Как сделать громоотвод на даче своими руками пошаговая инструкция

Чтобы собрать громоотвод в частном доме своими руками, нужна схема здания. Конструкция этого устройства зависит от формы и размеров кровли. Оно состоит из трех элементов. Молниеприемник берет на себя удар электрического разряда — его монтируют в самых верхних точках либо на всей площади скатов. По токоотводу напряжение спускается вниз и уходит в почву через заземлитель, установленный в слое грунта. Есть и внутренний блок. Он служит для защиты от скачков напряжения при попадании разряда. Скачки бывают настолько сильными, что электробытовые приборы приходят в негодность. Проводка может дать искру. В деревянных зданиях, а также в постройках из пожароопасных легко воспламеняющихся материалов внутренний блок предохраняет от возгорания стены, перекрытия и стропила.

Делаем громоотвод своими руками

Нормы и правила
Устройство защитной системы

Верхняя часть
Среднее звено
Подземный контур

Последовательность выполнения работ

Необходимые инструменты
Установка молниеприемника
Монтаж токоотвода
Проводка заземления

Нормы и правила

Монтаж молниезащитной системы и ее разработка отнимают много времени. Высотные работы связаны с определенным риском. В итоге возникает вопрос — нужен ли громоотвод в частном доме? Чтобы избавить себя от сомнений, советуем изучить статистические данные, сколько зданий сгорает при попадании молнии.

У самодельных конструкций есть только одно преимущество перед заводскими — низкая себестоимость. Найти нужные материалы несложно. Сделать внешний контур с крепежами можно из кованого железа по собственным эскизам и чертежам.

Создавая свою конструкцию, следует руководствоваться существующими нормативами. Все нормативные требования изложены в Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87. Грунт на разных участках может отличаться по проводимости, поэтому для точных расчетов потребуется помощь специалистов из инжиниринговой компании.

Схема должна быть согласована с управляющей организацией. Нужно будет также обратиться в МЧС.

Как устроена система защиты от электрического удара

Она состоит из трех основных элементов. Рассмотрим их устройство более подробно.

Верхняя принимающая часть

Она расположена на кровле и соединена с другими элементами конструкции. Существует несколько инженерных решений.

Металлический вертикальный прут — его монтируют на самых высоких участках крыши — коньках и шпилях. Материалом служат хорошие проводники, применяющиеся для производства проводов — медь, алюминий. Сталь хуже пропускает ток, поэтому ее используют реже. Проводимость прямо пропорциональна толщине изделия. Толщина стандартного заводского стержня из меди и алюминия составляет от 3 до 4 см, из стали — 6-8 см. Высота — от 0,5 до 2 м. Такие средства подходят для небольших построек — дачных домов, бань, отдельных гаражей. На крупных коттеджах нужно смонтировать несколько таких прутьев.
Трос, натянутый между двумя мачтами на противоположных краях конька. Это средство работает эффективнее, так как трос закрывает больше пространства. Его минимальное сечение — 0,5 см. Расстояние до конька — от 25 см. Мачтами могут служить деревянные планки.
Сетка из меди либо алюминия — ее укладывают на скат либо монтируют под негорючую пожаробезопасную отделку. Толщина проволоки — от 0,6 до 0,8 см. Максимальный размер ячейки — 6х6 м.
Молниеприемниками могут служить профнастил, металлочерепица либо другое проводящее покрытие. Сделать такой громоотвод для дачного дома можно лишь в случае, если стропила и кровельный пирог не поддерживают горения. Деревянные балки воспламеняются даже после обработки антипиренами, поэтому такой способ защиты следует использовать только для стальных и железобетонных стропил.

Токоотвод: среднее звено

Он соединяет верхнюю часть с заземлением. Этот элемент располагается вдоль крыши и стен. Он представляет собой отдельный провод или часть конструкции здания — арматура, пожарная лестница, металлическая рама. Отдельные кабели размещают по периметру всего дома с шагом от 10 до 25 м. С другими «звеньями» токоотвод соединяется при помощи болтов или сварки. Соединение должно хорошо проводить электричество, иначе система не будет работать эффективно.

Оптимальная толщина кабеля — 6 мм. Он должен иметь изоляционный слой. Протягивать его следует вертикально. Чем он короче, тем лучше. Желательно убрать все горизонтальные участки и выпрямить контур настолько, насколько это возможно.

Кабель необходимо протянуть не только от молниеприемника на кровле, но еще и от труб, металлических конструкций и щитка, к которому подключены все электроприборы. Для внутреннего отводящего устройства нужна такая же толщина проводника, как и для внешнего.

Заземляющий контур

Он представляет собой систему, состоящую из металлических штырей длиной от 3 м, закопанных в грунт на глубину 0,5-1 м. По ним заряд попадает в почву и рассеивается, не причиняя вреда. Для дач и частных жилых домов применяются две схемы.

Схемы контура

Линейная — стержни располагаются в линию и последовательно соединяются перемычками. Расстояние между ними должно быть не меньше 5 м. Недостатком такого решения является его ненадежность. При повреждении перемычки разряд уйдет в верхний слой почвы.
Замкнутая — треугольная, прямоугольная либо овальная. В случае разрыва перемычки она все равно будет работать. Ток пойдет по одной из сторон. Чаще используется треугольник — он занимает меньше места и для его установки нужно меньше стержней. Расстояние между ними составляет 1,5 м. Если позволяет пространство, лучше его увеличить до 3 м и более — иначе три зоны растекания тока будут соприкасаться.

Перед тем как сделать громоотвод в частном доме, необходимо определить место расположения заземления. Его не следует размещать там, где могут находиться люди. Лучше выбрать участок подальше от крыльца, дорожки, беседки или гаража и огородить его. На нем можно разместить клумбу или другой объект ландшафтного дизайна. Минимальное расстояние до стены — 1 м.

Подобрать детали нужной длины и ширины можно самостоятельно. Они должны иметь защиту от коррозии. Для устройства заземления подойдут прутья из оцинкованной или омедненной стали.

Вместо заземляющих контуров рекомендуется использовать железобетонные фундаменты, если при отделке и облицовке не использовались пожароопасные легковоспламеняющиеся материалы.

Как сделать громоотвод в коттедже и садовом доме

Молниеприемник в виде металлического прута или натянутого провода подойдет для любых строений. Можно использовать металлическую отделку. Чтобы собрать сетку, нужно приложить много усилий. Кроме того, на ее изготовление уйдет гораздо больше материала. Найти оцинкованные или омедненные прутья нужного диаметра очень сложно. Обычно применяется арматурная сталь, но она быстро ржавеет. Верхнюю деталь придется часто менять. Чем она меньше, тем проще и дешевле будет замена.

Необходимые инструменты для работы

Сварочный аппарат — сварное соединение лучше проводит электричество. Чтобы сделать хороший качественный шов, нужно обладать профессиональными навыками. Проще и удобнее сделать соединение при помощи клемм, стянутых винтами. Такой способ обеспечивает нужную проводимость и часто используется в малоэтажных домах.
Набор гаечных ключей.
Дрель и сверла по металлу.
Болгарка и диск, способный перерезать стальной штырь толщиной 1-2 см.
Лопата, чтобы отрыть траншею под заземление.
Кувалда, с помощью которой можно вбить в грунт длинные стержни.

Установка молниеприемника

Его длина зависит от площади кровли или участка, который необходимо защитить. Радиус защиты рассчитывается по простой формуле. Он равен длине штыря, умноженной на коэффициент 1,5. При высоте от 12 м устройство работает менее эффективно. Обычно его длина не превышает 10 м. Чтобы поставить высокую мачту, понадобится прочный материал, способный выдержать ветровую нагрузку во время бури. Для этого подойдет арматурный стальной прут диаметром 14 мм или изделие такой же толщины из кованого железа. Лучше установить несколько приемников на разных участках кровли. Они должны находиться в ее верхних точках.

