Грозозащита: 4 основных элемента системы защиты от молний

Избежать удара молнии практически нереально, но вот минимизировать его последствия — можно!

Грозозащита дома своими руками должна производиться строго по правилам — только так можно обеспечить достаточный уровень безопасности. Благо, конструкция молниеотвода не отличается сложностью, а в правилах устройства защитных контуров разобраться тоже реально.

Мы проанализируем конструкцию основных элементов системы, позволяющей защитить дом от удара молнии. Кроме того, при самостоятельном монтаже грозозащиты вы можете воспользоваться приведенным алгоритмом установки приемных контуров и заземляющих линий, которые я опишу.

Элементы системы

Общая схема системы защиты от молний

Грозозащита зданий обычно строится по достаточно простому принципу. Разряд улавливается молниеприемником и по токоотводящей линии уходит в землю. За минимизацию последствий для электрических сетей отвечает внутренняя система грозозащиты, представленная устройством для защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Все элементы этой системы мы рассмотрим в статье.

Металлический молниеприемник — первый элемент, контактирующий с разрядом

Молниеприемник — это «первая линия обороны». Его устанавливают как можно выше — так, чтобы воображаемый купол, опускающийся под углом 45° к поверхности земли, накрывал все здание. Делают эту деталь из металла, но в качестве дополнительной опоры может использоваться и кирпичная труба, и деревянная мачта.

Основные типы молниеприемников:

Самый простой в изготовлении и поэтому самый распространенный вариант. Делается из металлического стержня диаметром от 12 мм и более либо из металлической трубы.

В качестве приёмного элемента выступает трос, натянутый между опорами на крыше. Опоры устанавливаются на коньках и ребрах кровли.

Для закрепления молниеприемных тросов могут использоваться как металлические детали, так и опоры из диэлектрических материалов.

Устанавливается не менее чем в 1 метре над высшей точкой кровли. При включении ионизирует воздух, что позволяет выполнять захват токов молнии в сфере радиусом до 100 м.

После улавливания разряда работает как обычный стержневой молниеотвод.

После установки любого молниеотвода нужно в обязательном порядке проверить его сопротивление. Эта величина ни в коем случае не должна превышать 10 Ом.

Соединение с молниеприемным тросом выполняем с помощью. Зажимной муфты

Следующий элемент системы молниезащиты — токоотводящая линия. По большому счету, подойдет практически любой провод, соединяющий молниеприемник с заземляющим контуром. Но для обеспечения нужного уровня надежности конструкция должна соответствовать ряду требований:

1. Проводник. Для прокладки линии используются провода диаметром не менее 6 мм. Минимальная площадь сечения провода зависит от материала: для меди это 16 мм2, для алюминия 25 мм2 и для стали от 50 мм2.
2. Соединение с молниеприемником. Лучше всего фиксацию и контакт обеспечивает зажимная муфта из анодированной стали с винтовым креплением. Также можно использовать болтовое соединение и сварку.
3. Оформление поворотов. При прокладке токоотводящего провода по скату или стене, а также при огибании препятствий все повороты нужно оформлять в виде плавных дуг. Это позволяет свести к минимуму риск появления искровых разрядов.

Все спуски желательно делать на выносных кронштейнах — так можно избегать заломов и загибов

1. Фиксация на вертикальных поверхностях. Проводник не должен висеть свободно — его закрепляют либо на стене, либо на водосточной трубе. Для этого используются простые скобы или специальные крепежи, которые входят в комплект молниезащитного оборудования.

Последний элемент системы защиты от молний — заземление. Это контур, заглублённый в грунт и обеспечивающий рассеивание/поглощение системой разряда.

Варианты заземляющих контуров

Общие требования к системе заземления:

1. Выбор места монтажа. Контур обустраивается на расстоянии не менее 5 м от жилых зданий, пешеходных дорожек, загонов для домашних животных и т. д. Грунт в месте установки должен быть влажным — для более эффективного токоотведения.
2. Глубина закладки. Основной контур желательно располагать на уровне не менее 50–80 см от поверхности грунта.

Оптимальная конфигурация для заземляющего контура — треугольник со стороной от 1,5 м, как на этом фото

1. Конфигурация. Заземление чаще всего делается в форме треугольника со стороной 1,5–3 м. На углах треугольника в грунт дополнительно забиваются стальные уголки 40х40 мм или трубы со стенкой не менее 3,5 мм. Глубина забивки — до 3 метров.

Заглублённые металлические штыри или трубы обязательно соединяются в единую систему поперечными полосами

1. Соединение. Металлическая полоса присоединяется к контуру и выводится на поверхность. Для стыковки с токоотводящей линией молниеприемника используем муфту или болтовое соединение.

