны протяженных зданий.

Также понадобится не один, а несколько металлических прутьев, воткнутых в грунт. При этом, хотя количество прутьев является расчетной величиной, принято считать, что для одноэтажного или двухэтажного дома достаточно 3-4 прутьев. Длина прутьев должна превышать приблизительно на 30 сантиметров глубину максимального промерзания грунта.

Прутья стыкуются электропроводником, обычно проволокой из алюминия, меди, либо луженной стальной пластинкой. Так создается замкнутый контур. Внешне конструкция будет напоминать букву «Ш», вкопанную в грунт.

Обратите внимание! Не допускается связывание прутьев проволоки ручным способом или плоскогубцами. Этого нельзя делать даже в бытовом заземлении, а тем более в молниезащитной системе.

Соединения должны создаваться с помощью сварки, с применением обжимных гильз или жесткому скручиванию, то есть методом холодного сваривания деталей. Подобные соединения отличаются надежностью, они не подвержены люфтам и не ослабевают со временем. Собранная конструкция будет выглядеть приблизительно следующим образом.

Соединение заземлителя жестким скручиванием

Важно! Заземление для молниеотвода необходимо с контуром заземления дома. Для этого контур молниезащиты соединяется с контуром заземления здания.

Стыкуются контуры стальной полосой. В результате выполненной работы общий контур усиливается, что положительно сказывается на безопасности здания.

Расположение заземлителя

Как токоотвод, так и заземлитель должны располагаться в месте, в которое невозможен доступ детей и домашних животных. Заземлителем может быть любой крупный объект из металла, при этом, чем большая у него площадь касания с поверхностью, тем он эффективнее. Как заземлители могут быть использованы сетка из арматуры, чугунная ванна, стальные детали кровати и т.п.

Вода — отличный проводник электричества. Исходя из этого, заземлитель нужно устанавливать там, где влажная земля. Можно искусственно увлажнять район заземления, например, направив туда сток воды с кровли здания.

Обратите внимание! В домах с водопроводом и централизованной отопительной системой, а также в зданиях, подключенных к подземным электросетям, заземление уже есть в наличии. Поэтому такие объекты не нуждаются в установке дополнительных молниеотводов.

Защитная зона молниеотвода

Чтобы рассчитать защитную зону, можно использовать правило, согласно которому эта зона близка к конусоподобной форме с 45-градусным углом на вершине. Если речь идет об одиночном тросовом молниеотводе, зона защиты похожа на призму с тремя гранями, где ребром выступает трос. Вероятность прямого попадания молнии в таких зонах составляет не более 1%. Таким образом, если молниеприемник находится, например на 10-метровой высоте, защитная зона на земле также будет иметь 10-метровый диаметр.

Существует еще один способ вычисления защитной зоны. Здесь применяется формула R = 1,732 • h, где R – диаметр защитной зоны над наивысшей точкой здания, h – высота от высочайшей точки строения до пика молниеотвода.

Вычисление зоны защиты

Таким образом, если высота дома равна 7 метрам, а верхняя оконечность молниеотвода находится на 3 метра сверху высочайшей точки кровли, диаметр защитной зоны составит 5 метров 20 сантиметров. В итоге получается конус с диаметром у основания — 9 метров и 10-метровой высотой.

Приемка молниезащитных систем в эксплуатацию

Устройства защиты от молний для строительных объектов проходят приемку специальной комиссией и сдаются в эксплуатацию владельцу здания до начала установки в помещениях ценного имущества. Состав комиссии по приемке устанавливается заказчиком объекта. Комиссия по приемке состоит из специалистов следующих направлений:

  • электрическое хозяйство;
  • подрядчик;
  • противопожарная инспекция;

Комиссии по приемке предоставляется такая документация:

  • утвержденные проекты создания защиты от молний;
  • акты на выполнение скрытых работ (установка токоотводов и заземлителей, которые недоступны для визуального контроля);
  • акты тестирования молниезащитных устройств от вторичных воздействий молнии и попадания высоких потенциалов через коммуникации из металла (информация по сопротивлению заземления для молниезащиты, результаты мониторинга работ по установке устройств).

Комиссия по приемке проверяет произведенные установочные работы по обустройству молниезащитных систем.

Приемка устройств защиты от молний в новостройках проводится с использованием актов приемки оборудования. Пуск молниезащитных устройств производится после подписания актов-допусков соответствующих надзорных и контролирующих органов государства.

По окончанию приемки выдаются паспорта для систем защиты от молний и паспорта заземлителей, которые находятся у владельца здания или ответственного за электрическое хозяйство.

Природные молниеотводы

Разные деревья по-разному справляются с функцией отвода молний. Наиболее подходящие деревья: береза, ель и сосна. Однако в населенных пунктах для целей молниеотвода более применима береза, а вот хвойные стараются не сажать в непосредственной близости от зданий, поскольку их древесина более хрупкая.

Перечисленные породы деревьев имеют преимущества над некоторыми другими видами благодаря их корневой системе. Наилучшим заземлением обладают деревья с максимально разветвленной корневой системой, находящейся неглубоко в земле. Лучше всего, если корни таких деревьев частично расположены на поверхности грунта и веерообразно расходятся в стороны. При попадании в дерево, электрический заряд моментально достигает корневой системы и уходит в землю.

Важно! Во время грозы следует избегать деревьев, поскольку в этом случае вероятность поражения молнией значительно возрастает.

Создание устройства защиты от молний не отличается высокой сложностью, но требует базового понимания физических законов и соблюдения технических регламентов. Если же нет уверенности в собственных силах, лучше обратиться за помощью к специалистам.

О заземляющих устройствах молниезащиты

В том же п. 1.7.55 ПУЭ также читаем: «Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими». На этот пункт проектировщики часто ссылаются для обоснования своей позиции, не учитывая, что требования главы 1.7 имеют общий характер.