Если нужно смонтировать защитную систему для двускатной крыши длиной 24 м, достаточно поставить 2 мачты по 6 м либо 4 по 3 м. Их монтируют на коньках, каминных трубах, башнях и других выступающих участках. Под ним должна быть прочная основа, иначе появится риск испортить гибкое кровельное покрытие.

Крепить стержень следует так, чтобы заряд не распространялся на конструкции здания, а уходил в землю по отводящему каналу. Арматуру можно зажать между двух прокладок, вырезанных из фторопластового листа. В них высверливают отверстия под винты шириной 6 мм. Их можно изготовить из арматуры соответствующего диаметра, нарезав на ней резьбу с обеих сторон. Прокладки с зажатым между ними прутом стягивают гайками с широкими шайбами. Их монтируют на металлические кронштейны, привинченные к обрешетке либо к отделочному покрытию. Существуют специальные зажимы фабричного производства.

Чтобы арматура не ржавела, ее следует покрыть грунтовкой и слоем краски. Тонкое лакокрасочное покрытие снизит проводимость незначительно.

Подсоединение токоотвода

Для подсоединения токоотвода следует использовать такие же прокладки, как и при монтаже молниеприемника на кровлю. Зажимы позволяют располагать сборные элементы под любым углом. Поворотов должно быть как можно меньше. Чем длиннее путь от верхней точки до нижней, тем больше утечек электричества, и тем сильнее нагрев проводника. Протяженность горизонтальных участков нужно свести к минимуму.

Материалом может служить арматура диаметром до 14 мм либо толстый кабель. Он не рассчитан на то, чтобы принимать прямой удар молнии, поэтому допускается изоляционное покрытие. Токоотвод фиксируется на стенах и крыше с помощью фторопластовых прокладок, установленных к основанию на кронштейны. Его часто монтируют на водосточных трубах, схватывая металлическими хомутами. Чтобы нарастить длину, используют соединители из меди и алюминия. Они представляют собой две пластины, скрепленные винтами по краям. Два куска кабеля или стержни вставляются между пластинами и прижимаются винтами.

Чтобы контакт хорошо работал, необходимо удалить с поверхности соприкасающихся деталей грязь и ржавчину. Их нужно прижать друг к другу как можно плотнее.

Чтобы собрать громоотвод своими руками, может понадобиться помощь профессионального электрика, располагающего нужным оборудованием. Все узлы проверяются мультиметром. Сопротивление не должно превышать 10 Ом. Проверку можно провести самостоятельно, подключив защитную системы к осветительному прибору и пустив по ней электричество. Если лампочка загорится ярко, стыковка элементов выполнена правильно.

Проводка заземления

Токоотвод подключается к нижней части при помощи болтового или сварного соединения. Место для его установки должно находиться далеко от входа в жилище, беседки или дорожки, на которой может оказаться человек во время грозы. При заземлении заряд способен нанести серьезную травму. Согласно нормативам, контур следует закладывать на расстоянии не менее 1 м от стены дома.

Как правило, используют треугольные контуры. Работы начинают с отрытия траншей по их периметру. Длина каждой стороны составляет 3 м, глубина — 0,5-0,7 м. Котлован соединяется с фундаментом траншеей такой же глубины.

В качестве вертикальных электродов применяют трехметровые арматурные пруты с сечением 14 мм. Перед погружением в почву их грунтуют и красят, чтобы они прослужили как можно дольше. Их забивают кувалдой на глубину 0,5 м. Верхушки сваривают между собой тремя металлическими уголками или пластинами. Вместе они образуют каркас в форме правильной треугольной призмы. Верхняя часть каркаса соединяется с токоотводом четвертой пластиной или уголком. Эта деталь прокладывается в траншее, ведущей к дому.

Если здание стоит на подушке из песка и щебня, необходимо повысить проводимость основания с помощью соляного раствора. Им заливают электроды после монтажа. Затем траншею засыпают.

Источник

«От сумы да от тюрьмы» не застрахован никто, а от удара молнии – тем более. После ослепительной вспышки и оглушительного грохота самое приятное — отделаться легким испугом и восторгом от пережитых впечатлений. Нехорошо, если сгорит электроника в доме. Еще хуже, когда случится пожар. Совсем недопустимо – поражение человека ударом молнии. Вывод простой: делаем молниеотвод!

Содержание

1. Откуда берется молния?

2. Как устроена защита от молнии

3. Варианты молниеприемника для частного дома

4. Как работает токоотвод

5. Требования к заземлителю

6. Защитная зона громоотвода

7. Монтируем молниезащиту своими руками

8. Высокое дерево нам поможет

9. Комментарии посетителей по теме статьи

Откуда берется молния?

Всему причиной веселые облачка, которые при приближении грозы постепенно нарастают и превращаются в темные громады кучевого типа. Верхние слои влаги в воздухе превращаются в мелкие кристаллики льда, а нижние остаются в виде капель воды. Так и получились две пластины гигантского конденсатора.

Громадные структуры движутся в воздухе и заряжаются в результате трения: верхние слои накапливают положительные ионы, нижние – отрицательные электроны. Всему есть предел, и накопленный потенциал превращается в электрический разряд. В итоге, «пробивает» там, где наименьшее сопротивление: высокие деревья, крыши домов и … громоотводы!

Как устроена защита от молнии

Из вышеизложенного следует стратегия устройства молниезащиты: направить вероятный электрический разряд по безопасному для нас пути и застраховаться, таким образом, от неприятностей. С этой целью на достаточной высоте устанавливается молниеприемник, который предназначен для захвата грозового разряда.

Далее электрический ток величиной порядка 100000А проходит по токоотводу к заземлителю. Последний обеспечивает связь защитной системы с грунтом. Таким образом, удар молнии минует защищаемые объекты и поглощается землей.

Данная система защиты повсеместно распространена и носит название пассивной. Существует активные молниеотводы, которые имеют ионизатор, провоцирующий удар молнии. Это увеличивает вероятность защиты объекта от поражения. Стоит такого вида молниеотвод немало, и его монтаж сложно сделать своими руками.

Варианты молниеприемника для частного дома

Можно назвать три основных вида молниеприемника по типу конструкции:

стержневой молниеприемник;
в виде сетки;
тросовой молниеприемник;
покрытие крыши в качестве молниемника.

Молниеприемник в виде стержня наиболее известен и распространен. Существуют промышленные изделия с готовым крепежом. Любителям творить своими руками реально изготовить изящную конструкцию, украшающую здание. В любом случае штырь из стали должен иметь сечение не менее 70мм2, а для изделия из меди достаточно 35мм2. Таким образом, его диаметр может составлять 7-10мм.

Длина стержня может варьироваться в пределах 0,5-2м, при этом он должен выступать хотя бы на полметра над всеми объектами в окружении здания. Стержневой молниеприемник принимает заряд в одной точке и особенно эффективен при защите небольших строений.

Молниеприемник в виде сетки изготавливается из проволоки диаметром порядка 6мм. На фото можно оценить, как выглядит на практике конструкция подобного рода. Существуют уже готовые конструкции с размером ячейки 3-12м. Защита от молнии такого рода удобна в применении на крыше большой площади. Для предотвращения возгорания обрешетки молниеприемник монтируют на расстоянии 0,15м от поверхности кровли.

В условиях частного дома более удобен в применении молниеприемник в виде троса. Его монтируют на коньке кровли, закрепив за две опоры на противоположных фронтонах. Возможен и комбинированный вариант, когда на упомянутых опорах дополнительно к тросу установлены штыревые молниеприемники.

