Активные и пассивные системы защиты от молнии

Общие характеристики системы

Режимы включения импульсов высокого напряжения

  • Присутствуют постоянно при подаче питания на ЗЭШУ.
  • Включаются автоматически по сигналу «Тревога» на рубеже (рубежах) охраны участка периметра.
  • Включаются вручную по команде оператора.

Длина охраняемого одним ЗЭШУ «Молния» участка в зависимости от высоты электризуемого заграждения

Высота заграждения: Длина участка:
свыше 3,6 м до 400 м
2,0 – 3,5 м до 800 м
на козырьковом заграждении до 1200 м

Функция обнаружения при попытках нейтрализации высокого напряжения на электризуемом заграждении

Выработка ЗЭШУ сигнала «Тревога» при попытках нарушителя нейтрализовать действие высокого напряжения:

— при коротком замыкании проволок электризуемого заграждения;
— при заземлении любой проволоки электризуемого заграждения;
— при обрыве любой проволоки электризуемого заграждения.

Самоконтроль состояния ЗЭШУ Выработка сигнала «Неисправность»:

  • при пропадании высокого напряжения на участке электризуемого заграждения;
  • при аварии системы речевого или светового оповещения;
  • при обрыве любого соединительного кабеля из комплекта ЗЭШУ.

Предупреждение о наличии высокого напряжения на электризуемом заграждении

  • Выдача продолжительного сигнала «Тревога» при наличии импульсов высокого напряжения на электризуемом заграждении.
  • Речевое и световое оповещение на участке при наличии высокого напряжения на электризуемом заграждении.
  • Предупреждающие таблички на полотне заграждения: «Опасно. Высокое напряжение».

Параметры импульсов высокого напряжения 30 импульсов амплитудой 47 кВ в течение 3 с, затем пауза 1 сНапряжение питания ЗЭШУ

  • От 187 до 242 В частотой (50 ± 1) Гц, однофазное.
  • Питание высоковольтных блоков – напряжение 24 В переменного тока от трансформаторов в шкафу участковом.

Электромагнитная совместимость Соответствует требованиям ГОСТ Р 50746-2000 п. 4, для II группы исполнения, критерий качества функционирования не ниже «В».Температурный диапазон от -50° C до +50° CСрок службы не менее 10 летОбслуживание периодический осмотрИнтеграция с существующими системами охранной сигнализации Интегрируется с контроллерами СОС периметра:

  • как внешнее управляемое устройство (по сигналам «Тревога» участка СОС);
  • как техническое средство обнаружения (сигналы «Тревога ВН», «Тревога» и «Неисправность»).

Требования к электризуемому заграждению

  • Любое имеющееся на рубеже охраны периметра заграждение без ограничений по его типу и высоте.
  • Специализированное инженерное заграждение «МОЛНИЯ-3,9-К-АШ» – обеспечивает наиболее эффективную работу системы.

Поражающие элементы Ряды проволочных электризуемых элементов из холоднокатаной оцинкованной проволоки диаметром 2,5 мм с шагом не более 200 мм по высоте заграждения.Отображение тревоги На АРМ СОНЭВ «МОЛНИЯ» или/и АРМ системы охранной сигнализации (СОС) периметра.

Расчет двойного стержня

Примерно те же действия проводят и при расчете двойного стержневого молниеотвода и, в принципе, группы таковых. Здесь лишь нужно учесть расстояние L, на котором штыри находятся друг от друга.

Построив круговые зоны защиты каждого из них, смотрят на их пересечение. Если все защищаемое пространство лежит в их пределах, значит, надежная защита обеспечена. По тому же сценарию можно определить зоны защиты разновысоких устройств.

Зона защиты тросового молниеотвода, точнее, ее основание имеет форму скругленного прямоугольника. Для одиночного устройства этого типа высотой h менее 150 м принимаются следующие допущения:

  • при h < 120 м h = hоп – 2;
  • при h < 150 м h = hоп – 3;

где hоп – высота опоры.

Тогда для зоны на уровне земли принимаются габариты:

h = 0,85h; r = (1,35 – 0,0025h)h; rx = (1,35 — 0,0025h)(h — hx/0,85).

Для зоны, находящейся на некоторой высоте hx, эти размеры задаются следующим образом:

h = 0,92h; r = 1,7h; rx = (h — hx/0,92).

