Блискавка не дарма відноситься до найбільш небезпечних явищ природи. За своєю суттю, вона є величезним електричним розрядом, який виникає в атмосфері. Для блискавки характерна дуже яскравий спалах, в супроводі гучних гуркоту. Її дія нерідко призводить до виходу з ладу всілякого електрообладнання та електронних пристроїв. Блискавка викликає ушкодження будівель, з-за неї часто виникають пожежі, а людей вражає електричний струм.
У зв'язку з тим, що блискавки в природі - досить часте явище, на перший план виходить блискавкозахист будинку та інших будівель від можливих пошкоджень. Для цього розроблені комплексні заходи, щодо запобігання прямого попадання в будівлю електричного заряду.
Головні функції блискавкозахисту
За своїм прямим призначенням захист приватного будинку від блискавок може бути внутрішнім або зовнішнім. Зовнішня функція захисту полягає в перехопленні блискавки з подальшим відведенням в землю електричного заряду. Таким чином, будівля надійно захищається від пошкоджень, а людям, що знаходяться в ньому, стає не страшно ураження струмом.
Внутрішній захист будинку охороняє прилади та обладнання від можливих стрибків напруги, що виникають в мережі. Такі скачки виникають, коли електромагнітне поле змінює свою напруженість в тому місці, куди припав удар блискавки. Для захисту застосовуються спеціальні пристрої, здатні нейтралізувати імпульсні перенапруги.
Зовнішній блискавкозахист будинку розділяється на активну і пасивну. Використання активного захисту почалося порівняно недавно. Однак, вона вже виявила ряд серйозних переваг в порівнянні зі звичайною пасивною схемою блискавкозахисту. Основна відмінність полягає в наявності штанги. Під час грози, він виробляє іонізацію навколишнього простору, тим самим істотно збільшуючи радіус своєї дії. Цей пристрій абсолютно безпечно, для його використання не потрібні додаткові витрати. Слід більш докладно розглянути основні способи захисту від блискавок.
Як захиститися від блискавки
В активній системі захисту установка блискавкоприймача здійснюється вище, ніж один метр, над найвищою частиною будівлі і, практично, не псує його зовнішній вигляд. У підсумку, виходить велика площа, що захищається і незначний витрата матеріалів для влаштування елементів захисту.
Активний захист від блискавок є досить ефективною з економічної точки зору. Вона вимагає меншої кількості близкавковловлюючі і токоотводящий елементів. Дана система відрізняється досить простим монтажем.
Однак, в даний час, більш широко застосовується традиційна пасивна захист. Для її пристрою застосовуються металеві елементи, які використовуються в якості молниеприемников. Їх установка проводиться на дахах і інших, найбільш придатних частинах будинків.
У промислових будівлях. де покрівлі мають дуже велику площу, молніепріемнікі влаштовуються з металевих сіток або тросів. Такі конструкції не підходять для приватних будинків, тому, їх можна детально не розглядати.
У заміських будинках і на дачах найчастіше використовується класична конструкція громовідводу, основою якої є металеві стрижні. У деяких випадках вони можуть комбінуватися з сіткою з металу. Іноді, молніепріемніком може служити сама металевий дах. Щоб блискавка при ударі не пропалила її, товщина покрівельного металу повинна становити від 4 міліметрів і вище.
Величезний практичний досвід використання пасивної блискавкозахисту приватних будинків дозволив здійснити розробку спеціальної технічної документації. Її використання дозволяє точно розрахувати всі параметри захисної системи і витрата матеріалів для будь-якого будинку або дачі. Точні розрахунки забезпечують її довгострокову і надійну роботу.
Монтаж зовнішнього блискавкозахисту
Як недоліки пасивної системи, можна відзначити громіздкість конструкції, яка нерідко псує зовнішній вигляд будинку, високу матеріаломісткість і значно меншу зону покриття в порівнянні з активним варіантом.
Однак, коли інші варіанти є неприйнятними і не можуть бути використані з технічної точки зору, найбільш доцільним буде застосування класичних стрижневих блискавковідводів.
Пристрій стрижневого блискавковідводу
Стрижневі громовідводи ще називаються громовідводами. Класична конструкція включає в себе молниеприемник, токоотвод і заземлювач.
Блискавкоприймач являє собою металевий стрижень, розташований в зоні можливих дій блискавки. Для токоотвода використовується провідник з великим перетином. З його допомогою здійснюється з'єднання молниеприемника і заземлювача. Сам заземлювач виготовляється з одного або декількох провідників, які закопуються в землю.