Трос должен иметь диаметр более 5мм и монтироваться на безопасной высоте от кровли. Конструкция такого типа обычно применяется на крыше с неметаллическим покрытием.

Металлическая кровля крыши, при определенных условиях, может также выступать в качестве молниеприемника. При этом толщина металлочерепицы, профнастила или оцинкованного листа должны быть не менее 0,4мм. Заманчиво выполнить защиту от грозы, не применяя дополнительных материалов.

На практике это сделать непросто, так как под настилом не должно быть легковоспламеняющихся материалов, тогда как обрешетка чаще всего делается из дерева.

Более того, придется обеспечить соединение токоотвода с каждым отдельным листом покрытия, что трудоемко. Такой вариант подходит для фальцевой кровли, где листы металла уже надежно соединены. Воспламенение обрешетки при этом невозможно, если покрытие уложено на обрешетку из металла.

Как работает токоотвод

В идеале, для конструкции, изготовленной своими руками, материал молниеприемника, токоотвода и заземлителя должен быть один и соединен с помощью сварки, то есть — сталь. Такое решение обеспечивает надежность и долговечность защиты. На практике возможно использование оцинкованных и омедненных элементов, а также различных материалов. Их соединение обеспечивают применением зажимов с болтами и гайками.

Токоотвод из стали в виде прута или полосы должен иметь сечение не менее 50мм2, проводник из алюминии допускает размер 25мм2, а медный провод можно применять с площадью сечения 16мм2, что примерно соответствует диаметру 8,6 и 5мм соответственно.

Токоотвод размещают так, чтобы он соединял молниеприемник и заземлитель по кратчайшему пути.

При этом не допускается выполнение острых изгибов, что может привести к искровому разряду и воспламенению на данном участке. С этой же целью проводник размещают на расстоянии не менее 100мм от поверхностей горючих материалов стен и других элементов постройки.

Требования к заземлителю

Заземлитель представляет из себя несколько металлических стержней, забитых в грунт и соединенных между собой горизонтальной полосой при помощи сварки. Полоса выводится на поверхность земли и приваривается к токоотводу.

Заметим, что не рекомендуется использовать защитный контур заземления для подключения молниеотвода. В случае применения общего заземлителя при грозовом разряде на поверхностях бытовых приборов может возникнуть опасное напряжение. Для защиты электропроводки и бытовой техники в частном доме от удара молнии на вводном щите устанавливаются устройства защиты от импульсных помех (УЗИП).

Заземление для молниеотвода размещают не ближе 5м от крыльца и дорожек и заглубляют горизонтальный соединитель не менее 0,8м. Это необходимо для уменьшения вероятности поражения людей в случае грозового разряда.

Защитная зона громоотвода

Не следует питать иллюзии, что громоотвод на соседнем доме или расположенная недалеко металлическая вышка полностью обезопасят Ваше жилище от удара молнии. Защитная зона громоотвода имеет вполне конкретные границы. В любом случае на даче придется устроить собственную молниезащиту.

Конус безопасности, создаваемый стержневым молниеприемником, имеет угол 45-50°. Указанное правило действует при высоте размещения молниезащиты до 15м. Вышеприведенный эскиз демонстрирует, что при угле 45° радиус защитной зоны равен высоте верхней точки стержня над уровнем земли. При значении 50° зона защиты будет чуть больше.

Таким образом, чем выше мы разместим молниеприемник, тем больше получится площадь защищаемой поверхности.

В любом случае, частный дом должен попадать полностью в зону конуса защиты. Очень желательно, чтобы все постройки во дворе были защищены по тому же правилу. Таким образом, удобно разместить молниеприемник на крыше дома. Закрепить штырь бывает проще на одной из сторон здания чем по центру, при этом вероятность попадания молнии в кровлю снижается.

В случае большого участка может возникнуть необходимость установки еще одного громоотвода. Его можно смонтировать на специальной мачте.

Монтируем молниезащиту своими руками

В первую очередь, необходимо выбрать молниеприемник в соответствии с вышеизложенными рекомендациями и имеющимися под рукой материалами. На крыше дачного дома проще всего монтировать обыкновенный стальной штырь. Оцинкованная труба или алюминиевый стержень будут работать еще лучше. При использовании патрубка его верхний конец следует заглушить.

При наличии куска троса нужной длины и диаметра не составит труда протянуть его вдоль конька. На крыше большой площади эффективнее использовать вариант в виде сетки. Молниеприемник любой конструкции следует закрепить так, чтобы его не нарушило ветром.

Учтите: электрический контакт всей системы проще обеспечить, изготовив все три составляющие молниеотвода из одного материала.

Если не иметь в виду сварку, токоотвод проще выполнить из толстого медного провода в соответствии с рекомендациями выше. Надежное соединение с молниеприемником можно обеспечить с помощью оцинкованных зажимов с болтами и гайками. Практично закрепить проводник к опорам водосточных труб.

Заземляющий контур лучше всего обустроить там, где вероятность нахождения людей наименьшая. Также выгодно разместить его в месте, где всегда присутствует влага. Это улучшит контакт заземлителя с землей. Не будет лишним, если рядом с ним установить предупреждающий знак. Болтовое соединение с заземлителем лучше выполнить над землей на цоколе здания, а контакт в земле обеспечить сваркой.

После монтажа всей системы электрическое соединение от молниеприемника до заземления можно проконтролировать мультиметром. Сопротивление заземляющего контура можно проверить только специальным прибором. Его величина должна быть не более 10Ом в том случае, если неподалеку возможно присутствие людей. Для отдельного молниеприемника, установленного вдалеке от дома, сопротивление заземления не должно превышать 50Ом.

Хотя бы раз в год имеет смысл проверить целостность всей системы визуально. Раз в несколько лет следует откопать заземление и оценить степень коррозии металла. Если стержни в земле стали заметно тоньше, их необходимо заменить.

Высокое дерево нам поможет

Чтобы обустроить громоотвод на даче, можно использовать в качестве мачты высокое дерево, растущее неподалеку. Молниеприемник следует закрепить на его макушке так, чтобы он выступал не менее 0,5м над кроной. При этом не следует забывать, что дерево растет и меняет свои размеры.

Это означает, что молниеприемник и токоотвод следует крепить пластиковыми хомутами, которые не испортят ствол. Провод лучше использовать медный многожильный гибкий и проложить его следует с запасом дины. Кроме того, раз в несколько лет придется забираться наверх и переставлять молниеприемник выше макушки.

Мы постарались доступно и лаконично изложить все тонкости создания защиты от природной стихии. Пусть у вас получится изящный и надежный молниеотвод! Надеемся, нижеследующий видеоролик будет Вам полезен.

Источник

Частный дом и загородные дачи нередко расположены на открытом пространстве, где единственным возвышением выступают сами постройки. Из-за чего во время грозового периода возникает существенная угроза попадания молний в здания. Такая ситуация угрожает не только поражением электротоком всем находящимся в нем людям, но и возможностью возгорания, которая приведет к пожару и существенной порче имущества. Так как никто не может предвидеть место попадания разряда, наиболее эффективным способом предотвращения его негативных последствий является громоотвод.

Именно поэтому для большинства владельцев частных домов и дачных участков актуально устанавливать громоотвод своими руками. Исключением могут быть постройки расположенные в низине, крыша которых находится ниже верхней точки грунта или попадающие в зону защиты соседней постройки и ее молниеотвода.

Устройство и принцип работы типового громоотвода

Рисунок 1: устройство громоотвода

Вся конструкция громоотвода представлена тремя элементами: молниеприемником, токоотводом и заземлителем. В зависимости от местных условий и ваших предпочтений каждый из них может иметь различное исполнение. Теперь разберем, зачем каждый из них нужен, и какой вариант выбрать в той или иной ситуации.

