Принцип работы, комплектующие и установка активной молниезащиты

Комплектующие

Молниеприёмник активный GALACTIVE

Активные молниеприемники GALACTIVE с опережающей стримерной эмиссией представлены в двух исполнениях:

1. GALACTIVE 1 (артикул GL-20015) – имеет в своем составе два электрода излучения;

2. GALACTIVE 2 (артикул GL-20016) – имеет в своем составе три электрода излучения, обеспечивает большую в сравнении с GALACTIVE 1 зону защиты.

Молниеприемники GALACTIVE 1 и 2 полностью автономны и не требуют подключения к какому-либо источнику питания.

Устройство активируется только в случае приближения грозового фронта при наличии реального риска возникновения разряда молнии.

Подробная информация по выбору конкретной модели GALACTIVE приведена на отдельной странице.

Вертикальная молниеприемная мачта

Традиционный вертикальный молниеприёмник в виде двухметровой (GL-21101G) или четырёхметровой (GL-21103G) мачты, поставляется с прикручиваемым острым наконечником.

Для монтажа GALACTIVE от мачты необходимо открутить острый наконечник и на его место установить активный молниеприемник.

Мачта изготовлена из нержавеющей стали в виде трубы с толщиной стенки 2 мм.

Держатель для молниеприёмника – мачты GL-21101G / GL-21103G к дымоходу (нержавеющая сталь)

Держатель GL-21202 (поставляется набор из двух единиц) позволяет прикрепить вертикальный молниеприёмник (мачту) GL-21101G / GL-21103G к дымоходу или воздуховоду.

В стене держатель крепится десятью анкерами (по пять на каждый), что обеспечивает очень высокую механическую прочность конструкции.

Изготовлен из нержавеющей стали.

Болты, шайбы и гайки выполнены из нержавеющей стали.

Возможно применение аналогичного держателя, предназначенного для монтажа к стене. Ознакомиться с его описанием можно на отдельной странице.

Зажим к молниеприёмнику – мачте GL-21101G / GL-21103G для токоотводов(нержавеющая сталь)

Зажим GL-20022 позволяет подсоединить проволочный токоотвод диаметром 8 мм к молниеприёмнику-мачте GL-21101G/GL-21103G.

Позволяет фиксировать два проводника (с разных сторон).

Изготовлен из нержавеющей стали.

Болты, шайбы и гайки выполнены из нержавеющей стали.

Токоотвод – проволока омеднённая (D8 мм)

Омеднённая проволока GL-11149 изготовливается из катанной стали с электролитически нанесенным медным покрытием чистотой 99.9% и толщиной не менее 0.070 мм, составляющим молекулярное и неразрывное соединение со сталью.

Проволока диаметром 8 мм (площадью поперечного сечения 50 мм²) применяется в качестве токоотводов в составе внешней молниезащиты

Зажимы для крепления токоотвода к различным типам кровли/фасада

Зажимы – крепежные элементы, предназначенные для фиксации токоотводов к поверхности и/или соединения между собой.

Зажимы Galmar -представлены в двух исполнениях:

1. зажимы из чистой меди;

2. зажимы из стали с плотным двойным покрытием – из цинка и порошковой краски. Такие зажимы обладают замечательными особенностями: высокая коррозионная стойкость и устойчивость к различным вредным факторам (в т.ч. механическая защита), очень привлекательный внешний вид низкая стоимость.

Ознакомиться с полным перечнем крепежных элементов и выбрать зажимы, необходимые для реализации вашей системы активной молниезащиты, вы можете на отдельной странице.

Модульное заземление ZANDZ и GALMAR

Стержни заземления GALMAR и ZANDZ изготавливаются из стали с нанесенным защитным медным покрытием толщиной не менее 0.250 мм, которое обеспечивает гарантированный срок службы устройства до 100 лет.

Конструкция стержней, которые можно соединять между собой и погружать в почву на глубину до 40 метров, обеспечивает достижение низкого сопротивления заземления на небольшой площади. Монтаж производится силами одного человека без использования строительной и специализированной техники.