Как и в случае со стержневым молниеотводом, тросовое устройство также имеет формулу, позволяющую определить любые его параметры по заданным, а именно:

h = (rx + 1,85hx)/1,7.

На самом деле, расчет зон защиты молниеотводных устройств немного сложнее. Описанные методы показывают лишь принципы, на которых он строится. Более подробную информацию можно без труда найти в специальной литературе.

Особенности системы молниезащиты

Молниезащита объекта — комплекс мероприятий и устройств, которые способны защитить отдельно стоящие здания и сооружения от ударов молний.

Существует три основных фактора воздействия молнии:

  • непосредственное попадание молнии в крышу здания;
  • удар в близлежащие коммуникационные и технические объекты;
  • удар в землю вблизи дома либо в рядом расположенный объект с дальнейшим попаданием разряда в землю.

В первом случае прямой удар может привести к серьезным разрушениям — резкое нагнетание температуры и запекание материалов кровли, а в редких случаях — даже к возгоранию деревянных конструкций и перекрытий крыш. Главный разрушающий фактор скрыт в ударной волне, которую порождает молния.

При ударе в коммуникационные объекты или в линии электропередач создается ток грозового импульса, который попадает в жилье по электрическим проводам и трубам. Это может привести к поражению человека электрическим током, повреждению оболочек и жил кабелей, поломке оборудования и сбою в работе внутренних систем.

В третьем варианте разряд попадает в землю. При большом сопротивлении земли либо из-за других факторов напряжение может пойти через заземлитель в нулевой провод обратно в дом. В частных домах ноль заземляется в поселковых трансформаторных подстанциях. Может возникнуть случай, когда напряжение будет и на фазе, и на ноле, что также приведет к поломке приборов и техники. Но это редкий случай: как правило, ток, попадая в землю, равномерно растекается.

Особенности системы молниезащиты

Молниезащита объекта — комплекс мероприятий и устройств, которые способны защитить отдельно стоящие здания и сооружения от ударов молний.

Существует три основных фактора воздействия молнии:

  • непосредственное попадание молнии в крышу здания;
  • удар в близлежащие коммуникационные и технические объекты;
  • удар в землю вблизи дома либо в рядом расположенный объект с дальнейшим попаданием разряда в землю.

В первом случае прямой удар может привести к серьезным разрушениям — резкое нагнетание температуры и запекание материалов кровли, а в редких случаях — даже к возгоранию деревянных конструкций и перекрытий крыш. Главный разрушающий фактор скрыт в ударной волне, которую порождает молния.

При ударе в коммуникационные объекты или в линии электропередач создается ток грозового импульса, который попадает в жилье по электрическим проводам и трубам. Это может привести к поражению человека электрическим током, повреждению оболочек и жил кабелей, поломке оборудования и сбою в работе внутренних систем.

В третьем варианте разряд попадает в землю. При большом сопротивлении земли либо из-за других факторов напряжение может пойти через заземлитель в нулевой провод обратно в дом. В частных домах ноль заземляется в поселковых трансформаторных подстанциях. Может возникнуть случай, когда напряжение будет и на фазе, и на ноле, что также приведет к поломке приборов и техники. Но это редкий случай: как правило, ток, попадая в землю, равномерно растекается.

Крепление элементов системы

  • Молниеприемник. В стержневом молниеотводе это штырь, закрепленный выше дымохода не менее чем на 1 м, в тросовом – проволока, соединяющая мачты на крыше. Металлическая крыша тоже может выполнять роль молниеприемника, если толщина покрытия составляет 4-7 мм.
  • Токоотвод – один из основных элементов молниезащиты. Представляет от собой медную (d 16 мм²), алюминиевую (d 25 мм²) или стальную (d 50 мм²) проволоку.
  • Заземление – система из металлических стержней, соединенных между собой токопроводным материалом. Расположено оно под землей на глубине не менее 80 см.

Как уже было сказано выше, молниезащита коттеджа должна быть надежна закреплена к несущим конструкциям дома. Для этого используются два вида крепежа:

  1. Натяжная система.
  2. Дистанционные зажимы.