В первую очередь это требование означает, что защитное заземление объекта из одного или нескольких территориально сближенных зданий и сооружений, должно быть общим для этих зданий. То же самое и по молниезащите. Общая система молниезащиты на весь объект.

Что касается совмещения заземляющих устройств (защитного и молниезащиты) – они могут быть общими, могут быть раздельными – это зависит от типа молниеприемника, от расположения его на объекте и т. д. Это выясняется после расчетов молниезащиты с учетом требований инструкций по устройству молниезащиты (РД 34.21.122-87, СО 153-34.21.122-2003).

РД 34. п. 2.11. Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений II категории с неметаллической кровлей должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на защищаемом объекте стержневыми или тросовыми молниеотводами. п. 2.14. При установке отдельно стоящих молниеотводов расстояние от них по воздуху и в земле до защищаемого объекта и вводимых в него подземных коммуникаций не нормируется.
СО 153 п. 3.2.3.1. Во всех случаях, за исключением использования отдельно стоящего молниеотвода, заземлитель молниезащиты следует совместить с заземлителями электроустановок и средств связи. Если эти заземлители должны быть разделены по каким-либо технологическим соображениям, их следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов.

СО 153 выделяет отдельно стоящий молниеотвод со своим заземляющим устройством. В остальных случаях, если вы применяете, например, стержневой или тросовый молниеотвод, установленный на защищаемом объекте, молниеприемную сетку на кровле или саму кровлю в качестве молниеприемника, заземлитель молниезащиты должен быть совмещен с заземлителями электроустановок. Если в качестве заземлителя используется фундамент здания, то присоединение к фундаменту токоотвода и проводника, присоединяющего систему молниезащиты к ГЗШ, должно обязательно выполняться на разных болтах или разных закладных частях.

Если эти заземлители должны быть раздельными по технологическим причинам, они также должны быть объединены в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов. При этом присоединение заземлителя молниезащиты к основной системе уравнивания потенциалов должно выполняться заземляющими проводниками непосредственно от заземлителя молниезащиты.

Читать еще:  Шов между цоколем и отмосткой

Если используется отдельно стоящий молниеотвод, то согласно СО 153 он должен иметь отдельное заземляющее устройство.
ПУЭ (1.7.55) этому не противоречит, а только требует обеспечить приоритет защитного заземления для защиты жизни и здоровья людей.
Поэтому после расчетов зон молниезащиты нужно проверять, на каком расстоянии окажутся заземлители разных назначений друг от друга.
Если между ними в земле есть зона нулевого потенциала, то заземлитель молниезащиты может быть независимым.
Если заземляющие устройства окажутся территориально сближенными (отсутствует зона нулевого потенциала), то существует возможность возникновения разности потенциалов между ними, угрожающих жизни и здоровью людей.
В этом случае расстояние между заземлителями должно быть увеличено (≥ 20м). Если это невозможно сделать, то должны быть приняты меры по уравниванию потенциалов заземлителей на шине СУП или ГЗШ.

15. Какие меры применяются для защиты кабельных линий от пожара?

Современные кабельные линии прочно вошли в перечень оборудования, которое активно используется для передачи электроэнергии или отдельных ее импульсов на требуемое расстояние. Вместе с тем, для того чтобы такие изделия смогли функционировать долго и без дополнительных проблем, квалифицированными специалистами проводится соответствующий спектр мероприятий, о которых и пойдет речь далее.

Как правило, понятие «защита кабельных линий» подразделяется на несколько категорий, таких как:

• предотвращение механических повреждений кабельных трасс;

• защита от коррозии и т. д.

В городских условиях кабельные трассы, зачастую, прокладывают на безопасном расстоянии под землей, при этом их размещают в специальных коробах, которые накрывают бетонными плитами. Данная мера позволяет предотвратить порчу кабелей и их разрыв, а также обеспечивает долговечность эксплуатации представленных изделий.

Особо следует обратить внимание на комплекс мероприятий, проводимых с целью предупреждения пожара в кабельных трассах, ведь нередко здесь подаются токи высокого напряжения, в результате чего существует вероятность короткого замыкания и воспламенения обмотки. С недавних пор для обеспечения безопасности от пожара применяются специальные изделия, изготовленные из антитоксичных материалов, которые имеют высокое значение кислородного индекса и низкие параметры образования дыма и выделения хлористого водорода. Кроме того, в местах повышенной опасности устанавливают локальные системы оповещения и пожаротушения, призванные оперативно предоставить данные о возгорании, эффективно предотвратив его распространение.

Защита кабельных линий от коррозии также стала ключевым мероприятием, которое в обязательном порядке проводится при прокладке линий. Поскольку металлические оболочки данных изделий быстро разрушаются в результате взаимодействия с окружающей средой, то на их поверхность принято наносить слой брони из краски или лака, который предотвращает попадание кислотно-щелочных веществ непосредственно в структуру металла. В тех местах, где нанесение специальных покрытий невозможно, используются инновационные отсасывающие пункты, по которым стекаются обратные токи от сети.

Таким образом, защита кабельных линий от пагубных воздействий является основной мерой на пути безопасного и долговечного использования упомянутого оборудования.

16. Перечислите основные требования к РЗиА и дайте определение этим понятиям.

Селективность – свойство РЗ избирать поврежденный участок и отключать только его.

Селективность – основное условие для обеспечения надёжного электроснабжения потребителей. Бывает абсолютная и относительная селективность. Если защита срабатывает только на КЗ на защищаемом объекте, то она обладает абсолютной селективностью. В противном случае – относительной.

В этом случае отключится Q2.

I комплект – резервный, а II – основной

Резервирование следующего участка – важное требование. Если защита по принципу своего действия не работает за пределами основной зоны, ставят специальную резервную защиту.

Чувствительность – способность РЗ реагировать на возможные повреждения в минимальных режимах СЭС, когда изменение воздействующей величины будет минимальной.

