При проектировании электроустановок выбирают решения по обеспечению защиты от прямых ударов молнии (далее ПУМ). Попадание молнии в здание может привести к различным негативным последствиям от незначительных до трагических. ПУМ в незащищенный объект приводит к пожару, частичному или полному разрушению, гибели людей, получению травм, отказу оборудования, повреждению электроники и прочим. По этой причине на каждый проектируемый и строящийся объект необходимо разрабатывать индивидуальные решения, т.к. выбор этого решения зависит от многих факторов.
Сам удар молнии непредсказуем и можно оценить только вероятность попадания молнии в какой-либо объект. На земле есть регионы с высокой интенсивностью гроз и наоборот с низкой. Влияет так же рельеф местности, застройка территории, наличие других сооружений поблизости, материал здания, его архитектурные особенности. В некоторых случаях принимать специальных мер не требуется, если, например, рассматриваемый объект находится в зоне защиты другого, уже оборудованного молниезащитой объекта.
Суть защитных мероприятий сводится к построению системы молниеприемников, которые примут весь удар на себя и безопасно отведут всю энергию молниевого разряда в землю. При этом растекаясь в земле, токи должны быть так же безопасны для людей и имущества, находящихся в непосредственной близости от заземлителей.
В целом, по типу молниеприемников можно выделить два типа. Первый тип, классический, или еще можно сказать, пассивный. Второй тип – активный, он сравнительно с первым является более новым и прогрессивным, но пока все еще остается дорогим и менее распространенным, хотя по заявлению производителей, более эффективным.
Рассмотрим основные компоненты молниезащиты. Их всего три.
Первый — это сам молниеприемник, который может быть выполнен в виде металлической сетки, стержня или троса в случае пассивной системы, или специального разрядника в случае активной системы. Выбор конфигурации в первую очередь зависит от типа кровли, материала покрытия и кровельного пирога, перепадов высоты частей зданий и возможности размещения того или иного типа молниеприемника. Для некоторых видов молниеприемников (преимущественно стержневых, тросовых и активных) выполняется расчет зоны защиты. Главное требование - все части здания должны попадать в эту зону.
Вторым, промежуточным компонентом всей системы, является молниеотводы или тоководы. Обычно это оцинкованная круглая проволока диаметром 8-10 мм, проложенная по фасаду здания. Она соединяет молниеприемник с третьим компонентом системы- заземлителем. Назначение тоководов – пропустить ток молнии при этом не повредив поверхности по которым они проложены. К тоководам предъявляются требования к материалу, сечению, по размещению на фасаде, соблюдению расстояния между ними. В некоторых случаях, в качестве тоководов могут использоваться конструкции здания, например, металлический каркас здания, и прокладка тоководов не потребуется.
Заземлители или заземляющее устройство предназначено для отвода всего тока молнии, как понятно из названия, в землю. Существует разнообразные системы заземлителей, но по сути это какой-либо проводящий контур, закопанный в землю на определенную глубину. Имея контакт с грунтом по всей поверхности, заземляющее устройство распределяет ток таким образом, чтобы не создать опасной разности потенциалов. В этом случае, огромную роль в электрическом сопротивлении всего контура заземления играет тип грунта. При глубоком заложении, возможно нахождение контура в различных слоях грунта с разным сопротивлением, что тоже необходимо учитывать при расчете. Не всегда увеличение глубины заложения контура приводит к снижению его сопротивления. Для этой цели проводятся инженерно-геологические изыскания грунтов с лабораторными измерениями такого параметра как удельное сопротивление грунта. В некоторых случаях при отсутствии подобных данных, значения удельного сопротивления берется из справочных пособий. Так же существуют специальные методы повышения проводимости грунтов.
При проектировании систем молниезащиты нужно учитывать множество факторов, таких как географическое расположение объекта, его тип, высотность, размеры, окружение, типы грунтов, материал стен и кровли, наличие других объектов поблизости, и, конечно, экономическую составляющую. Грамотное решение, соответствующее нормативным документам, может позволить построить наиболее эффективную и экономичную систему, надежно защищающую любой объект от опасных проявлений грозы.
Автор статьи: Папков А.И.