Что касается дистанционных зажимов, то это простая конструкция. Она изготавливается под определенные формы плоскостей. Поэтому в продаже можно приобрести угловые и забивные модели, предназначенные для стен, коньковые зажимы, зажимы для соединения отводчика и приемника, отводчика и заземляющего контура. Вообще, появление этого приспособления дало возможность проводить скрепление частей молниезащиты своими руками без применения электросварки.

Проектирование устройств

Монтаж таких элементов на крыши производится в соответствии с нормами “Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций”, которая была утверждена Минэнерго России 30.06.2003 г. Приказ N 260.

Основной комплекс средств включает в себя устройства по охране от прямых ударов молнии (внешние) и вторичного ее воздействия (внутренние). Выбор необходимого типа и распространения компонентов производят специальные фирмы, выполняя на компьютере проект активной молниезащиты. Dwg формат отлично подходит для сохранения всех необходимых данных. Устанавливая новое оборудование, нужно четко придерживаться документации, так как в ней работниками компаний рассчитаны все параметры и необходимые замеры, благодаря которым можно надежно сохранить жилые комплексы.

Промышленные образцы специальных средств защиты

Типичным примером встраиваемых локальных средств молниезащиты могут служить промышленные устройства под фирменным обозначением «SVP-08». Их используют для защиты приёмопередающих систем от мощных грозовых разрядов.

Приборы этого класса защищают коммуникационное оборудование от сопровождающих грозовой разряд импульсных наводок и возможных перенапряжений.

Все эти задачи решаются за счёт шунтирования на землю опасных потенциалов, образующихся после удара молнии не только на жиле коаксиального кабеля, но и на его оплётке.

Так называемая «встроенная» молниезащита может быть реализована и с помощью устройств типа «RVi-PS», надёжно защищающих 10/100 Base-T Ethernet линии от воздействия статического электричества.

Приборы этого типа подключаются с обоих концов передающего кабеля, поскольку его внутренние распределённые параметры не позволяют обеспечить надёжное заземление с помощью одного устройства.

Необходимым и достаточным условием эффективности работы устройств молниезащиты является наличие качественного заземления.

При соблюдении этого условия в подавляющем большинстве случаев приборы марки «RVi-PS» позволяют уберечь линии передачи информации от воздействия статики и сэкономить значительные материальные ресурсы.

Еще одно устройство под названием «ГЗ-RS485-Т», используемое в 2-х проводных линиях типа «витая пара», обеспечивает защиту канала связи по RS 485 не только от вторичной электростатики, но и от электромагнитных перенапряжений.

Эффективность такой защиты обеспечивается надёжным шунтированием всех электростатических наводок на шину заземления и отключением канала при превышении ими заданных значений.

Рассмотренные устройства и приспособления обеспечивают полный спектр защитных мер, гарантирующих сохранность объектов во время мощного грозового разряда.

Защита от молнии – внешняя защита

К внешней защите относится молниеотвод, который, как правило, устанавливают на самой верхней точке дома, молниеотвод соединяют с проводником, который отводит разряд в землю. Было время, когда молниеотвод соединяли с заземлением контура дома. Как выяснилось, для отвода грозового разряда лучше использовать независимое заземление. Характеристики заземлителя молниеотвода должны быть такими же, как у контура заземления дома. Его также надо углублять в землю с помощью штырей не менее чем на 3 метра.

отвод молнии в землю

Для частных домов, молниеприемник часто устанавливают на крыше дома. Молниеприемники бывают:

а) тросовой молниеприемник, закрепленный на стойках торцевых частей дома и натянутый вдоль конька, либо используется высокий металлический штырь молниеприемника, который вертикально устанавливается и крепится с помощью растяжек или специального крепления рассчитанного для устойчивости к ветровым нагрузкам.

защита дома от молнии — молниеприемники

б) другой вариант, когда на крышу укладывают металлическую сетку из прутьев, сваренную с шагом ячеек 2–5 м, с сечением прутьев 8–10 мм².

Защита о молнии — сетка

в) третий вариант молниеотвода, используется, если кровля металлическая, тогда отпадает нужда в применении двух предыдущих конструкций. Требуется только заземлить кровлю с помощью проводника и отвести в землю.

Проводник, по которому грозовая энергия молнии пойдет к заземлителю, лучше использовать стальной, сечением не меньше 16 мм², или медный провод сечением не меньше 10 мм².