Молниеприемник

Из самого названия данного элемента происходит его назначение, по факту он выполняет роль электрода, принимающего электрический разряд молнии. Основной критерий для него – хорошая проводимость и термическая устойчивость, так как величина тока может достигать 100 – 200 кА, которая запросто пережжет тонкие проводники. В качестве молниеприемника могут устанавливаться:

стержневые конструкции;
решетка;
трос;
сама поверхность крыши.

Стержневые молниеприемники могут устанавливаться как непосредственно на самой крыше, так и на специальной металлической мачте. При этом их высота должна обеспечивать необходимую зону защиты для всех конструкций постройки. Поэтому такой молниеприемник актуален для зданий с небольшой площадью и высотой.

Рис. 2: стержневой молниеприемник

Такие стержневые устройства могут быть медными, алюминиевыми или стальными. Первые два обладают хорошей устойчивостью к коррозионному разрушению, благодаря чему такой громоотвод практически не теряет проводимости и сечения даже при длительной эксплуатации. Металлический штырь из стали, в отличии от двух предыдущих, куда менее подвержен оплавлению от протекания больших токов, из-за чего он куда лучше подходит для местности с частыми ударами молнии.

Рис. 3: сетчатый молниеприемник

Решетка в качестве молниеприемника используется для большой площади, к примеру, многоэтажных домов или торговых центров. В отличии от предыдущего варианта, она не влияет на дизайн постройки, поэтому может применяться в любых современных экстерьерах. Такой громоотвод должен иметь заданное сечение и размер ячеек, как правило, выбирается арматура не менее 6 мм². Ее монтаж выполняется на безопасном расстоянии от крыши (не менее 15 см) через термоизолирующие несущие конструкции.

Рис 4: тросовый молниеприемник

Тросовый громоотвод представляет собой гибкий провод, который растягивается над защищаемой территорией или постройкой. Позволяет защитить длинный участок при меньших затратах материалов на громоотвод. Выполняется как на отдельно стоящих опорах, так и на крыше дачной постройки. В первом случае опоры устанавливаются в начале и конце участка, а во втором, в начале и конце крыши.

Если в качестве кровельного материала применяются токопроводящие варианты (профнастил, металлочерепица и прочие), их можно использовать в качестве молниеприемника для громоотвода. Но при этом должны соблюдаться такие условия:

толщина металлического слоя не менее 4 мм для стали, 5 мм для меди или 7 мм для алюминия;
под кровельным материалом отсутствуют легко воспламеняющиеся материалы (утеплители, стропила и т.д.);
снаружи металл не покрыт диэлектрическим материалом.

Изготовление громоотвода из металлической кровли позволяет сэкономить средства на молниеприемнике.

Токоотвод

Представляет собой проводник, отводящий электрический ток от молниеприемника к заземлителю. Может выполняться из металлической проволоки или шины. Должен иметь сечение не менее 16 мм², если изготовлен из меди, 25 мм² из алюминия, 50 мм² из стали. К токоотводу предъявляются такие требования:

Должен изолироваться от стен и других конструкций дома;
Для него выбирается наикратчайший путь протекания тока;
Отсутствие изгибов и витков, на которых может произойти пробой воздушного промежутка;
Достаточная проводимость в местах электрических соединений.

При необходимости токоотвод изолируется от поверхности дома при помощи кабельного канала или любым другим способом. Особенно актуальна такая процедура для зданий с токопроводящей отделкой или горючей поверхностью.

Заземлитель

Изготавливается в виде заземляющего контура, который закапывается в грунт. В качестве материала применяются стальные или медные элементы, которые закапываются в землю. Формируется из арматуры или шины, требования к которым устанавливаются п.1.7.111 ПУЭ и приведены в Таблице 1

Таблица 1

Материал	Профиль сечения	Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, мм	Толщина стенки, мм
Сталь	Круглый:
черная	для вертикальных заземлителей;	16	—	—
	для горизонтальных заземлителей	10	—	—
	Прямоугольный	—	100	4
	Угловой	—	100	4
	Трубный	32	—	3,5
Сталь	Круглый:
оцинкованная	для вертикальных заземлителей;	12	—	—
	для горизонтальных заземлителей	10	—	—
	Прямоугольный	—	75	3
	Трубный	25	—	2
Медь	Круглый:	12	—	—
	Прямоугольный	—	50	2
	Трубный	20	—	2
	Канат многопроволочный	1,8*	35

Все детали заземляющего контура могут как закольцовываться и формировать замкнутую цепь, так и выстраиваться в сплошную линию. Разумеется, что замкнутый вариант считается более надежным. Размеры контура подбираются в зависимости от местных условий.

Рис. 5: пример установки заземлителя

Основное требование к заземляющему контуру – обеспечение установленной величины переходного сопротивления металл – земля, поэтому его лучше располагать в влажном слое, периодически поливать водой или обрабатывать материалами, уменьшающими переходное сопротивление и увеличивающими площадь тока растекания (древесный уголь и соль). Согласно п.1.7.103 ПУЭ сопротивление должно быть не более 5, 10 и 20 Ом для сетей с фазным напряжением 380, 220 и 127 В соответственно.

Расположение заземлителя делается не ближе 1 м от стен и 8 м от пешеходных дорожек. Так как в этой точке возникает шаговое напряжение, способное нанести удар током любому, кто находится в радиусе зоны поражения, поэтому приближаться к контуру во время грозы категорически запрещено, как и прикасаться к его токоведущим элементам.

Подготовка

На подготовительном этапе перед монтажом молниезащиты необходимо произвести расчет параметров будущего громоотвода и подобрать все элементы. Это позволит определить, попадут ли постройки в защитную зону и какие параметры необходимо изменить в случае возникновения недочетов.

Расчет защитной зоны

Если устройство молниезащиты предусматривает в качестве приемника решетку или поверхность крыши, то зона защиты будет полностью закрывать постройку. Но для тросовых и стержневых молниеотводов необходимо рассчитывать защитную зону.

Рис. 6: зона защиты стержневого молниеотвода

Посмотрите на рисунок, зона защиты представляет собой конус в пространстве, где вероятность попадания молнии значительно сокращается. Для определения параметров этого конуса по отношению к самому громоотводу и зданию производится расчет. Способы расчета зоны громоотвода для каждого типа выполняются на основании СО 153-34.21.122-2003.

Как рассчитать стержневой громотвод?

Рис. 7: параметры зоны защиты стержневого молниеотвода

Посмотрите на рисунок, здесь изображены следующие параметры:

h – высота самого громоотвода;
h₀ – высота зоны защиты громоотвода;
h_x – высота в определенной точке (устанавливается на уровне крыши здания);
r₀ – радиус зоны защиты громоотвода на земле;
r_x – радиус зоны защиты громоотвода в выбранной точке;
x и y — расстояние от места установки молниеприемника до контура границы здания.

В зависимости от высоты установки громоотвода и требуемой надежности подбирается формула определения зоны, которую он защищает. Для этого используются данные из таблицы 2

Таблица 2

Надежность защиты	Высота молниеотвода h, м	Высота конуса h₀, м	Радиус конуса r₀, м
0.9	От 0 до 100	0,85h	1,2h
От 100 до 150	0,85h	(1,2-10^-3(h-100))h
0,99	От 0 до 30	0,8h	0,8h
От 30 до 100	0,8h	(0,8-1,43·10^-3(h-30))h
От 100 до 150	(0,8-10^-3(h-100))h	0,7h
0,999	От 0 до 30	0,7h	0,6h
От 30 до 100	(0,7-7,14·10^-4(h-30))h	(0,6-1,43·10^-3(h-30))h
От 100 до 150	(0,65-10^-3(h-100))h	(0,5-2·10^-3(h-100))h

Для определения радиуса зоны громоотвода на определенной высоте используется формула:r_x=r₀×(h₀-h_x)/h₀

Как рассчитать тросовый громоотвод?