Помимо наружной части системы молниезащиты есть еще и внутренняя. Это комплекс элементов, которые обеспечивают защиту от импульсных перенапряжений. Иными словами, такой прибор поглощает излишки напряжения, возникающими при ударе молнии, и «сбрасывает» их в систему заземления.

Так выглядит блок УЗИП, обеспечивающий защиту от перенапряжения

Ранее для обеспечения защиты использовались длинно-искровые и газовые разрядники. Сегодня им на смену пришли более компактные, более удобные в использовании, а главное – более надёжные ограничители.

Особенности работы ограничителя:

1. Основу прибора составляет варистор — элемент, сопротивление которого уменьшается при увеличении силы тока. Варисторные элементы (делают их из смеси оксидов цинка, висмута и других металлов) свободно пропускают сверхтоки без появления искр.
2. Варисторы выпускают в виде модульных вставок. Таким образом, при выходе из строя вставку можно просто заменить, не выполняя повторное подключение ограничителя.

Габариты вставок соответствуют их пропускной способности, так что неподходящая деталь при замене просто не войдет в гнездо.

1. При допороговых значениях ограничители просто пропускают излишки тока. Если же напряжение слишком велико, и есть риск пожара, то срабатывает предохранитель устройства защиты от импульсных перенапряжений, и цепь размыкается.

Для частного дома ограничители чаще всего монтируют по двухступенчатой схеме:

1. На входе усаливается прибор, рассчитанный на более высокое напряжение (оптимально — группа В, 4 кВ).
2. После него ставится вторая линия (ограничитель группы, С, 2,5 кВ).
3. Менее мощные грозозащитные устройства (группа D, 1,5 кВ) стоит устанавливать только в том случае, если в доме есть чувствительная электроника.

Схема комбинирования разных ограничителей в системе грозозащиты

Монтаж и эксплуатация системы

Систему грозозащиты частного дома можно собрать и своими руками. Для монтажа мы либо приобретаем готовый комплект материалов, либо используем подручные изделия.

Основные документы, регламентирующие установку молниезащитных систем:

1. СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций».
2. РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений».

Работы начинаем с установки контуров молниеотведения на само здание:

На коньки и ребра кровли монтируем кронштейны для молниеприемников.

Для фиксации используем дуговые основания, которые обхватывают коньковую планку. Затягиваем крепления таким образом, чтобы кронштейны были неподвижны.

Там, где будет проходить токоотводящая линия, а также в месте прокладки дополнительных молниеприемников устанавливаем опорные кронштейны.

Надежнее всего закреплять эти детали на обрешетке под кровельным материалом.

Тросовый молниеприемник укладываем в опоры кронштейнов на коньках, ребрах и скатах, после чего натягиваем его для уменьшения провисания.

Фиксируем трос зажимами.

К тросу-молниеприемнику подключаем токоотводящую линию. Для этого устанавливаем на трос зажимную муфту и вставляем в нее провод или стальную пластину.

На стены устанавливаем кронштейны, которые фиксируем анкерами. К кронштейнам крепим токоотводящую линию, опуская ее до уровня грунта или до места контакта с контуром заземления.

Эффективная грозозащита невозможна без качественного заземляющего контура. Если заземление уже сделано, то молниеотвод можно подключить и к нему. Но если контура нет или его качество вызывает сомнения — то лучше перестраховаться.

Заземление монтируется так:

По предварительно нанесенной разметке выкапываем траншею для укладки заземляющего контура.

По углам треугольника или по линии с шагом не более 1,5 м забиваем заземляющие стержни. Длину стержня желательно брать не менее 2,5 м — так заземление будет более эффективным.

К оголовкам стержней, находящимся у дна траншеи, привариваем стальные соединительные пластины.

К краю контура привариваем стальную пластину, которую заводим на стену здания.

Траншею, в которой находится заземляющий контур, закапываем, тщательно утрамбовывая грунт.

Сверху закрываем участок срезанным ранее дерном.

Наружную часть заземляющего контура защищаем от коррозии. Это можно сделать с помощью пластикового кабель-канала, а можно просто покрасить металлическую полосу.

На этом монтаж системы грозозащиты завершается.

Для повышения ее эффективности желательно также установить ограничитель перенапряжения. Его ставят либо в щиток снаружи, либо в специальный короб внутри дома. Но установку этого элемента желательно доверить профессиональным электрикам.

Заключение

Эффективная грозозащита частного дома вполне может быть оборудована самостоятельно: в работе вам помогут приведенные выше советы, схемы и видео в этой статье. Если же какой-то из этапов вызовет вопросы, то вы всегда можете получить консультацию, обратившись к экспертам и другим пользователям в комментариях ниже.