проводник для молниеотвода

Это как раз тот случай, когда кашу маслом не испортить: чем толще будет провод, тем безопаснее. Металлический проводник, как правило, соединяется с молниеприемником сваркой или при помощи болтового соединения в случае медного проводника. Проводник опускается вдоль наружной стены дома, к которому он крепится при помощи специальных хомутов на невозгораемых материалах. Желательно, проводник молниеотвода уложить на глухой стене, вдали от входной двери и окон. Проводник молниеприемника не должен проходить по металлическим элементам (лестничных металлических перил, водопроводных и водосточных труб) и на расстоянии этих конструкций не ближе чем на 30 см.

Установка молниезащиты своими руками

Несмотря на кажущуюся сложность, монтаж молниезащиты можно осуществить самостоятельно, если руководствоваться советами редакции santehnikportal.ru и располагать необходимым инструментом, а также материалами. Условно весь процесс можно разбить на 5 этапов.

  1. Расчет материалов. Главное — правильно выбрать высоту молниеотводящей антенны. Высота мачты равняется полутора величинам радиуса защищаемой территории. Например, если диаметр окружности, в которой стоит дом, равен 20 метров, то полтора радиуса составит 10×1,5 = 15 м. Отнимите от этой величины высоту самого дома и получаем искомое значение. К примеру, если здание по высоте 10 метров, то, вычитая их от 15 метров, получим искомый размер шпиля молниезащиты — 5 метров.
  2. Монтаж приемника в подходящем месте. При установке антенны молниеприёмника учитывайте конструкция кровли, расположение горючих элементов конструкции, местонахождение дверей и окон, водосточных труб и других металлических элементов.
  3. Прокладка токоотводящей шины от мачты к заземлению. Руководствуясь правилами соединения, соберите весь участок, включая изоляцию провода в гофре на последних 2,5–3 метрах от земли. При соединении подкладывайте калёные гроверы под гайки и шайбы под головки болтов. Если используете сварку, то тщательно отбейте окалину и покрасьте место соединения устойчивой к атмосферным влияниям краской или лаком.
  4. Подсоединение токоотвода. Шину присоедините к заранее подготовленному контуру заземления при помощи сварки, резьбовых соединений или заклепок.
  5. Проверка сопротивления. С помощью тестера или мультиметра замерьте электрическое сопротивление смонтированного приспособления, которое не должно превышать 10 Ом.

Как любое техническое сооружение, громоотводы требуют к себе внимательного отношения. Поэтому раз в несколько лет проверяйте все резьбовые соединения, подтяните ослабевшие болты и гайки. После частых гроз осмотрите стыки, соединенные сваркой, на предмет разрывов. Минимум один раз в пять лет проводите тщательный осмотр заземления, контролируйте степень коррозии металла. Замеряйте тестером электрическое сопротивление заземлителя.

Таким образом, молниезащита частного дома выполняет важную роль в защите жилища от природных стихийных катаклизмов, в результате которых может не только выйти из строя дорогостоящая бытовая техника, но и загореться само здание. Правильный монтаж грозозащиты оградит строение от возможных пожаров или поражения жильцов электрическим током. Своевременные профилактические работы помогут прослужить конструкции долгое время.

Типы и виды защиты заземления, молниеотвода


Устройства защиты от перенапряжений обеспечивают отвод прямых ударов молний в 95% случаев Система молниезащиты перенаправляет молнию от здания к земле. При помощи проводников опасный разряд отдаляется от опасных зон, надежно защищая жилье, бытовую технику и электрические приборы, а также здоровье и жизни всех домочадцев. Чтобы обезопасить себя на все 100% нужно устанавливать конструкцию как можно дальше от дома, а также коммуникационных систем. Большую опасность несет столкновение разряда молнии с газопроводом.

Существует два вида молниезащиты:

  • наружная (внешняя);
  • внутренняя.

Внешнюю систему молниезащиты еще называют пассивной. Представляет сбой несколько рабочих узлов, задача которых перенаправить прямое попадание молнии. Состоит молниезащита из молниеприемника, токоотвода и заземляющего устройства.

Основная задача внутренней защиты – выровнять потенциал на металлических корпусах, приборах в помещении. Происходит это при помощи ОПН и УЗИП.