Всі елементи громовідводи закріплюються і з'єднуються між собою незалежно від самої будівлі. Чим більше висота будинку, тим вище ймовірність удару блискавки. Тому, що захищається повинен мати блискавковідвід, розташований на значній висоті. Іноді захисна конструкція влаштовується біля будівлі, але по висоті вона все одно повинна перевершувати його.
Дана конструкція отримала широке застосування, завдяки простоті і надійності, а також можливості установки практично в будь-яких місцях. Крім громовідводу, в пасивну систему входить заземлення, без якого не будуть виконуватися захисні функції. Його пристрій здійснюється за певними схемами, тому, на заземленні варто зупинитися докладніше.
Влаштування заземлення в системі блискавкозахисту
Основний конструкцією заземлення є заземлюючий контур. Він складається з вертикальних і горизонтальних заземлювачів. Вертикальні заземлювачі мають довжину від 3 до 5 метрів. Однак, при високому питомому опорі грунту, їх розмір може бути набагато більше. Тому, вертикальні заземлювачі виготовляються зі сталевих стрижнів, покритих міддю. Кожен з них має латунну муфту з різьбленням, для того, щоб, при необхідності, зістикувати їх між собою і занурити в грунт на значну глибину, аж до 20 метрів. На великій глибині значення питомої опору грунту залишається незмінним, не залежить від впливу погоди і перепадів температур. Для установки вертикальних конструкцій може використовуватися вібромолот.
Горизонтальні заземлювачі виготовляються зі сталевих смуг або прутків, з перетином 160 мм 2. Все заземлювачі в місцях перетину і з'єднань зварюються внахлест. Нахлест для круглих конструкцій становить не менше двох діаметрів, а плоскі конструкції повинні перехльостували на дві ширини. Особливу увагу слід звертати на безперервність зварювального шва. Щоб уникнути істотних руйнувань від впливу блискавки на кордоні землі і повітря, конструкції заземлювачів необхідно ретельно ізолювати. Ізоляція повинна проводитися на 10 см вище і настільки ж нижче рівня землі. Після ізоляції грунтом, ці місця покриваються емаллю в два шари. Всі місця зварювання піддаються ретельній обробці спеціальним антикорозійним складом.
Надійне з'єднання контуру заземлення та токоотвода здійснюється за допомогою спеціально розроблених електрозажімов, значно прискорюють і спрощують проведення монтажних робіт.
Пристрій внутрішньої блискавкозахисту приватного будинку
Для внутрішнього блискавкозахисту приватного будинку встановлюються спеціальні пристрої для захисту електричних мереж і підключеного до них обладнання. Даний захист необхідна при скачках напруги, що з'являються в результаті удару блискавки. Надмірне напруження в мережі може виникнути як при безпосередньому впливі блискавки, так і під час розтікання заряду, перехопленого системою громовідводу. У цей час змінюється напруженість електромагнітного поля, що викликає в мережі імпульсний струм. При такому перенапруженні можуть вийти з ладу навіть електроприлади, що знаходяться в вимкненому стані, зі шнуром в розетці.
Фактори, що ушкоджують можуть бути різними, тому, внутрішній захист поділяється на такі класи:
- 1-й клас. Ланцюги управління, харчування та сигналізації вживають запобіжних засобів від можливих пошкоджень. Місцем установки є головний введення кабелю.
- 2-й клас. Використовується для страховки першого класу і встановлюється в головному розподільному щиті.
- 3-й клас. Виконує локальні функції по гасінню високочастотних залишкових коливань і перепадів напруги, що не ліквідованих двома першими лініями захисту. Місцем їх установки є розподільні щити допоміжного призначення.
- У комбінованих пристроях поєднуються захисні властивості 1 і 2 класу.
У більшості випадків, щоб забезпечити безпечну експлуатацію електричних мереж, досить встановити захист 1-го класу. Однак, якщо в будинку є дороге або цінне обладнання, то здійснюється додатковий захист, шляхом установки захисних пристроїв 3-го класу безпосередньо перед цим обладнанням. У розподільний щит, що живить ці пристрої, монтується захист 2-го класу.
Таким чином, пристрій блискавкозахисту в сучасних приватних будинках, наповнених дорогою апаратурою, зовсім нелегка справа. Тут не допоможе установка громовідводу, виконана кустарним способом. Для пристрою нормального захисту необхідні кваліфіковані фахівці, здатні провести всі необхідні розрахунки.