Это требование выражается необходимостью обеспечить действие защиты при повреждении в пределах защищаемой зоны. Обычно стремятся сделать защиту чувствительной, сохраняя ее селективность.

Она определяется коэффициентом чувствительности:

Требования селективности и чувствительности противоречат друг другу, т.е. при увеличении Iсз может потеряться селективность.

Быстродействие – ограничивает термическое и электродинамическое действие токов КЗ.

1. Быстрое отключение замыканий позволяет предохранить от нарушения синхронизма.

2. При быстром отключении КЗ двигатели возвращаются к нормальному режиму. Их торможение не является опасным и не нарушает рабочего режима.

3. Быстрое отключение КЗ уменьшает размеры повреждений изоляции и токоведущих частей

где tз – время действия защиты,

tв – время отключения выключателя – 0,15. 0,06 с.

Номинальное напряжение, кВВремя действия релейной защиты, с
300. 5000,1. 0,12
110. 2200,15. 0,3
6. 101,5. 3

Быстродействующие защиты могут быть и неселективными, для исправления неселективности используется АПВ.

Надежность – свойство РЗ выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени.

Для сохранения этого требования состояние всех устройств РЗ должно периодически проверяться. Надежность РЗ тем выше, чем меньшее число элементов она содержит.

17. Какую роль выполняет устройство защитного отключения (УЗО)?

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9149 — | 7302 — или читать все.

188.64.174.65 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Молниезащита и заземление

Молния всегда считалась неуправляемой стихией, относящейся к наиболее страшным и опасным природным явлениям. Несмотря на то, что прямое поражение объектов случается редко, тяжелые последствия таких ударов заставляют искать эффективные способы защиты. Если рядом с домом расположена ЛЭП или высокая башня с молниеотводом, в этом случае можно считать, что опасность значительно снизилась. Если же загородный дом представляет собой одиноко стоящее здание, вдобавок расположенное на возвышенности и возле водоема, то не стоит рисковать, а выполнить такие мероприятия, как молниезащита и заземление.

Их устройство должно быть запланировано еще на стадии проектирования, тогда по окончании строительства сам объект и его защита будут представлять собой единое целое.

Заземление и молниезащита в частном доме

Удары молнии могут привести к серьезным негативным последствиям. Чаще всего повреждается кровля и несущие конструкции, выходит из строя внешнее и внутреннее электроснабжение, возникают пожары. Наиболее тяжелыми из них считаются травмы различной степени тяжести, получаемые людьми и животными. Всего этого поможет избежать монтаж молниезащиты и заземления, обязательные для установки в частных домах. Они создаются в индивидуальном порядке, в соответствии с регионом, климатическим поясом, типом жилья и другими факторами.

Для определения объемов работ выполняются предварительные расчеты. Все это отражается в документации, включающей исполнительную схему, расчет высоты молниеотвода, смета на строительно-монтажные работы и ведомость затрачиваемых ресурсов. Если проектирование осуществлялось сторонней организацией, по окончании работ проводятся испытания и замеры, подтверждающие соответствие системы проектно-сметной документации. Эта процедура завершается актом приемки, в котором отражаются результаты проведенных мероприятий.

Молниезащита подразделяется на два основных вида:

  1. Пассивная включает в себя традиционные элементы – молниеприемник, токоотвод и заземляющий контур. После удара молнии электрический заряд уходит в землю по всей этой цепочке. Подобные системы не подходят для металлических кровель, что является единственным серьезным ограничением.
  2. Активная молниезащита работает на основе заранее подготовленного ионизированного воздуха, перехватывающего разряды молний. Данная система обладает большим радиусом действия, охватывая не только сам дом, но и другие объекты, расположенные рядом.

Конструкция типовой системы молниезащиты и заземления состоит из нескольких основных элементов:

  • Молниеприемник. Его высота всегда превышает на 2-3 метра самую высокую часть здания. Он не должен располагаться еще выше, поскольку молнии будут ударять гораздо чаще. Изготавливается в виде металлического штыря или троса, натягиваемого над объектом.
  • Токоотвод. Соединяет между собой молниеотвод и систему заземления. Изготавливается из металлической арматуры сечением не ниже 6 мм2, обеспечивающей свободный путь разряда в землю.
  • Заземлитель. Изготавливается так же, как и обычный заземляющий контур. Состоит из двух частей – подземной и наземной.

Устройство сетей заземления и молниезащиты

Рассмотрев в общих чертах значение молниезащиты для частного дома, следует более подробно остановиться на отдельных элементах системы и особенностях монтажа. Прежде всего, еще до начала работ по устройству заземления, необходимо определиться, будет ли обеспечиваться защита в том числе и от молнии. Дело в том, что для выполнения своих обычных функций может использоваться любая конфигурация заземлителя, а устройство заземления и молниезащиты предполагает использование строго определенного типа конструкции.

В этом случае должно быть установлено не менее двух вертикальных электродов длиной 3 метра. Они объединяются с помощью общего горизонтального электрода. Расстояние между штырями должно быть не менее 5 метров. Такое заземление монтируется вдоль одной стены, соединяя в земле токоотводы, спущенные с крыши. В случае использования сразу нескольких токоотводов, контур заземления молниезащиты прокладывается на расстоянии одного метра от стен и располагается на глубине 50-70 см. Сам токоотвод соединяется с вертикальным электродом длиной 3 метра.

Внешняя и внутренняя молниезащита

После заземления можно приступать к непосредственному устройству молниезащиты, разделяющейся на две части – внешнюю и внутреннюю. Внешняя защита, состоящая из молниеприемника и токоотвода, уже рассматривалась, поэтому стоит более подробно остановиться на внутренней защите здания от воздействия молнии.

Ее основной задачей является защита оборудования и бытовой техники, установленных внутри здания. Они также могут серьезно пострадать от удара молнии. Поэтому защитные мероприятия выполняются с помощью УЗИП – устройства для защиты от импульсных перенапряжений. В его состав входят нелинейные элементы в количестве одного или нескольких единиц.