Активная система


Активная молниезащита Для проведения расчетов активной молниезащиты требуется за основу брать увеличение радиуса защиты. Система представляет собой специальное оборудование, которое около себя ионизирует воздух, притягивая разряд молнии в определенное место.

Преимущество этой защиты заключается в том, что она устанавливается единожды и не нуждается в обслуживании. Диаметр рабочей площади достигает 80 метров. Монтируют на метр выше, чем расположена наивысшая точка сооружения.

Защита частного дома от молнии и грозы

Владельцам частных домов от молнии необходимо защищаться. Современная техника имеет множество средств для защиты дома от грозы и ее опасного следствия – молнии.

Их можно разделить на два вида:

  • Устройства молниезащиты
  • Аппараты молниезащиты

Наилучший эффект эти средства защиты дают если их комбинировать. Разберемся с устройством молниезащиты подробнее.

Внешние устройства молниезащиты

Еще на этапе строительства необходимо продумать систему молниеотвода. Если же такая система установлена не была, ее можно сделать в любой момент эксплуатации жилья.

Ее устройство за десятилетия развития этой области электротехники претерпело мало изменений. Состоит внешняя молниезащита из громоотвода и заземления.

Чтобы понять, как защитить дом от молнии, необходимо разобраться с ее природой и «поведением».

Во время грозы между землей и слоями атмосферы появляется разность потенциалов, которая доходя до критического значения, приводит к электрическому разряду – гигантской искре.

Эта искра и есть молния, которую мы видим. Являясь электрофизическим явлением, молния подчиняется законам электричества, один из которых гласит, что ток всегда движется по пути наименьшего сопротивления.

Этим объясняется тот факт, что молния бьет в ближайшую точку: одиноко стоящее дерево, в человека на поле, в высокие здания. Молния обладает огромной электрической мощностью.

Поэтому удар молнии в дом, или даже рядом с домом, может привести к серьезным повреждениям электрооборудования. Предотвратить появление и удар молнии невозможно.

Единственное, что можно сделать – это направить молнию по тому пути, где она причинит как можно меньше вреда.

На этом и построен принцип действия внешней молниезащиты: молниеприемник притягивает к себе молнию, энергия которой по заземлению уходит в землю, не причиняя никому вреда.

Молниеприемником (или, как его еще называют, громоотводом) может служить:

  • высокий металлический штырь, установленный на крыше дома;
  • трос, натянутый между двумя штырями, установленными на краях конька крыши;
  • металлическая сетка, уложенная на крыше или металлическая кровля.

Громоотвод соединяют с заземлением с помощью стального или медного проводника, сечением не менее 16 мм2. Здесь справедливо правило: «Чем толще, тем лучше». С заземляющим устройством стальной проводник соединяют сваркой, чтобы исключить возможность коррозии соединения.

Чтобы защита дома от молнии была эффективной, рекомендуется использовать отдельное заземляющее устройство, независимое от контура заземления дома.

Активная внешняя молниезащита

Данный вид защиты становиться популярным в последнее время. Его преимущество в том, что не нужна установка громоздких молниеприемников, которые портят внешний вид дома.

Они заменяются небольшим устройством, которое установлено на единственном громоотводе. Оно генерирует высоковольтные импульсы и притягивает молнию. Отвод энергии в землю осуществляется так же, как и в классической молниезащите.

Аппаратура молниезащиты

Как уже было сказано, даже если молния не бьет непосредственно в дом, она может стать причиной появления импульсных сверхтоков в домашней сети. Эти токи очень большой величины могут вывести из строя дорогостоящую электронную бытовую технику.

Чтобы этого не произошло, защита частного дома от молнии осуществляется установкой в электрическом щитке ограничителей перенапряжения или разрядников. Их цель при появлении импульсного перенапряжения снимать его с защищаемого участка цепи, которым является электропроводка и оборудование дома.

Мы настоятельно рекомендуем серьезно отнестись к устройству молниезащиты вашего дома. Пусть она не покажется вам слишком дорогим удовольствием, ведь замена электрической техники и последствия пожара обходятся значительно дороже.

(1 голосов, средний: 5,00 из 5)

Loading …

Спасибо Вам за добавление этой статьи в:

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий