Молниеотводы: виды и типы, устройство конструкции, установка

Что такое молниеотвод? Основная информация о них

03 августа 2020

Молниеотвод также именуют грозо- либо молниезащитой. Молниеотвод – это сложная конструкция, которая состоит из молниеприемника, токоотвода, заземления. Функцию заземления выполняет внешний компонент системы.

Схему молниезащиты отличается в зависимости от типа и особенностей здания. Для частных домов, коттеджей она одна, а для зданий промышленного, административного, офисного назначения – другая. Главная её функция – защищать от прямого удара молнии.

В зависимости от количества идентичных молниеприемных компонентов, молниеотводы классифицируют на одиночные, двойные и т. д.

Виды молниеотводов

В зависимости от места и особенностей монтажа, стержневые установки молниеотводов делят на молниеприемные и сборные конструкции. Для монтажа сборных моделей применяют фланцы, кронштейны, специализированные опоры, иногда их выполняют в виде отдельно стоящих конструкций. Такие конструкции называются молниеприемными мачтами, благодаря телескопической конструкции их монтаж максимально упрощен, их устанавливают непосредственно в грунт.

Ещё одной вариацией молниеотвода является тросовая. Конструктивно такой вид молниеотводов представляет собой трос, соединяющие отдельные опоры. Контур варьируется, бывает замкнутым. Наиболее простой моделью такого молниеотвода для частных домов и дач является не трос, а проводник радиусом до 1 см. Он изготавливается из алюминия, стали либо меди и монтируется на расстоянии 2 и более см от конька. Концы же выводятся за крайние точки на расстоянии на расстоянии около 3 см и загибаются вверх.

Особенности устройства молниеотвода

Устройство молниеотвода предусматривает несколько ключевых компонентов. Речь идёт о молниеприемнике, токоотводящем устройстве, заземлении, которые скомбинированы между собой.

устройство молниеотвода

Стержневые приемники молнии заостряют на конце. В них и ударяет молния во время грозы. Наиболее часто эта разновидность молниеотводов встречается в форме медных штырей с диаметром 0,15 см. Их располагают достаточно высоко, но делают это таким образом, чтобы избежать излишнего притяжения электрических разрядов молнии. Стержневые молниеотводы наиболее привлекательны с эстетической точки зрения, в отличие от тросовых моделей. К недостаткам же относят небольшой радиус защиты участка. От высоты металлического штыря зависит и площадь защищенной территории.

Тросовые приемники без проблем справляются с защитой больших участков, чего не скажешь о стержневых моделях. Тросовая конструкция применяется в устройствах линий электропередач. Здесь вместо металлического штыря используется трос, соединенный с оставшимися элементами с помощью болтов.

Бывают и сетчатые молниеприемники, которые представляют собой обычную металлическую сетку, установленную на крыше дома.

Следующим компонентом системы отведения молнии является токоотвод, в состав которого входят толстые алюминиевые или медные провода. Данные провода прикреплены к приемнику молнии и заземляющему контуру с помощью специальных муфт. Для крепления токоотвода на стене применяют пластиковый крепеж. Конструкцию обязательно защищают от пагубного воздействия окружающей среды, используя пластиковые кабель-каналы.

Сами же болтовые соединения должны соответствовать нормативам ГОСТ 7798-70, а башня производится из высококачественной стали. Ниши под болты просверливают либо продавливают. Конструкцию подбирают и комплектуют в соответствии с будущими эксплуатационными условиями, с учетом площади и типа объекта, ветровых нагрузок, расположения на участке по отношению к другим сооружениям.

Заземление

Основные элементы заземления находятся в грунте. Заземлитель состоит из металлических стержней, сваренных между собой, либо скрепленных болтами.

Заземление системы отведения молнии является важной частью всей конструкции. Этот заземляющий контур аналогичен устройству заземления дома. Критически важно, чтобы между разными контурами заземления не было контакта. В противном случае возможен выход из строя электроприборов во время грозы, также вероятно возгорание отдельных элементов конструкции дома.

Классификация степеней надежности защиты

Молниезащита создает вокруг себя зону, где вероятность прямого разряда молнии минимальна. Систему обустраивают, рассчитывая зоны молниезащиты с учетом высоты нахождения наивысшей точки молниеотвода и оптимальной степени надежности в заданных условиях эксплуатации.