Внутренние компоненты защитного устройства могут подключаться не только в определенных комбинациях, но и различными способами: фаза-земля, фаза-фаза, фаза-ноль и ноль-земля. Согласно нормативов, определенных в ПУЭ, все УЗИП, использующиеся для защиты электрических сетей частных домов, должны устанавливаться только за вводным автоматическим выключателем.

Варианты установки внутренних защитных устройств зависят от того, имеется или отсутствует в доме внешняя молниезащита. При ее наличии выполняется установка классического защитного каскада, состоящего из устройств классов 1, 2, 3, расположенных последовательно. УЗИП 1-го класса устанавливается на вводе и ограничивает ток при прямом ударе молнии. Прибор 2-го класса также может устанавливаться внутри вводного или распределительного щитка в большом здании, при расстоянии между щитами свыше 10 м. Второй класс защищает от наведенных напряжений и ограничивает ток в пределах 2500 В. При наличии в доме чувствительной электроники дополнительно устанавливается УЗИП 3-го класса с ограничением напряжением да 1500 В.

При отсутствии внешней молниезащиты УЗИП 1-го класса уже не требуется, поскольку прямого попадания молнии уже не будет. Остальные защитные устройства устанавливаются по предыдущей схеме с внешней защитой.

Устройство молниезащиты и ее заземления

Жителей городов мало волнует молниезащита и заземление, государство уже о них позаботилось, обязав проектировщиков и строителей предусмотреть соответствующие технические решения. Вопрос защиты от молний особо актуален для владельцев дач и загородных домов.

Делать молниезащиту или не делать – домовладелец решает сам. Однако сооружение заземления и надежного молниеотвода уменьшает опасность пожара в разы, позволяет защитить проводку, электроприборы и жизни обитателей дома.

Опасность разряда молнии

Облака представляют собой водяной пар или мелкие кристаллы льда. Они постоянно движутся, трутся о теплые струи воздуха и электризуются. Когда разность зарядов между ними достигает критического значения, происходит разряд. Это и есть молния.

Когда между облаком и землей проводимость наименьшая, то молния ударяет в землю, весь накопленный заряд стекает в нее. Затем и нужно заземление, чтобы забрать на себя энергию разряда.

Молния ударяет в самую высокую точку сооружения, проходя минимальное расстояние от облака до объекта. По сути, получается короткое замыкание, протекают гигантские токи, выделяется огромная энергия.

Если молниезащита отсутствует, то вся энергия молнии воспринимается зданием и растекается по токопроводящим конструкциям. Последствия такого удара – пожары, поражения людей, выход из строя электротехники.

Молниезащита забирает на себя энергию разряда и по токопроводу переправляет ее через заземлитель в землю, которая ее полностью поглощает. Поэтому молниеприемники (громоотводы) и прочие элементы молниезащиты выполняются из токопроводящих материалов с высокой проводимостью.

Типы защиты

По месту расположения молниезащита делится на внешнюю и внутреннюю. Внешняя защита по принципу действия подразделяется на пассивную и активную. Устройство молниезащиты пассивного типа включает три обязательных части:

  • молниеприемник;
  • токоотвод (токовод);
  • заземлитель.
Читать еще:  Открытие ателье по ремонту и пошиву одежды

В зависимости от строения крыши устанавливаются различные молниеотводы. В активной молниезащите на вершине стрежня или мачты находится ионизатор воздуха, который создает дополнительный заряд и привлекает, таким образом, молнию. Радиус действия такой защиты значительно больше пассивной, бывает достаточно одной мачты для защиты дома и участка.

Внутренняя защита от молний

Особенно нужна молниезащита внутри зданий с большим количеством компьютерного оборудованием. Внутренняя молниезащита представляет собой комплекс устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

При попадании разряда молнии на линии электрической сети в ней возникают огромные кратковременные перенапряжения. Чтобы погасить их параллельно с проводниками фаза и ноль, фаза и земля, ноль и земля устанавливаются УЗИП. Это очень быстродействующие приборы со временем срабатывания от 100 нс до 5 нс.

Схема установки и характеристики УЗИП зависят от того, имеется внешняя молниезащита или нет. Они различаются конструкцией, представляют собой воздушные или газовые разрядники, варисторы, но суть одна.

При возникновении кратковременного перенапряжения шунтируют защищаемую цепь и всю энергию разряда принимают на себя. Но есть приборы и с последовательным соединением. Принцип действия тот же, при возникновении перенапряжений все падение напряжения происходит на устройстве.

УЗИП делятся на три класса. Устройства первого класса устанавливаются в главном распределительном щите. УЗИП снижает напряжение до 4 кВ. Приборы второго класса устанавливают перед вводным автоматом квартирного или домового электрического щита и снижают напряжение до 2,5 кВ.

Устройства третьего класса устанавливают в непосредственной близости от защищаемых приборов (компьютеры, серверы и подобные им устройства). Они обеспечивают снижение до 1,5 кВ. Этого снижения напряжения достаточно для большинства оборудования, особенно если продолжительность перенапряжения краткая. Расчет молниезащиты рекомендуется поручить специалистам.

Естественные молниеотводы

Кроме этого имеется естественные молниеотводы. Наши предки вольно или невольно тоже имели хорошую молниезащиту. Традиция высаживать около дома березу спасла не одну жизнь и не один дом. Береза, несмотря на то что она не очень хорошо проводит электрический ток, является замечательным молниеотводом и одновременно обеспечивает заземление.

А все из-за мощной корневой системы, которая расползается почти на поверхности почвы. За счет этого энергия молнии при попадании в дерево растекается по большой площади и благополучно уходит в землю. Сосна и ель в качестве молниезащиты даже лучше, но не сравнятся с березой из-за хрупкости древесины.