Рис. 8: зона защиты тросового громоотвода

На рисунке показана принципиальная схема зоны защиты для тросового громоотвода при его небольшой протяженности. При больших расстояниях из-за плохого натяжения в средней точке может возникать провисание, которое немного исказит границы защищаемой громоотводом области.

Рис. 9: Параметры зоны защиты тросового молниеотвода

Посмотрите на рисунок, здесь зона громоотвода характеризуется такими параметрами:

h – высота самого громоотвода;
h₀ – высота зоны защиты громоотвода;
h_x – высота в определенной точке (устанавливается на уровне крыши здания);
r₀ – радиус зоны защиты громоотвода на земле;
r_x – радиус зоны защиты громоотвода в выбранной точке;
L – длина троса громоотвода.

По величине необходимой надежности, в зависимости от высоты громоотвода, параметры зоны защиты вычисляются по формулам из таблицы 3.

Таблица 3

Надежность защиты	Высота молниеотвода h, м	Высота конуса h₀, м	Радиус конуса r₀, м
0.9	От 0 до 150	0,87h	1,5h
0,99	От 0 до 30	0,8h	0,95h
От 30 до 100	0,8h	(0,95-7,14·10^-4(h-30))h
От 100 до 150	0,8h	(0,9-10^-3(h-100))h
0,999	От 0 до 30	0,75h	0,7h
От 30 до 100	(0,75-4,28·10^-4(h-30))h	(0,7-1,43·10^-3(h-30))h
От 100 до 150	(0,72-10^-3(h-100))h	(0,6-10^-3(h-100))h

Радиус зоны громоотвода на высоте здания вычисляется по формуле: r_x=r₀×(h₀-h_x)/h₀

Выбор материала для громоотвода

В качестве материала для громоотвода принято использовать три варианта: медь, алюминий и сталь. Медные громоотводы характеризуются длительным сроком эксплуатации и отличаются способностью сохранять свои параметры в течении всего периода установки даже на подземных участках. Но главным недостатком медного громоотвода является его высокая стоимость.

Алюминиевый характеризуется куда меньшим весом, поэтому создает незначительную нагрузку на несущие конструкции постройки. Также имеет хорошую проводимость электрического тока. Но, со временем, подвергается разрушению от атмосферных факторов и легко поддается механической деформации.

Стальные наиболее прочные, они легко выдерживают ветровые нагрузки а элементы такого громоотвода можно соединить сваркой, в отличии от медных и алюминиевых. Также он характеризуется низкой себестоимостью. К недостаткам стального громоотвода является высокое удельное сопротивление и подверженность коррозии.

Место установки

Для установки громоотвода должна выбираться самая высокая точка. Поэтому его размещают на крыше здания, если ее высоты недостаточно для попадания всей постройки в зону защиты, могут применяться специальные опоры или находящиеся поблизости деревья. Для определения актуального места установки громоотвода на план участка необходимо нанести зону защиты, полученную при расчете.

Рис. 10: зона защиты на плане постройки

Крыша является наиболее выгодным вариантом, так как пик зоны защиты будет расположен над зданием. Отдельно стоящая опора или несколько позволяют смещать защищаемую громоотводом область в нужную точку участка, и отлично подходит для ситуаций, когда строения рассредоточены на участке. Использование дерева в качестве опоры позволяет сэкономить на приобретении и установке металлической или железобетонной конструкции, но обуславливает ряд сложностей в процессе эксплуатации поэтому считается нежелательным вариантом.

Пошаговая инструкция изготовления громоотвода

Наиболее простыми вариантами для дачного громоотвода является стержневой и тросовый, их вы сможете реализовать своими руками. Чтобы не допустить ошибок и лишних затрат при монтаже молниеотвода, соблюдайте следующую последовательность.

Стержневого

Для сооружения громоотвода стержневого типа выполните следующие манипуляции:

Расстояние между ними и их высота подбирается таким образом, чтобы проводник не провисал к поверхности крыши и стен.

Закрепите токоотвод – в местах крепления он не должен выскальзывать или выпадать из гнезда.
Обеспечьте надежный электрический контакт металлических соединений в местах подключения молниеприемника, токоотвода и заземлителя.

Рис. 13: болтовое соединение проводников

Тросового

Монтаж тросового громоотвода выполняется идентично. В зависимости от конкретной ситуации трос может натягиваться гибким тросом между опорами или устанавливаться на кронштейнах. В первом случае молниеприемник будет провисать при изменении натяжения, поэтому крепление на кронштейне жесткой медной или стальной проволоки куда выгоднее. Такая процедура выполняется в следующей последовательности:

Окончив установку любого из предложенных типов, обязательно проверьте сопротивление всей конструкции. В идеале проверка выполняется при помощи моста, но в домашних условиях подойдет и обычный мультиметр или контрольная лампочка.

Видео инструкции

Источник

Дачные домики обыкновенно построены из горючих материалов, а пожарная часть находится далеко. Да и подъехать можно не к каждому строению, а от сильного ветра, сопровождающего любую грозу, тоже ничего хорошего ожидать не следует.

Порой от удара молнии выгорают целые дачные поселки.

Расскажем о том, как своими силами сделать эффективный молниеотвод и свести на нет риск прямого попадания «небесного разряда» в дом.

Откуда появляются молнии

Упрощенно физику процесса можно описать так: источником молнии являются кучево-дождевые облака.

Во время грозы они превращаются в своеобразные гигантские конденсаторы. На верхней плюсовой части в виде кристаллов льда скапливается огромный положительно заряженный потенциал ионов, а в нижней минусовой области собираются отрицательные электроны в виде водяных капель.

Во время разряда (пробоя) этого природного аккумулятора между землей и грозовым облаком появляется молния — громадный электрический искровой разряд:

Протекать этот разряд всегда будет по цепи наименьшего локального сопротивления электрическому току. Факт общеизвестный и проверенный. Такое сопротивление бывает обычно у высотных построек и деревьев. Чаще всего именно в них и ударяет молния.

Молниеотвод своими руками

Идея молниеотвода заключается в обустройстве рядом с домом участка минимального сопротивления для того, чтобы разряд молнии проходил по нему, а не по строению.

Если у вас отсутствует на даче молниеотвод — пора задуматься о его сооружении. Самый дешевый и простой способ его изготовления — сделать все самому. Что же для этого нужно знать?

Итак, молниеотвод (громоотвод) есть устройство молниезащиты (грозозащиты), обеспечивающее безопасность здания и жизни людей, находящихся в нем, от разрушительных воздействий, которые могут возникнуть в грозу при прямом попадании молнии.

Это защищенный от коррозии, оголенный проводник — то есть, хорошо проводящий электроток материал как можно большей площади и большего сечения (минимум 50 мм²).

Собирается молниеотвод (громоотвод) из толстой медной проволоки или стальной катанки, труб нужного сечения либо из стальных, алюминиевых, дюралевых стержней различного профиля, уголков, полос и так далее.

Стальные материалы лучше использовать оцинкованные. Так как они менее подвержены воздушному окислению.

Из чего состоит грозозащита: устройство

Молниеотвод (громоотвод) простейшей конструкции состоит из 3 частей:

Молниеприемник.
Токоотвод (спуск).
Заземлитель.

Расскажем о каждом элементе подробнее.

Молниеприемник

Молниеприемник — металлический проводник, закрепляемый на крыше здания либо на отдельной опоре (вышке). Конструктивно делится на три вида: штыревые, тросовые и сетчатые.