Модульное заземление можно приобрести и в виде готовых комплектов, и в виде отдельных комплектующих.

Ознакомиться с подробной информацией о технологии модульного заземления можно на отдельной странице.

Принцип работы

Активная молниезащита была разработана сравнительно недавно, но, по заявлениям исследователей, способна существенно повысить безопасность защищаемого объекта.

Принцип действия заключается в следующем:

1. По мере приближения грозового облака к объекту защиты активируются специальные конденсаторы в конструкции активного молниеприемника, в которых начинает накапливаться заряд.
2. После того как напряжение заряда достигает необходимых значений, производится разряд с напряжением до 200 000 вольт с последующим формированием восходящего лидера.
3. Так как статический заряд облака тоже достиг критического показателя, это приводит к образованию пробоя, и молния попадает в активный молниеприемник.

В результате работы такой системы происходит разрядка потенциала грозовой тучи, что практически полностью исключает вероятность повторного удара по объектам в пределах защищенной области.

Конструкция молниезащиты

Теперь по конструкции молниезащиты, поговорим пока только о внешней.

Состоит она всего из трех элементов – молниеприемника, токоотводов и заземлителя.

Молниеприемник.

Принимает на себя разряд молнии, поэтому он закрепляется на крыше дома, чтобы сам приемник был наивысшей точкой.

Простейшим является стержневой тип приемника.

Стандартным считается металлический прут диаметром 10-18 мм, и длиной от 250 мм.

Можно также использовать и трубу, но только торцы ее должны быть заварены.

Количество приемников рассчитывается от размера здания. На небольшие дома достаточно одного, если же площадь дома превышает 200 м кв. устанавливается два стержня с расстоянием между ними от 10 м.

Чтобы разряд по приемнику не перешел к дому, его закрепляют на крыше при помощи деревянных брусков или специальных крепежей.

Некоторые, чтобы не портить внешний вид дома, молниеприемник устанавливают на отдельной опоре возле дома.

Некоторые, если есть возможность, крепят дополнительный молниеприемник прямо на дереве.

Особой разницы нет, поскольку даже у рядом установленного молниеприемника зона защиты будет покрывать дом.

Основным условием установки приемника – он должен располагаться выше дома, а также других построек возле него.

Еще один тип молниеприемника – тросовый.

Используется трос, который натягивается по всей длине конька крыши и закрепляется на деревянных опорах. Важным условием является натяжка троса – он не должен касаться крыши.

Третий тип приемника – сетка.

Ее изготавливают из любой проволоки (стальной, алюминиевой и др.) с сечением не менее 6 мм.

Ее натягивают по площади всей крыши, ячейки этой сетки должны формировать квадрат примерно 6х6 м.

При этом сетка тоже не должна касаться крыши, ее закрепляют на деревянных или специальных токонепроводящих опорах на высоте 6-8 см от крыши.

Строгих предписаний к использованию того или иного типа молниеприемника нет, использовать можно любой, все они вполне эффективны, поэтому выбираются они по желанию.

Токоотводы.

Далее о втором элементе данной защиты – токоотводах.

Основной задачей их является передача разряда от приемника к заземлителю.

Чаще всего в качестве токоотводов используется стальная проволока диаметром от 6 мм.

Если стены дом сделаны из кирпича или пеноблока, в общем, из любого негорючего материала, то можно токоотвод закрепить вдоль стены в любом незаметном месте, главное, не возле окон и входных дверей.

Можно в качестве токоотвода использовать и металлическую ленту, но толщиной не менее 2 мм и шириной от 30 мм.

Токоотвод крепится к приемнику при помощи сварного, болтового или спайного соединения.

От количества концов молниеприемников зависит количество токоотводов.

Если используется только один стержневой приемник, то к нему крепится один отвод. При использовании тросового приемника нужно уже два отвода.

Также два токоотвода применяется при сеточном приемнике.

Заземлитель.

Последний элемент – заземлитель. Самым простым заземлителем являются два металлических прута, заглубленных в землю на 2-3 м.

Расстояние между ними должно составлять не менее 3 м. Эти пруты должны быть перемкнуты между собой перемычкой на уровне 0,5-0,8 м в земле. К этой перемычке и подсоединяется токоотвод.