По степени надежности молниеотводы классифицируют на несколько категорий:

1) Категория А. Такие молниеотводы с вероятностью более 99,5 % перехватят прямой удар молнии в момент грозы.

2) Категория Б. Молниеотводы этой категории гарантируют перехват молнии с вероятностью от 95 до 99,5 %.

Расчет и установка молниеотвода

При выборе молниеотвода применяют специальное программное обеспечение, которое вычисляет возможность прорыва молнии и определяет оптимальную защиту с учетом габаритов здания, планировки кровли и других особенностей строения. В зависимости от результатов расчетов, возможна различная конфигурация молниеотводов.

Иногда, в связи с простотой конфигурации объекта, возможна установка молниеотвода простейшей конструкции. Речь идёт об одиночных, двойных тросовых моделях с отличающимися зонами защиты.

Уровень защищенности объекта считается достаточным, когда установлен молниеотвод требуемых размеров и конфигурации – в полном соответствии с предварительными расчетами.

В качестве примера рассмотрим однократную стержневую молниезащиту. Её зона безопасности ограничена внутренним объемом конуса, а его вершина и верхушка молниеотвода совпадают. Форма основания круглая, а её радиус для зоны А рассчитывают по формуле:

r = (1,1 — 0,002 h) h,

В этой формуле под r нужно понимать радиус основания, а под h – высоту молниеотвода.

Зону Б просчитывают уже по другой формуле: r = 1,5 h.

Учитывают и высоту объекта h0, который находится в зоне безопасности, созданной молниеотводом высоты h. Расчет производят по следующей формуле:

Зона А: h0 = 0,85 h; радиус объекта: r0 = (1,1 — 0,002 h) (h — h0 / 0,85).

Зона Б: h0 = 0,92 h, радиус объекта: r0 =1,5 (h — h0 / 0,92).

С учетом высоты зданий, которые уже имеются на участке, рассчитывают нужную высоту молниеотвода:

h = (r0 + 1,63 h0) / 1,5.

ПРИМЕЧАНИЕ: двойные модели рассчитываются по другой формуле.

При расчете зоны молниезащиты принимается во внимание высота молниеотводов h, удаленность между точками их монтажа, высота объектов, которые расположены на территории.

Формула для расчетов многократного молниеотвода отличается. Если они имеют большую площадь покрытия, нужно учитывать парные точки, расположенные рядом.

Формула, по которой рассчитывают тросовую молниезащиту, выглядит следующим образом:

H = h0-(0,14+5*10-4h)(L-h);

L – колеблется в пределах от h до 2h.

При расчете тросового молниеотвода учитывают три важных параметра: удаленность между точками фиксации, высота опор, уровень провисания в центральной части троса.

Благодаря грамотному расчету зон молниезащиты обеспечивается максимальная безопасность и сохранность объектов.

Преимущества молниеотводов

Типовые молниеотводы, которые имеют граненые опоры, востребованы благодаря высоким показателям эффективности защиты от молнии. К другим преимуществам таких конструкций относятся:

  • Простота монтажа и дальнейшего обслуживания.
  • Большой ассортимент моделей, благодаря чему удается подобрать оптимальный вариант с учетом эксплуатационных условий и дислокации.
  • Молниеотводы могут, помимо защитных функций, выполнять и другие задачи. К примеру, освещать дорожное полотно, тротуары, парковки и другие площадки.
  • Благодаря антикоррозийному покрытию они без проблем справляются с негативным воздействием окружающей среды, а прочность фиксации обеспечивается с помощью фланцев. Конструкции без проблем справляются с ветровой нагрузкой, величина которой зависит от дислокации объекта.
  • Длительный эксплуатационный ресурс.
  • Привлекательный внешний вид.
  • Легкость совмещения молниеотвода и осветительной арматуры.
  • Молниеотводы выдерживают порывы ветра, подходят для размещения в районах с повышенной ветровой нагрузкой.

Без применения молниеотводов не обходится практически ни одно здание независимо от его предназначения и особенностей эксплуатации. Правильность же подбора и монтажа такого устройства напрямую влияет на уровень безопасности.