При выборе конструкции молниеприемника ориентируйтесь на материал, которым покрыта крыша дома.

1. Штыревое (или стержневое) устройство молниеприемника — это возвышающийся над домом металлический вертикальный стержень (смотрите рисунок ниже).

Подходит для крыши из любого материала, но предпочтительнее все-таки для металлической кровли. Высота штыревого молниеприемника не должна превышать 2 метра. А крепится он либо на отдельно стоящую несущую опору, либо непосредственно на сам дом.

Материалы для изготовления:

Стальная труба (20—25 мм диаметром, со стенкой 2,5 мм толщиной). Ее верхний конец либо расплющивается, либо заваривается под конус. Можно также изготовить и приварить к верхнему краю трубы специальную заглушку в виде иглы.
Стальная проволока (8—14 мм). Причем токоотвод должен быть точно такого же диаметра.
Любой стальной профиль (например, уголок или полосовая сталь не менее 4 мм в толщину и 25 мм в ширину).

Главное условие для всех этих стальных материалов — сечение минимум 50 мм².

2. Тросовое устройство молниеприемника — это натянутый по коньку на высоте до 0,5 м от крыши трос с минимальным сечением 35 мм² или проволока.

Обыкновенно применяется стальной оцинкованный канат. Данный вид молниеприемника подходит для деревянных либо шиферных крыш.

Закрепляется он на двух (1-2 метра) опорах из дерева, либо металла, но на металлические опоры необходимо установить изоляторы. С токоотводом трос соединяют при помощи плашечных зажимов.

3. Сетчатое устройство системы молниеприемника — это проложенная над крышей сетка толщиной 6—8 мм. Эта конструкция самая сложная по исполнению. Применяется для крыш, покрытых черепицей.

4. Ну и совсем редко используется покрывное устройство молниезащиты — это когда в качестве молниеприемников выступают металлические конструктивные элементы самого дома (кровля, фермы, ограждение крыши, водосточная труба).

Все рассмотренные конструкции молниеприемников надежно соединяются при помощи сварки с токоотводом и через токоотвод с заземлителем одно- или двухбоковым сварным швом минимум 100 мм в длину.

Токоотвод

Токоотвод (спуск) — средняя часть молниеотвода, представляющая собой металлический проводник с минимальным сечением для стали 50, для меди 16 и для алюминия 25 мм в квадрате.

Главное предназначение токоотвода — это обеспечение прохождения разрядного тока от молниеприемника к заземлителю.

Идеальный путь для прохождения электротока — кратчайшая прямая, направленная строго вниз. Избегайте при монтаже молниеотвода поворотов под острым углом. Это чревато возникновением искрового разряда между близкорасположенными участками токоотвода, что приведет к неизбежному воспламенению.

Самый ходовой материал для токоотвода — неизолированная стальная проволока-катанка или полоса. Его проводят только по несгораемым поверхностям. На горючие стены следует устанавливать металлические скобки, которые сами будучи в контакте с горючей поверхностью защитят токоотвод.

Минимальное расстояние от стены до токоотвода 15-20 см.

Надо проложить его так, чтобы не было точек соприкосновения с такими элементами дома, как крыльцо, входная дверь, окно, металлические гаражные ворота.

Мы знаем, что соединять части молниеотвода лучше сваркой, но если это невозможно, допускается сопряжение токоотвода с заземлителем и молниеприемником при помощи трех заклепок или двух болтов. Длина наложения токоотвода на другие части системы при заклепочном соединении равна 150, а при болтовом — 120 мм.

Конец не оцинкованной проволоки-катанки и место крепления проволочного токоотвода к стальным деталям для обеспечения надежного контакта нужно зачистить, а оцинкованную достаточно отмыть от пыли и грязи. Затем на конце проволоки делают петельку либо крючок, ставят с обеих сторон шайбы и как можно сильнее стягивают все это болтом.

Места соединения (если это не сварка) к тому же нужно обмотать в несколько слоев изолентой, затем грубой тканью, поверх перекрутить толстой ниткой и покрыть все краской.

Для улучшения контакта можно обработать концы проволоки оловом и спаять.

Заземлитель

Заземлитель (заземляющие электроды) — находящаяся в земле, нижняя часть молниеотвода, обеспечивающая надежный контакт токоотвода с грунтом.

Как правильно обустроить заземление, описано в ГОСТах и СНИПах, но для самого простого варианта достаточно не менее одного метра от края фундамента и не ближе 5 метров от входа в здание закопать П-образную конструкцию из металлических проводников.

С задачей способен справиться обычный контур заземления (его делают для бытовых электроприборов).

Это 3 забитые и закопанные в землю электрода, соединенные между собой на одинаковом расстоянии горизонтальными заземлителями. Закапывать заземляющую конструкцию следует ниже максимального уровня промерзания почвы. От 0,5 до 0,8 метра в глубину.

Для заземлителя берут прокатную сталь сечением 80 мм, реже медь сечением 5о мм в квадрате. Вертикальные заземляющие электроды бывают 2-3 метра в длину, но чем ближе уровень грунтовых вод, тем они короче.

Если почва на вашей даче постоянно находится во влажном состоянии, то достаточно будет и метрового или полуметрового штыря.

На какую глубину забивать и какое количество электродов будет необходимо можно узнать в энергослужбе по месту проживания.

Нужно помнить, что качество заземления зависит от размера площади контакта заземлителя с почвой и удельного сопротивления самого грунта.

Заземлитель для молниеотвода нужен отдельный, не следует заземлять молниеприемник на бытовой контур. Категорически не советуем экспериментировать. Чревато последствиями.

Предлагаем посмотреть видео с наглядной схемой монтажа молниезащиты:

Согласно нормативным документам, для частных жилых домов установка систем молниезащиты необязательна. И только вам решать вопрос о целесообразности монтажа молниеотвода (громоотвода) на даче. Надеемся, что статья поможет принять правильное решение.

Источник

Молния — чудовищное по своей разрушительной мощи явление. Сила тока в заряде, разрывающем грозовое небо всего на доли секунды, достигает полумиллиона ампер, а напряжение исчисляется десятками и сотнями миллионов вольт. Все, во что бы ни попала молния, за исключением металла и других проводников, мгновенно нагревается и, если достигает критической температуры, загорается. Чтобы этого не произошло, необходимо отвести молнию от здания или другого объекта в землю, для чего нужен громоотвод, токоприемник и заземляющий контур.

Высотные дома, административные и коммерческие здания, цеха заводов, телевышки, памятники — все эти сооружения обязательно оснащают молниезащитой, чтобы избежать их повреждения. С частными домами ситуация совсем иная — коттеджи или дачи с установленными громоотводами встречаются редко. Причины у этого разные. Кто-то из владельцев уверен, что громоотвод, наоборот, притянет молнию; кто-то считает, что его защищает вышка сотовой связи, установленная в километре от коттеджа; кто-то просто экономит в уверенности, что вероятность удара молнии в дом слишком мала. Давайте разберемся, что из этого правда, и когда молниезащита на частном доме нужна, а когда без нее можно обойтись.

Нужен ли громоотвод на крыше частного дома?

С точки зрения безопасности, громоотвод нужен всегда — даже если вероятность попадания молнии мизерная, молниезащита и заземление снизят ее еще больше. То есть хуже точно не будет. Вот только цена молниеотвода с монтажом начинается от 30 000 рублей, и далеко не каждый готов потратить эти деньги на снижение вероятности удара молнии на тысячные доли процента. Поэтому обычно отдельно говорят о ситуациях, в которых устройство молниезащиты обязательно, а отдельно — о случаях, когда установка громоотвода — всего лишь рекомендация.