На грунтах с высоким уровнем грунтовых вод лучше использовать горизонтальное положение заземлителя на глубине от 0,8 м. При этом заземлителем должен выступать металлический уголок или полоса шириной от 50 мм и толщиной от 4 мм.

Соединяется заземлитель с токоотводом только сварным соединением.

Читайте по теме — защита электроприбов с помощью специальных устройств.

Внутренняя молниезащита

Вред, наносимый перенапряжениями, возникающими в электрических сетях при атмосферных электрических разрядах, может быть не так велик по сравнению с ущербом от разрушающего действия прямых ударов молнии в дом. Тем не менее, ущерб от порчи электроприборов и пробоя электропроводки также может быть значительным. Основными элементами внутренней защиты здания от воздействия грозовых разрядов являются устройства защиты от импульсных перенапряжений.

Основной принцип действия УЗИП заключается в создании электрической цепи для разряда импульса повышенного напряжения фаз на защитный заземляющий проводник. В различных устройствах это достигается двумя основными путями. Первый способ решения задачи заключается в том, что между фазным и защитным нулевым проводом создаётся воздушный промежуток, пробиваемый повышенным импульсом напряжения, который возникает при грозовом перенапряжении.

Так выглядят модульные УЗИП монтируемые в щит.

Устройства, содержащие пробиваемый воздушный промежуток называются разрядниками. Через электрическую дугу, горящую между контактами разрядника, протекает ток импульсного перенапряжения, разряжая импульс на землю. Таким образом осуществляется защита электрооборудования и проводки от повреждения импульсным током.

Более современный вид УЗИП вместо воздушного промежутка содержит нелинейный элемент — варистор. Варистор примечателен тем, что его электрическое сопротивление зависит от приложенного к нему напряжения. Включается варистор между фазой и защитным нулевым проводом. В штатном режиме работы при номинальном напряжении сопротивление варистора стремится к бесконечности, то есть, в этом режиме он является изолятором.

При возникновении импульса перегрузки, резкий скачок напряжения вызывает уменьшение сопротивления варистора, пропускающего при этом большой разрядный ток на заземляющую шину. Таким образом, как системы внешней, так и внутренней молниезащиты работают по принципу создания возможности беспрепятственного разряда опасного импульса на землю.

Современная технология – залог успешной реализации молниезащиты дома

Молниеотвод частного дома должен быть технологичным, то есть применяемые материалы и изделия должны обеспечивать удобный и быстрый монтаж без повреждения конструкции дома и инженерных систем.

Современная технология молниезащиты, разработанная в Европе и основанная на применении изделий заводской готовности из долговечных материалов соответствует этому критерию.

Добросовестный производитель создает гамму молниеприемников, проводников молниезащиты, соединителей, держателей для всех типов кровли и стен, клеммы для присоединения любых типов конструкций (антенн, желобов водостока и т.п.) в соответствии с нормами и из коррозионно-устойчивых материалов. А также качественные УЗИП для всех типов электрических цепей.

НО ЗАВОДСКОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ изделий и материалов не гарантирует того, что молниеотвод будет соответствовать требованиям норм, защищённости и пожеланий владельцев.

Технологические возможности реализуются в полной мере только при наличии опыта в организации и проведении монтажа.

Устройство системы молниезащиты по металлочерепичной кровле

Как уже было сказано выше, лучшая молниезащита на металлочерепице — стержневая. При этом всегда стоит помнить, что при монтаже стержневой защиты она образует конус-купол, защищающий дом от губительного воздействия молнии. Его боковые поверхности располагаются под углом 45 градусов по отношению к пику приемника тока. И чем выше будет стержень молниеприемника, тем большим будет радиус основания защитного конуса.