Конструкция молниеотводов

В общем случае, молниезащита зданий и сооружений представляет собой комплекс из молниеприемника, токопровода и заземлителя. Молниеприемники применяются в виде стержня, сети и натянутого троса.

Стержневой молниеприемник

Конструкция стержневой системы проста. Штырь молниезащиты соединяется с помощью токоотвода с металлическими штырями в грунте, обеспечивающими заземление.

Стержни (штыри) изготавливают из оцинкованной или омедненной стали высотой от полуметра до 5-7 метров. Диаметр зависит от высоты стержня и климатического района расположения. Омедненный стержень имеет лучшую электрическую проводимость по сравнению с оцинкованной сталью.

В зависимости от конфигурации здания и его кровли на крыше устанавливаются несколько стержней. Они крепятся к коньку, фронтону, вентиляционным колодцам и прочим капитальным конструкциям.

Зона влияния молниезащиты представляет собой конус с вершиной на острие молниеотвода. Стержни располагают таким образом, чтобы зоны их действия перекрывали все здание. Для стержневых молниеприемников правило защитного конуса с 90 градусной вершиной справедливо для стержня высотой до 15 м. Чем выше молниеприемник, тем меньше угол вершины защитного конуса.

Сетевой молниеприемник

Молниеприемная сеть представляет собой оцинкованный или омедненный провод диаметром 8-10 мм, покрывающий в виде сети всю крышу здания. Обычно молниезащиту в виде сетки устанавливают на плоские кровли.

Сеть формируется за счет перпендикулярно расположенных относительно друг друга проводов с определенным шагом. При помощи держателей провода соединяются между собой и крепятся к кровле. Иногда, вместо провода используют стальную полосу.

Провод или полоса обязательно должны быть соединены с заземлением. Для соединения применяют сварку, но можно его делать специальными зажимами. Зажимы для соединения электродов заземления с проводниками часто идут в комплекте, если приобретать все детали в специализированном магазине.

Тросовый молниеприемник

Тросовые молниеприемники представляют собой стальной или алюминиевый трос, натянутый между двумя мачтами. Мачты соединены с токоотводов, а тот в свою очередь с заземлением. Представьте, что трос является коньком двускатной крыши.

Тогда область под этой виртуальной крышей будет находиться под защитой от ударов молний. Таким образом, натянув над крышей дома и прилегающей территорией несколько тросов можно обеспечить надежную молниезащиту.

Токопроводы представляют собой оцинкованные или омедненные стальные провода диаметром 10 мм, часто применяют и стальные полосы сечением 40х4 мм покрытые цинком или медью. Они соединяют молниеприемники с заземлителем.

В комплект молниезащиты входят и держатели молниеприемников и токопроводов. Они выполняются из стальных и пластиковых материалов, имеют многообразные конструкции.

Расположение заземлителей

Заземление молниеотводов, в самом простом случае, представляет собой три трехметровых металлических стержня вбитых в землю на расстоянии 5 метров друг от друга. Между собой заземляющие штыри соединяются стальной полосой расположенной на глубине 50-70 см под землей.

Соединение производится методом сварки, которые затем покрываются антикоррозионным покрытием. В местах расположения штырей на поверхность должны выходить стержни для того, чтобы можно было присоединить токопроводы.

Заземление должно располагаться на расстоянии не менее 1 метра от сооружения и более 5 метров от крыльца, дорожек и других мест постоянного хождения людей. Это необходимо для того, чтобы человек не попал под шаговое напряжение, образующееся при растекании заряда молнии от заземлителя по земле.

Если здание имеет массивный железобетонный фундамент, то заземление молниезащиты рекомендуется располагать подальше от него и монтировать внутреннюю молниезащиту в виде грозоразрядников для защиты аппаратуры. Это необходимо из-за заброса части заряда на фундамент и все элементы, имеющие с ним хороший контакт, в первую очередь корпуса оборудования, инженерные коммуникации.

Требования к сопротивлению

Контур заземления дома должен быть соединен с заземлением молниезащиты через стальные проводники, которые сваривают между собой. Сопротивление заземления должно быть как можно меньше. Нормативное значение составляет 10 Ом для грунтов с удельным сопротивлением до 500 Ом, но при больших его значениях допускается иное сопротивление, которое вычисляется по формуле:

Rз – сопротивление заземлителя, а ρ – удельное сопротивление грунта.

Для достижения нормативного значения иногда заменяется грунт. Выкапывается траншея, закладывается новый грунт с соответствующими характеристиками, и после этого монтируется заземление. Другой вариант заключается в добавлении химических реагентов.

После установки заземления молниезащиты необходимо регулярно замерять его сопротивление. Если оно выходит за пределы нормативного значения, то придется добавить штырь или заменить на новый.

При этом нужно уделять пристальное внимание соединениям между элементами устройства. Использование нержавеющих материалов значительно увеличит срок службы заземлителя.

Молниезащита. Устройство и интересные факты.

Системы защиты от молнии являются неотъемлемой частью современного развивающегося мира.

Сегодня, системы молниезащиты используются на тысячах зданий, домов, фабрик, промышленных объектах, торговых площадках, причем их применение равноценно, как для государственных учреждений, так и частных.

В этой статье мы рассмотрим, почему защита от молнии необходима и на что эти системы способны.

Элементы системы молниезащиты

Молниеотводы или «токоотводы» составляют лишь малую часть полной системы молниезащиты. На самом деле, молниеприемные мачты и заземлители играют не менее важную роль в составе системы.

Система защиты от молнии состоит из трех основных компонентов:

1. Молниеприемник

Молниеприемники или «молниеприемные мачты». Внешне — не большие, вертикальные стержни, предназначенные для приема разряда молнии. Стержни могут иметь различную конструкцию и размеры. Различают 2 основные исполнения, телескопическую и цельную конструкцию. Большинство из них выполнено в виде высокого алюминиевого стержня. Хотя их форма является предметом многих научных дискуссий. В зависимости от высоты различают: молниеприемные штыри и молниепремные мачты.