Молниезащита кровли обязательно нужна:

когда дом находится в коттеджном поселке, деревне, городском частном секторе или стоит обособлено и вблизи нет высотных зданий;
при перекрытии кровли любыми видами металлических покрытий, включая профнастил и металлочерепицу;
когда дом построен на возвышенности или под ним есть грунтовые воды неглубокого залегания;
если в здании много работающей электроники или установлено мощное оборудование.

При выполнении любого из этих условий необходимость монтажа молниезащиты — не вопрос для обсуждений, поскольку риск довольно велик. И он тем выше, чем южнее построен дом: в южных регионах грозы бывают значительно чаще, чем в северных, следовательно, и вероятность попадания молнии в дом возрастает. На карте ниже хорошо видно, как количество дней с грозами при движении на юг увеличивается с несколькими очагами возле горных хребтов.

Конечно, заставить вас установить громоотвод на доме никто не может — это могут официально требовать только для общественных, многоквартирных, коммерческих и производственных зданий. Если речь идет о частном доме, молниезащиту оставляют на усмотрение владельца. Но не сделать громоотвод в частном доме в такой ситуации все равно, что не обработать огнезащитой деревянный брус для каркасного дома и сделать в нем закрытую проводку.

Совсем другое дело, когда ваш дом:

Находится в непосредственной близости от господствующей высоты: вышки сотовой связи, водонапорной башни, высотных зданий. Но учитывайте, что непосредственная близость — это не километр и даже не 500 метров. Это когда самая дальняя точка дома расположена не более чем в 1,2×h от высотного объекта, где h — его высота. То есть при высоте базовой станции в 100 м, каждый уголок вашего дома должен попадать в конус с вершиной в самой высокой точке вышки и с основанием радиусом 120 м.
Построен в лесу с высокими деревьями. Радиуса защиты от одного дерева, если это не секвойя, не хватит, чтобы перекрыть весь дом, но деревьев в лесу очень много. Иногда для лучшей защиты на вершину самого высокого дерева вблизи дома крепят громоотвод.
Расположен в районе, где грозы бывают редко. Если в числах, то это районы со средней за год продолжительностью гроз до 20 часов. На карте выше это красная и розовая зона.

Во всех этих ситуациях риск попадания молнии очень незначителен, поэтому многие владельцы домов не делают молниезащиту, полагаясь на случай. С одной стороны, вероятность действительно низкая. С другой стороны, потери, если «что-то пойдет не так» будут очень велики: даже если дом не загорится, то вся электроника, включая блоки управления котлов отопления, в нем точно сгорит. Насколько такая экономия оправдана, каждый владелец дома решает для себя сам.

Молния непредсказуема, пусть и редко, но она может ударить в здание, защищенное господствующей высотой.

Как работает молниезащита, и почему она эффективна

Громоотвод на крыше дома эффективно защищает его от попадания молнии. Но как так происходит? Почему тонкий металлический штырь, соединенный с заземлением, способен противостоять разрядам мощностью в миллионы киловатт? Чтобы понять, как работает громоотвод, нужно понимать, откуда вообще появляются молнии, и почему в одних местах они бьют в сотни раз чаще, чем в других.

Рождение молнии и «выбор» цели

Во время дождя в грозовых облаках создается электрическое поле. Положительные заряды в облаке перемещаются вверх, а отрицательные скапливаются на его нижней границе. Если поле достаточно сильное, то оно вызывает лавинообразную ионизацию воздуха, из-за чего у поверхности земли накапливается положительный заряд. В результате напряженность между землей и облаками начинает расти до тех пор, пока не достигает критических значений. Именно в этот момент происходит разряд — молния. Иногда молния может ударить из верхних слоев облаков, тогда она будет притягиваться к отрицательно заряженным объектам. Но это бывает редко.

Разряд всегда происходит там, где наибольшая напряженность. То есть в зоне риска высокие объекты, поскольку между ними и облаками меньше расстояние, и любые места, около которых легко накапливаются положительные заряды: водоемы, металлические конструкции, линии электропередач.

Тем не менее, точно предсказать, где и когда ударит молния, невозможно. Известно только, что молния продвигается по ионному каналу между облаками и объектом-целью, и после удара этот канал исчезает не сразу. Поэтому если в грозовых облаках скопился большой заряд, молния может попасть в одно и то же место несколько раз. При этом согласно исследованию, проведенному физиками из университета Аризоны, с вероятностью 67% вторая молния ударит в радиусе нескольких десятков метров от места первого удара.

И хотя предугадать точное место появления молнии нельзя, можно защитить все сооружения в зоне риска с помощью громоотвода.

Устройство молниезащиты здания: разбираемся в деталях

Молниезащита частного дома — несложная система, которая традиционно состоит из трех элементов:

громоотвод на крыше или, как его правильно называть, — молниеприемник;
токоотвод или заземляющий проводник;
заземление дома.

В последние 15-20 лет в молниезащиту дома стали включать еще и четвертый элемент — защиту электросети дома от скачков напряжения и импульсных помех. Это не обязательное, но желательное дополнение к системе, которое позволяет избежать повреждения чувствительной электроники из-за молнии, ударившей не только в молниеприемник на крыше дома, но и просто в 1-2 км от здания.

Базовая схема системы молниезащиты частного дома

Молниезащита дома должна заставить молнию обойти здание и скользнуть по проводнику в землю, не причинив вреда. Это ее основная задача. Но есть и дополнительная: молниезащита сооружений в принципе снижает вероятность попадания разряда в здания за счет уменьшения напряженности около молниеприемника.

Молниеприемник

Громоотвод — первый элемент молниезащиты, задача которого — «встретить» молнию и не дать ей ударить по незащищенной крыше. Молниеприемник ставят в самой уязвимой части дома: на фронтоне, щипцах, башенках, совмещают с флюгером. Громоотвод для дачного дома обычно просто крепят в самой высокой точке фронтона по центру конька. Молниеприемник на большом коттедже либо делают в виде троса, натянутого между металлическими стержнями по длине крыши, либо ставят повыше — на специальной мачте высотой несколько метров.

Принцип работы молниеприемника прост. Это острый проводник, из-за чего напряженность поля около него очень велика. Сильное электрическое поле приводит к появлению коронного заряда около острия громоотвода, который вызывает сильную ионизацию окружающего воздуха. В результате напряженность между землей и нижним краем облаков в точке, где установлен молниеприемник, снижается и, следовательно, уменьшается вероятность удара молнии. Впрочем, при большой высоте дома эффект разрядки очень незначительный, но коронный заряд все равно позволяет перехватить молнию на подлете и заставить ее пойти через громоотвод в землю, а не по стропильной системе крыши.

Виды молниезащиты разделяются в зависимости от типа молниеприемника, который используется в системе:

Металлический штырь. Самый распространенный и самый старый вид громоотвода. Как правило, это стальной металлический стержень длиной от 0,5 до 4 м и диаметром 10-12 мм. Медь для изготовления штыревого громоотвода подходит лучше, но в этом случае всю молниезащиту придется делать из медных прутков и пластин, а это дорого.
Тросовый молниеприемник. Это стальной трос диаметром от 10 мм, который натягивают вдоль конька кровли и ее верхних изломов. Такой громоотвод делают на крышах сложной формы и большой площади, поскольку высота штыревого молниеприемника недостаточна, чтобы обеспечить надежную защиту всего здания.
Сетчатый молниеприемник. Этот вид молниезащиты используют на больших коммерческих и общественных зданиях. В этом случае сразу несколько молниеприемников устанавливают в уязвимых частях кровли и соединяют друг с другом тросами. Получается токопроводящая сетка, которая защищает всю крышу здания.