• Крепить молниеприемник-стержень нужно по краям коньков крыши. Его сажают на специальный пластиковый дистанционный зажим, который держит стержень на некотором отдалении от металла кровли.
• Затем молниеприемник из меди сечением 12 мм стыкуют с проволокой токоотвода (тоже из меди, но уже сечением 6 мм), используя винтовые зажимы из латуни, оцинкованной стали или меди. Их можно расположить по краю карниза в тот момент, когда еще проводится установка карнизной планки. Так элементы молниезащиты при креплении будут менее заметны постороннему глазу. Да и сама карнизная планка для металлочерепицы выполнит не единственную функцию.
• И, в конце концов, проволоку отвода тока располагают в выкопанной заранее траншее на глубине не менее 0,8 м. Ее тянут к контуру заземления, который закапывают вглубь на 1,5-3 метра.

Заземление электролитическое

Такое заземление применяют в отдельных областях земного шара, где у грунта имеется высокое удельное сопротивление. Сюда можно отнести регионы с вечномерзлым, песчаным или каменистым грунтом. Для обеспечения надежной защиты жизни и здоровья человека, сопротивление при данном заземлении не должно превышать 30 Ом. Именно таких показателей в указанных вариантах грунта позволяет добиться электролитическое заземление.

Его основные преимущества:

• Система имеет компактный размер, монтаж ее удобен и прост;
• Смонтировать ее возможно самому, не имея особой электротехнической подготовки и не прибегая к услугам специалистов;
• Благодаря особой минеральной смеси, находящейся внутри электрода, поддерживается необходимая концентрация электролитов в грунте довольно длительное время;
• Смесь засыпается в электрод один раз в пятнадцать лет;
• Получившийся в результате взаимодействия смеси с грунтом солевой раствор абсолютно безопасен по отношению к корпусу электрода;
• Создание электролитического заземления не влечет особых земляных работ и не требует специальных разрешений.

Единственным минусом такой системы можно назвать ее высокую стоимость и ограниченность сферы применения.

Определение уровня защиты объекта от попадания молнии

Как и большинство систем, молниеотвод активного типа монтируется в условиях необходимого уровня защиты объекта от попадания молнии. Этот критерий требует индивидуального расчета — следует учитывать ряд факторов:

1. Среднегодовая продолжительность гроз. Речь идет о том, что в зависимости от территориального расположения вероятность поражения конкретного строения будет меняться. Соответственно, чем дольше и чаще происходят грозы, тем выше вероятность попадания разряда.
2. Плотность попадания молний. Показатель рассчитывается на километр площади. Чем выше плотность молний, тем более мощной молниезащиты требует здание.
3. Особенности рельефа. Важным при расчетах будет и конкретное расположение объекта на ландшафте. Специфика явления такова, что большему риску подвержены строения, расположенные на возвышенностях.
4. Используемые материалы. Использование металлических кровельных материалов и обилие металла среди элементов каркаса способны повлиять на вероятность попадания молнии.

Более подробную информацию по вопросу можно почерпнуть из нормативного документа «Инструкция по молниезащите зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» СО 153-34.21.122-2003

Однако стоит принять во внимание, что применение данной системы на территории РФ отдельно не регламентируется

Это важно учитывать как на этапе вычисления уровня защиты объекта, так и во время монтажа самой системы

Качественый монтаж обязательное условие работающей молниезащиты

Система МЗ подлежит монтажу непосредственно на доме и затрагивает многие его части: кровлю, дымоходы, водосточную систему, стены, цоколь, отмостку, газон, внутреннюю отделку дома. Ошибка, допущенная при выполнении любой части громоотвода, сулит ощутимые проблемы. Например, неправильно закрепленный держатель проводника молниеотвода со временем гарантирует протечку кровли с сопутствующими последствиями в виде процессов гниения конструкций кровли, порчи внутренней отделки дома, мебели и пр. Для устранения самой протечки и ее последствий, скорее всего потребуется вызывать бригаду кровельщиков, искать место протечки, вскрывать кровлю, заменять испорченную часть утеплителя, восстанавливать внутреннее убранство дома. Ненадежно установленный на крыше молниеприемный стержень со временем может упасть, не только повредив имущество на земле, но и причинив вред здоровью обитателей дома.