2. Молниеотвод

Молниеотвод — элемент молниезащиты, в виде металлического прута, полосы или троса, которые несут ток молнии от стержней на землю. Молниеотвод проходит по вершинам и по краям крыши, затем вниз одного или нескольких углов здания (опуски молниезащиты) к штырю заземления. По расположению они всегда вертикально-ориентированы.

Рис. 1 Устройство молниезащиты на схеме.
3. Стержень заземления

Стержни заземления — длинные, толстые, тяжелые, цельные либо составные штыри (по 1,5м) соединенные муфтами, глубоко забитые в землю вокруг защищаемой конструкции. Токоотводы подключаются к этим штырям, чтобы передать полученный разряд молнии штырям, по которым разряд будет «стекать» в землю.

Молниеприемники, токоотводы и штыри заземления являются наиболее важными компонентами системы молниезащиты и заземления, выполняя главную задачу — отвод тока молнии от строения.

Системы защиты от удара молнии

Главной целью системы молниезащиты является обеспечение безопасности строения и его жильцов. Обеспечивается эта цель за счет передачи разряда молнии по безопасному (для строения и жильцов) пути к земле.

Факты

Системы молниезащиты:
— не привлекают молнии (пассивная молниезащита);
— не могут предотвратить удар молнии;
— не защищают от перенапряжений для электроники (необходим дополнительный контур заземления для электрики).

Система молниезащиты обеспечивает:
— структурную защиту от повреждений противопожарной защиты;
— предотвращает возгорание от полученного разряда молнии;
— гасит взрывной канал молнии;
— предотвращает возможность прохождения разряда через строительные материалы здания.

Как работает система пассивной молниезащиты

Без установленного молниеотвода, полученный разряд молнии сам выберет для себя путь до земли. При этом выбранный путь будет не предсказуем, проводником может стать: телефонный кабель, электрические линии, водопроводные или газовые трубы, или (в случае армированный стен) само здание.

При естественных условиях, разряд молнии будет следовать по одному или нескольким из этих путей к земле, а также может пробить «воздушную подушку» (принцип электрической дуги между проводниками), с выбросом энергии и образуя при этом вспышку, чтобы достичь наиболее заземленного проводника (с более высоким сопротивлением).

В результате, молния представляет несколько опасностей для любого дома или здания:

1. Опасность возникновения пожара
Возгорание может начаться в любом месте, где оголенные контакты, находятся вблизи горючих материалов (дерево, бумага, газовые трубы и т.д.) в здании, в том числе структурной древесины или изоляции внутри стен и крыш. Оголенные контакты образуются впоследствии прохождения разряда по электропроводке. Провода перегреваются, а иногда даже испаряются, создавая опасность возникновения пожара в любом месте вдоль пораженных цепей.

2. Опасность при пробивании «воздушной подушки»

При пробивании «воздушной подушки» между проводниками, разряд может проходить между комнатами, возможно, ранив всех, кто оказывается в пути, а также воспламеняя все горючие материалы на своем пути.
3. Повреждение строительных материалов

Взрывная ударная волна, создаваемая разрядом молнии, может разрушить участки стен, перекрытия, окна и двери.

4. Повреждение техники

Вся техника (телевизоры, микроволновые печи, телефоны, стиральные машины, лампы и др.) подключенная к сети будет повреждена и не подлежать ремонту. Электронные устройства и компьютеры являются особенно уязвимыми.

Установленная система молниезащиты принимает разряд молнии на себя и обеспечивает безопасный путь следования полученного разряда.

Молниеприемные мачты, молниеотводы и заземляющие стержни работают вместе, чтобы провести огромные токи на расстоянии от строения, предотвращая разрушения и возгорания.

Молния и устройства защиты от перенапряжений

Сетевые фильтры не являются подходящими устройствами защиты от молнии. Эти приборы обеспечивают некоторую степень защиты от скачков напряжения от повседневных скачков напряжения и дальних ударов молнии. Но когда молния ударяет непосредственно в строение или очень близко к нему, сетевые фильтры не помогут.

Распространенные устройства защиты от перенапряжений просто не в состоянии справиться с катастрофическим всплеском тока при близком или прямом ударе молнии. Постоянный ток молнии просто слишком велик.

Читать еще:  Как бороться с крысами в квартире

Даже принудительно отключив питание сети, или применяя устройства, которые автоматически отключают питание сети путем активации набора контактов, не будет гарантировать защиту. Небольшой воздушный зазор не остановит разряд молнии, который уже перепрыгнул через сотни метров воздуха, особенно если «путь наименьшего сопротивления» к земле находится через контакты автоматического отключения электропитания.

Для гарантированной защиты электротехнических приборов в здании, необходимо вывести отдельный контур заземления, не связанный с системой защиты от молнии. Либо оснастить имеющуюся систему молниезащиты дополнительным устройством от перенапряжений.

Ток молнии часто достигает 100000 Ампер и более. Имея это в виду, рассмотрим, если у вас установлена ​​система защиты от удара молнии, и ваш дом принял прямой удар. Качественная система молниезащиты принимает 99,9% тока, то ваша электрическая проводка принимает на себя оставшиеся 0,1%. 0,1% от 100000 Ампер это 100 Ампер, этого скачка в линии будет достаточным, чтобы вывести из строя ваш компьютер.

Это вовсе не означает, что вы не должны применять сетевые фильтры, просто каждое устройство выполняет свою поставленную задачу. Фильтры вполне справляются с повседневными скачками в линии электропередач.

При этом, самым дешевым способом защитить стерео, телевизор, компьютер или любое электронное устройство, это отключить все кабели питания, телефон, модем, а также подключение антенны во время грозы.

