Молниезащита заземление

Система молниезащиты

Система внешней защиты от молний состоит из молниеприемника, токоотвода и заземления. Она служит первым барьером защиты от прямых ударов молнии, которые могут вызвать пожар или разрушение здания, а также привести к травмированию или гибели находящих в нем людей.

Внешняя молниезащита: принцип работы и особенности проектирования

Во внешней молниезащите молниеприемник – перехватывает прямые удары молнии и обеспечивает проводящий отвод энергии разряда в токоотвод, который переводит ее в заземление. Оно предназначено для того, чтобы безопасно распределить ток в земле так, чтобы не образовывались искры и не возникали пробои в других электропроводках.

При проектировании системы внешней молниезащиты необходимо учесть несколько факторов:

Прогнозируемая плотность ударов молнии в землю на данной территории

Этот параметр обозначается как N_G и указывает, какое количество ударов молнии в год приходится на 1 квадратный километр в данной области. Плотность ударов молнии в землю определяют на основе метеорологических наблюдений по Украине:

Ветровая нагрузка

При составлении проекта внешней молниезащиты в обязательном порядке учитывается ветровая нагрузка на здание и находящееся на нем оборудование. В том числе важно учесть силу воздействия ветра на вертикальные молниеприемники. Чтобы они могли выдержать сильные ветровые нагрузки, важно правильно подобрать их конструкцию и усилить устойчивой опорой. При расчете пиковой скорости ветра берется в учет высота расположения молниеприемника и то, в какой ветровой зоне он будет установлен: 

Проектирование мест размещения молниеприемников

При составлении проекта мест размещения молниеприемников оцениваются все элементы строения, нуждающиеся в защите от ударов молний. К ним относится кровля и все находящиеся на ней надстройки: дымоотводы, вентиляционное оборудование, антенны и пр. При этом важно помнить, что молниеприемники обязательно нужно разместить по всем выступающим углам и по краям кровли.

При определении мест размещения молниеприемников можно применять один или несколько методов: защитного угла, сетки, катящейся сферы. Вне зависимости от выбранного метода, проект должен быть составлен так, чтобы все здание, включая кровлю и находящиеся на ней конструкции, должны находиться в защищаемой зоне. Для оптимального растекания тока отдельно стоящие молниеприемники должны соединяться между собой на уровне кровли.

Также молниепримники могут монтироваться на стены строения с помощью как минимум двух кронштейнов DJS. При настенном креплении важно придерживаться следующих правил:

·      Располагать верхнее крепление не ниже 50 см от уровня кровли;

·      При высоте молниеприемника более 4 м верхнее крепление располагают на уровне 0,7-1,0 м от уровня кровли, но при этом оно не должно быть ближе 20 см от верхнего края здания.

·      Нижнее крепление необходимо разместить на высоте 15 см от нижнего края молниеприемника.

·      Если молниеприемник имеет длину свыше 6 м, потребуется третья точка крепления. Ее нужно разместить на 15 см ниже верхнего кронштейна.

Заземление в системе молниезащиты

Прямой удар молнии несет разряд тока силой несколько сотен ампер, поэтому он может иметь разрушительные последствия для зданий и находящихся в них людей. Но даже непрямые удары молнии вызывают сильные скачки напряжения, которые могут стать причиной необратимых поломок электрических и электронных систем здания, пожара или поражения людей током. Чтобы обеспечить полную защиту от негативных последствий разрядов молний, необходимо использовать внешнюю и внутреннюю систему молниезащиты с качественным заземлением.

Правильная организация внешнего заземления

Избыточный ток всегда идет по пути наименьшего сопротивления. Поскольку земля является лучшим проводником тока, система заземления обеспечивает альтернативный путь протекания токов утечки в земле. Она состоит из заглубленных в землю токопроводящих элементов, которые также могут быть заглублены в другую среду, хорошо проводящую ток и имеющую электрический контакт с землей.

Заземление внешней молниезащиты имеет несколько задач:

·      эффективный отвод тока молнии от токоприемника в землю;

·      выравнивание потенциалов между токоотводами;

·      управление возникающими рядом со стенами здания потенциалами напряжения.

Для выполнения поставленных задач заземлитель внешней молниезащиты должен быть соединен со всеми заземляющими контурами в единую заземляющую систему здания, даже если контуры установлены обособлено.

Внутренняя защита от перенапряжений

Внешняя система молниезащиты при прямом ударе молнии должна успешно справляться с токами до 200 кА. Однако на практике доказано, что даже правильно система внешнего молниеотвода позволяет отвести в заземление только 50% энергии молнии. Остальная часть проникает внутрь здания различными путями: по металлическим трубам (около 35%), линия электропитания (10%), линиям передачи данных (5%).

Поэтому при организации системы защиты от молний необходимо организовать две схемы защиты: качественное заземление и защиту от импульсных перенапряжений. Двумя обязательными компонентами внутренней молниезащиты являются устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) и система выравнивания потенциалов (СИП), которые используются совместно.

Принцип работы системы выравнивания потенциалов

Основная функция электрического соединения СИП – в момент удара молнии привести все токоведущие части в здании к одному потенциалу напряжения. При наличии СИП разность потенциалов на всех токоведущих частях строения в момент удара молнии будет практически равна нулю, что позволит избежать опасности для жизни человека и повреждений электрооборудования.

Для защиты от импульсных перенапряжений все находящиеся под напряжением проводники в обязательном порядке соединяются с шиной выравнивания потенциалов или через УЗИП с заземляющей шиной. Согласно правил и независимо от наличия внешней молниезащиты, в электрических установка низкого напряжения УЗИП является обязательным оборудованием.