Состав внешней молниезащиты

Внешняя молниезащита включает в себя несколько элементов. К элементам, из которых она состоит, относятся:

1. Молниеприемник – это элемент принимает на себя молнию. Традиционно он представлен в виде вертикального штыря. Молниеприемник обязательно должен направляться в небо. Он имеет определенную высоту, которая рассчитывается так чтобы защищаемое здание располагалось под ним. Обычно конструкцию этого вида называют “молниеприёмник—мачта”. Его крепят на фасад здания или на дымоход при помощи специальных держателей.
2. Активный молниеприемник – его основной задачей является принятие на себя удара молнии и его безопасное отведение. Он способен обеспечивать защиту большей территории.
3. Токоотводы – это элементы, которые передают ток от молниеприемника к заземляющим устройствам. Обычно токоотводы размещают на крыше и в стенах здания. Они должны иметь достаточную толщину для того, чтобы выдержать сильный нагрев при передаче тока больших величин.
4. Зажимы – это крепежные системы, которые предназначаются для фиксации токоотводов к поверхности здания.
5. Счетчики разряда – это устройства, которые предназначены для регистрации проходящих разрядов по токоотводу.

Основная функция молниеприемной части это перехват разряда молнии. Таким образом, разряд не сможет попасть в любой другой элемент сооружения. Обычно элементы системы внешней молниезащиты изготавливаются из алюминия, меди, нержавеющей стали. Они представлены в виде произвольных молниеприемников и имеют следующие классы:

1. Стержневый одиночный.
2. Стержневый двойной.
3. Тросовый одиночный.
4. Тросовый двойной.
5. Тросовый замкнутый.
6. Молниеприемная сетка.

Внешняя молниезащита может иметь разные типы молниеприемников, они могут быть изолированными и неизолированными. Установка данных токоотводов должна производиться по всему периметру здания. Независимо от схемы размещения токоотвода в его обязанность входит распределение тока по нескольким каналам. Длина этих каналов должна быть минимальной. Растекаясь по параллельным путям ток, поступает в заземлитель, который обеспечивает его распределение и поступление в землю. Заземляющее устройство может быть нескольких типов. Вот основные его типы:

1. Глубинное заземление – это вид заземления, при котором устройства располагаются отвесно на большой глубине. Углубляться они должны не менее чем на 0,5 метра от поверхности земли.
2. Кольцевое заземление – это тип заземления, которое подразумевает поверхностное расположение заземляющих устройств. Это когда вокруг вашего сооружения прокладываются специальные контуры из полосной стали. Этот вид заземления должен быть расположен в фундаменте сооружения. Этот вариант предлагает в качестве заземляющих электродов использовать железобетонную арматуру. Места соединений должны строго прописываться в проекте сооружения. Особенно она хорошо подходит для молниезащита скатной кровли. 

Рекомендуется к ознакомлению молниезащита дымовых труб. 

Особенности устройства

Как и у любой системы, у активной молниезащиты можно выделить ряд особенностей. В числе характерных преимуществ:

1. Большая зона охвата. Монтаж активной молниезащиты позволяет защитить большую территорию по сравнению с аналогом, функционирующим по пассивному принципу. Дело в том, что, несмотря на присутствие молниеприемника (пассивного) на крыше, молния может ударить, например, в расположенный во дворе столб линии электропередач или иной возвышающийся объект. Подобное исключается в случае использования активного молниеприемника, так как элемент сам провоцирует разряд.
2. Компактность. Несмотря на усложненное устройство активного приемника молний, его габариты остаются достаточно компактными, что не только упрощает процесс установки системы и снижает нагрузку на несущие конструкции, но и практически не привлекает внимания. Это позволяет устанавливать систему на любых строениях, вне зависимости от их архитектурного стиля.
3. Эффективность. Активный молниеотвод обеспечивает более высокий уровень защиты не только строения, но и близлежащих территорий.

Что касается недостатков системы, здесь выделяют лишь сравнительно высокую цену оборудования и то, что некоторые ученые не подтверждают существенного повышения уровня защиты объекта от использования системы. К слову, первое частично компенсируется за счет того, что в силу большего охвата территории для защиты крупных объектов и территорий потребуется меньшее количество приемников, чем в случае с пассивными аналогами.