Многие могут возразить, что риск прямого удара молнии в дом слишком низкий, чтобы оправдать установку дополнительной защиты. Тем более, что все имущество можно застраховать от нанесенного ущерба причиненного природными воздействиями. Но как можно оценить такие данные, как информацию, хранящуюся на вашем компьютере (фото, видео, рабочие файлы и т.д.). Вы можете снизить риск потери важных файлов, выполняя частые резервные копирования или хранить данные на съемном флэш накопителе или облаке хранения файлов. Или все же установить систему молниезащиты — каждый решает для себя сам.

«Рассеиватель молнии» — обман

В результате бурной фантазии и предприимчивого склада ума, в сети интернет появились 2 теории:

— молнию можно «рассеять»;
— молния бьет из земли в небо.

И практически мгновенно, после появления таких теорий появились продукты называемые «рассеиватель молнии» или «устранитель молнии».

Предложение приобрести эти продукты можно встретить по всей Европе и Северной Америке. Продавцы утверждают, что их устройства в состоянии предотвратить прямой удар молнии для любого объекта, на котором они установлены.

Устройства отличаются по форме и размерам, но всегда оснащены основными элементами: металлическая рама с сотнями остроконечных щетинок, игл или тонких стержней. По своей конструкции рамы варьируются от гребнеобразных к форме зонтика.

Продавцы утверждают, что устройства предотвращают прямой удар молнии в объект, на которых они установлены. При этом прибегают к таким оборотам:

1. Устройство разряжает область защищаемого объекта, прежде чем может произойти удар молнии;

2. Устройство создает локализованную зону «пространственного заряда» над защищаемой областью, которая отклоняет удары молнии;

3. Устройство инициирует отражение лидера от объекта в обратном направлении в небо, тем самым отклоняя связь лидера с другими разрядами.

Помимо очевидных научных недостатков с понятием «рассеивание молнии», предлагаемые устройства «устранения», оказались неэффективными в реальных условиях. Несмотря на свидетельства того, что устройства не обеспечивают защиту, они по-прежнему продаются и устанавливаются на здания.

Факты необходимости применения молниезащиты

— системы защиты от молнии не привлекают и не притягивают молнии, а также не влияют, где молния ударит.
— системы молниезащиты не могут предотвратить удар молнии и не могут ее «разрядить».
— системы защиты от молнии (в том числе размещение молниеприемников, молниеотводов и заземлений) разрабатываются и устанавливаются специалистами. Грамотный монтаж требует должной квалификации сотрудников.

Все элементы системы молниезащиты в каталоге: элементы молниезащиты

Об использовании и применении читайте в статье: Молниезащита. Назначение и применение.

Заземление молниезащиты

Заземление – это техническая система или комплекс мер, представляющие собой преднамеренное соединение зданий и электроустановок с землёй или её эквивалентом. Оно предназначено для снижения электрического напряжения прикосновения до значения, безопасного для человека. Главная цель устройства — защитить людей от поражения электрическим током, а электроустановки от повреждения. Меры по защите зданий, промышленного и бытового электрического оборудования предпринимаются в обязательном порядке. Защитное заземление позволяет исключить или снизить до минимума опасность травм и аварий.

Защитное заземление зданий многоэтажных домов, общественных, офисных и производственных строений имеет сложное устройство в силу их большого объёма и распределённости электрической схемы, оснащённости электроприборами и числа пользователей. Дополнительный фактор данного вида строительства заключается в том, что дома подвержены влиянию атмосферного электричества. В них необходимо провести монтаж заземления, чтобы обезопасить от прямого попадания либо вторичного воздействия молний. В таких случаях речь идёт о контурах заземления как части системы молниезащиты.

Назначение

Основное назначение – отведение электрического тока при помощи заземляющих шин и электродов оптимального сечения, перераспределение его в земляном грунте. Заземляющая схема осуществляет выравнивание потенциалов между установленными токоотводами и управление ими на территориях, где присутствуют люди. Защитное заземление является серьёзным фактором безопасности в быту и на производстве.

Основные показатели

Главный показатель, определяющий способность заземляющего устройства выполнять свои функции — сопротивление растеканию. Максимально допустимые значения удельных сопротивлений для устройства и сечения его элементов прописаны в нормативной документации. Параметры заземляющих элементов не должны нарушаться при проектировании, выборе материала для проводников (электродов) и последующем монтаже. Выбор заземляющих материалов и схемы монтажа зависит от ряда параметров, в том числе от сопротивления грунта.

Проектирование

Грамотные защитные мероприятия начинаются с качественного проекта. Проект должен учитывать особенности постройки дома и отвечать нормативным документам. Оптимальный вариант — когда заземляющие конструкции закладывается в момент общего проектирования дома или дачи. Тогда можно использовать внутренние элементы сооружения в качестве составляющих защитной заземляющей системы — это снизит стоимость монтажа заземления.

Компания «МЗК-Электро» выполняет расчет заземления, проектирование, сборку и обслуживание молниезащиты и элементов заземляющих контуров, в качестве составной части системы и отдельной услуги.

Заземление зданий и электроустановок различного напряжения сооружают по одному из трех типов: кольцевому, глубинному или фундаментному. Выбор вида контура и материалов для заземлителя для конкретного строения производится с учётом его размеров и назначения, возможностей и ограничений монтажа, степени насыщенности электрооборудованием и ряда других причин. При необходимости можно соединять между собой несколько систем заземления (с учетом риска возникновения коррозии). Любое заземление зданий необходимо соединить с шиной уравнивания потенциалов.

Кольцевое заземление дома

Устройство

Кольцевой тип заземлителя иначе называют поверхностным. Такой заземлитель представляет собой замкнутую металлическую кольцевую заземляющую шину, проложенную по периметру постройки. Не менее 80% его длины должно контактировать с грунтом. Как правило, заземляющий контур прокладывают ниже точки промерзания земляного грунта (около 0,5 метра), на расстоянии от защищаемого объекта не меньше 1 метра. Монтаж заземления в районах с высокой вероятностью возникновения коррозии требует использования заземлителя кольцевого типа из нержавеющей стали. В таких случаях от коррозии должны быть защищены также резьбовые соединения элементов, расположенные ниже поверхности земли.