Независимо от вида молниеприемника, критически важно качество его соединения с токоотводом. Помните: через этот узел будут проходить миллионы вольт, поэтому любые огрехи при креплении могут привести к расплавлению соединения со всеми вытекающими последствиями.

Токоотвод

Токоотвод — это обычный проводник из стали или меди диаметром 6-10 мм. Его задача — безопасно доставить заряд к заземляющему контуру. Крепят токоотвод к молниеприемнику сваркой или специальным болтовым соединением, а вот к заземляющему контуру его обязательно приваривают.

Место соединения стержня токоотвода и пластины заземляющего контура

Для большей безопасности токоотвод спускают с крыши вдоль глухой стены, по возможности с противоположной стороны от входа в дом. Если в здании нет глухих стен, токоотвод проводят как можно дальше от окон. При прокладке его крепят так, чтобы провод не касался стен и поверхности кровли. При этом количество изгибов токоотвода должно быть минимальным. В идеале их должно быть всего два: поворот при спуске провода с крыши и поворот у земли для соединения с заземляющим контуром.

Заземление

Заземляющий контур нужен для рассеивания энергии молнии в грунте. Обычно это три проводника, выстроенные в линию и соединенные в один контур четвертым горизонтальным проводником. Всю эту конструкцию закапывают подальше от дома, например, у забора.

Иногда токоотвод подключают к уже готовому заземляющему контуру здания. Это ошибка. Если использовать общее заземление, частный дом вместо надежной защиты может получить дополнительный фактор риска. Дело в том, что энергия разряда молнии настолько большая, что она не сразу рассеивается в грунте. И за эти несколько секунд электроприборы, заземленные на тот же контур, могут сильно пострадать. Поэтому заземление дома и контур для молниезащиты не просто нельзя совмещать, их еще желательно расположить с разных сторон дома как можно дальше друг от друга.

Контур заземления может быть не только линейным, но и треугольным. Особой разницы между такими конструкциями по эффективности нет. Вопрос скорее в удобстве монтажа: треугольный контур делают в тех случаях, когда нет возможности вырыть длинную траншею. Схема подключения заземления в доме в обоих случаях приведена ниже.

Защита электросети дома

В большинстве частных домов уже стоит защита от перенапряжения, короткого замыкания и других ненормальных режимов работы электросети. Поэтому защита от молнии обычно сводится к установке только одного класса оборудования — устройств защиты от импульсных помех (УЗИП) или разрядников.

В отличие от обычного реле перенапряжения, УЗИП не сработает от перепада 10, 50 или 100 В. Его задача спасти электросеть от катастрофического повышения напряжения при ударе молнией либо в сам дом, либо рядом с ним, либо рядом с воздушной линией, от которой запитан ваш коттедж. В такой ситуации напряжение в сети может за доли секунды вырасти до нескольких тысяч вольт, что выведет из строя всю технику, если она не спрятана за УЗИП. Простое реле перенапряжения мало поможет при таком скачке напряжения — оно, скорее, само расплавится и сгорит вместе с остальным оборудованием.

Чтобы обеспечить надежную защиту, разрядники монтируются в три уровня:

Модуль первого класса ставят на вводном щите в дом, и он гасит основной разряд.
Модуль второго класса устанавливают в распределительном щитке в доме, и он берет на себя остаточный импульс.
Модуль третьего класса ставят для конкретного потребителя. Обычно это чувствительная электроника или критически важное для жизни оборудование, к примеру, аппараты искусственной вентиляции легких в медицинских центрах.

Для удешевления системы можно использовать только УЗИП второго класса. Но без фильтра в виде разрядника первого класса он может сгореть.

Как сделать громоотвод в доме

Если вы умеете работать со сварочным аппаратом, то вы легко сможете сделать громоотвод своими руками. Провести токоотвод и сделать заземление также несложно. Единственное, где лучше прибегнуть к помощи специалиста — это установка УЗИП в щитки дома.

Простейший молниеотвод можно сделать из куска арматуры диаметром 10 мм и более и длиной 2-6 м. Штырь нужно заострить сверху болгаркой и прикрепить к трубе или фронтону хомутами либо анкерными болтами. Второй вариант громоотвода — это заваренная по краям стальная труба 3/4˝. Главное, чтобы сварка была качественной. Самостоятельное изготовление молниеотвода позволяет сэкономить на устройстве молниезащиты 60-100$ — именно по такой цене можно купить громоотвод промышленного производства.

Токоотвод делают из стального прута диаметром 10 мм. Понятно, что такую трассу придется делать из отдельных частей, сваривая их между собой или скрепляя специальными переходниками. Это неизбежно, но необходимо продумать путь токоотвода так, чтобы соединений прутков было как можно меньше. Прут лучше заказать уже согнутый, чтобы не сгибать его подручными средствами.

При монтаже токоотвода используют держатели, можно металлические, но лучше их композитного непроводящего материала. Чтобы не было пробоя, токоотвод прокладывают не менее чем в 30 см от любых металлических элементов: водостоков, оконных решеток, отливов.

Последний этап — это устройство заземляющего контура. Делается он по такому же принципу, что и заземление в частном доме:

вдали от дорожек и крыльца выкапывается траншея глубиной 2 м;
в дно траншеи вбиваются вертикально три стальных уголка 40×40 мм на расстоянии 1,5-2 м друг от друга;
поверх уголков приваривают стальную полосу толщиной 5 мм и более;
к стальной полосе приваривают токоотвод;
контур заземления для молниезащиты закапывают, при этом он должен быть не менее чем в метре от поверхности.

Так как сделать заземление в доме линейного типа не всегда возможно, контур часто замыкают в форме равностороннего треугольника. Независимо от формы контура токоотвод к нему приваривают так, чтобы соединение возвышалось над уровнем земли минимум на 25 см.

При монтаже молниезащиты здания важно помнить четыре правила:

Нельзя красить ни молниеприемник, ни токоотвод, ни заземляющие стержни, иначе молниезащита просто не будет работать.
Тщательно проверяйте все соединения и не один раз — через них будет проходить заряд в миллионы вольт.
Старайтесь не использовать разнородные материалы: в месте соединения стали с медью со временем начнется электрохимическая коррозия, которая сильно увеличит сопротивление на этом участке.
Контролируйте влажность грунта около заземляющего контура. В засушливые дни песчаные и супесчаные грунты нужно периодически проливать водой, поскольку в сухом песке заземление теряет эффективность.

Кроме того, не забывайте о правилах работы на высоте: всегда используйте страховку, никогда не ходите по кровле непривязанные и не работайте на крыше в очень жаркие дни.

Подведем итоги

Молниезащита — эффективный способ застраховать себя от попадания молнии в дом. Хотя громоотвод на кровле не дает 100% защиты, он на порядки снижает вероятность получить негативные последствия при ударе молнии.

Устанавливать молниезащиту лучше на всех зданиях, но есть ситуации, в которых это сделать просто необходимо. Например, когда дом стоит особняком в поле или построен на земле, где грунтовые воды подходят близко к поверхности.

Задача молниезащиты — уменьшить вероятность попадания молнии в дом, а если это все же произошло — увести разряд в землю так, чтобы он не повредил строение. Чтобы выполнить эту задачу, в систему молниезащиты входит молниеприемник, который «ловит» разряд, токоотвод, по которому разряд перемещается, и заземляющий контур, который рассеивает молнию в грунте.

Все работы по устройству молниезащиты легко сделать своими руками, включая изготовление громоотвода из арматуры или стальной трубы. Но для этого вам нужно уметь хорошо работать со сварочным аппаратом, поскольку от качества сварных швов прямо зависит надежность защиты.

Будьте в курсе!

Подпишитесь на новостную рассылку

Источник