Шины кольцевого заземлителя изготавливаются из следующих материалов:

  • Горячеоцинкованная или нержавеющая сталь,
    — плоский проводник, размер 40х4 мм,
    — круглый проводник, сечением 10 мм,
  • Медь, круглый проводник, диаметром 8 мм.

Кольцевое заземление зданий является одним из самых эффективных видов устройства. Таким методом можно оборудовать дачи или загородные дома. Кольцевой контур из металла равномерно распределяет ток по периметру здания, а между токоотводами образуется равное напряжение. К недостаткам можно отнести только длительный и трудоемкий процесс монтажа.

Глубинный заземлитель

Устройство

Данный вид представляет собой несколько металлических стержней, вертикально погружённых в грунт на определенную глубину и соединённых с заземляющей шиной-контуром. Расчёт заземления и заглубления производится методом определения величины сопротивления.

Длина контура также зависит от характеристик грунта. Рекомендуется к каждому отдельному токоотводу заземляющего контура подсоединять один глубинный заземлитель длиной не менее 9 метров, прокладываемый на расстоянии не менее 1 метра от защищаемого объекта. По DIN V VDE V 0185 для категорий молниезащиты III и IV длина заземлителя должна составлять минимум 2,5 метра. Монтаж заземления производится с помощью бензо-, электро- или пневмомолотов (в зависимости от конкретного типа грунта). При оборудовании защиты в частном доме возможна установка заземляющих стержней вручную. Соединения, расположенные в земляном грунте, необходимо обезопасить от коррозии и подсоединить к шине уравнивания потенциалов.

Материалы для изготовления кольцевого контура:

  • Оцинкованная или нержавеющая сталь,
    — плоский проводник, размер 40х4 мм,
    — круглый проводник, диаметр 20 мм,
  • Оцинкованная сталь, труба, сечением 25 мм,

Важным элементом глубинного заземления является модульно-штыревая система. При этом монтаж модульных заземлителей производится штырями (стержнями), заглубленными один за другим с помощью ударного электроинструмента. В отдельных случаях в процессе установки это позволяет достигать глубины более 30 метров. Основной фактор, влияющий на глубину укладки и количество стержневых заземлителей — удельное сопротивление грунта. Профессиональный расчет заземления позволит определить все параметры системы максимально точно.

Соединение между стержнями и шиной создаётся резьбовое или безрезьбовое. Площадь, которую занимают элементы схемы при производстве работ по устройству модульно-стержневого контура, минимальна. Это позволяет производить монтаж заземления даже в подвалах строений.

Модульный принцип устройства заземления является альтернативой классической схеме. Устройство по классическому принципу основано на том, что вертикальные стержни-заземлители сравнительно небольшой длины забиваются друг за другом по прямой линии или хаотично, с учётом расстояния для снижения экранирования.

Измерение сопротивления растеканию желательно производить по мере работы, после каждого вбитого штыревого элемента. К сожалению, при самостоятельном устройстве заземлителя в загородном коттедже или на даче аппаратура для измерения сопротивления растеканию, как правило, отсутствует, и заземляющая конструкция делается «на глаз». В общем случае число вертикальных заземлителей и длина горизонтального проводника зависят от искомого результата. При этом необходимо знать удельное сопротивление грунта. Соответственно, для грунта с большим удельным сопротивлением понадобится в несколько раз больше заземлителей.

Важнейшее преимущество глубинной системы — ее доступность и простота установки. Монтаж такого контура можно осуществить самостоятельно. Заземление зданий дачного типа чаще всего делают именно таким способом. К недостаткам этого варианта можно отнести несколько меньшую, по сравнению с другими типами заземлителей, эффективность устройства при обслуживании электроустановок.

Фундаментный заземлитель

Устройство

Фундаментный заземлитель размещается в железобетонном фундаменте сооружения. Этот тип контура задействуется в тех случаях, когда из фундамента выведены арматурные стержни для присоединения токоотводов. Электроды при монтаже устройства соединяют с арматурой, чаще всего резьбовым соединением или муфтой, на расстоянии около 3 метров. При этом запрещается использовать в грунте клинообразные зажимы. Для устройства фундаментного контура лучше всего применять ленточные держатели, установленные с интервалом в 2 метра. При монтаже заземляющего оборудования в районах с высокой вероятностью возникновения коррозии необходимо устанавливать фундаментный заземлитель из нержавеющей стали.

Материалы для изготовления фундаментных заземлителей:

  • Горячеоцинкованная или нержавеющая сталь,
    — плоский проводник, размер 40х4 мм,
    — круглый проводник, сечением 10 мм,
  • Медь, круглый проводник, диаметр 8 мм.

К преимуществам фундаментного контура относится высокая экономичность и простота реализации, минимальное заглубление, отсутствие необходимости укладки дополнительных заземляющих шин. К сожалению, на этапе заливки железобетонного фундамента строители очень часто забывают как о молниезащите, так и о защитном заземлении в целом. По этой причине фундаментное заземление зданий используется реже остальных видов.

При выборе варианта реализации для промышленного здания, многоэтажного дома, загородного коттеджа, дачи или другого строительного объекта, включая кровлю, с любыми значениями напряжения, необходимо произвести точный расчёт заземления и правильно подобрать материалы. Лучше всего доверить работу по выбору, расчёту и монтажу систем электробезопасности грамотным специалистам, имеющим соответствующее образование и опыт работы.

Специалисты компании «МЗК-Электро» выполнят монтаж заземления быстро, квалифицированно и качественно, рационально использовав средства заказчика, рассчитав оптимальную схему и использовав надёжные заземляющие элементы из каталогов известных производителей.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector