Ochrona odgromowa w domu:

Piorun nie na próżno jest jednym z najniebezpieczniejszych zjawisk natury. W swej istocie jest to ogromne wyładowanie elektryczne występujące w atmosferze. Błyskawica charakteryzuje się bardzo jasnym błyskiem, któremu towarzyszą grzmoty. Jego działanie często prowadzi do awarii wszelkiego rodzaju sprzętu elektrycznego i elektronicznego. Pioruny powodują zniszczenia budynków, często powodują pożary, a ludzi porażają prądem.

Ze względu na to, że wyładowania atmosferyczne w przyrodzie są zjawiskiem dość powszechnym, na pierwszy plan wysuwa się ochrona odgromowa domu i innych budynków przed możliwymi uszkodzeniami. W tym celu opracowano kompleksowe środki zapobiegające bezpośredniemu kontaktowi z powstawaniem ładunku elektrycznego.

Główne funkcje ochrony odgromowej

Zgodnie z przeznaczeniem ochrona prywatnego domu przed piorunami może być wewnętrzna lub zewnętrzna. Zewnętrzną funkcją ochrony jest przechwytywanie piorunów, a następnie odprowadzanie ładunku elektrycznego do ziemi. W ten sposób budynek jest niezawodnie chroniony przed uszkodzeniami, a przebywający w nim ludzie nie boją się porażenia prądem.

Ochrona wewnętrzna Domy zabezpiecza urządzenia i sprzęt przed ewentualnymi przepięciami występującymi w sieci. Skoki takie powstają, gdy pole elektromagnetyczne zmienia swoje natężenie w miejscu uderzenia pioruna. W celu ochrony stosuje się specjalne urządzenia, które mogą neutralizować napięcia udarowe.

Zewnętrzna ochrona odgromowa w domu dzielimy na aktywne i pasywne. Stosowanie ochrony czynnej rozpoczęło się stosunkowo niedawno. Jednak ujawnił już szereg znaczących zalet w porównaniu z konwencjonalnym pasywnym systemem ochrony odgromowej. Główną różnicą jest obecność piorunochronu. Podczas burzy wytwarza jonizację otaczającej przestrzeni, znacznie zwiększając w ten sposób promień swojego działania. To urządzenie całkowicie bezpieczny, jego użytkowanie nie wiąże się z żadnymi dodatkowymi kosztami. Konieczne jest bardziej szczegółowe rozważenie głównych metod ochrony przed piorunami.

Jak uchronić się przed piorunami

W systemie ochrony czynnej piorunochron montowany jest wyżej niż metr nad najwyższą częścią budynku i praktycznie go nie uszkadza wygląd. W rezultacie uzyskuje się duży obszar chroniony i niewielkie zużycie materiałów do montażu elementów ochronnych.

Aktywna ochrona odgromowa jest dość skuteczna z ekonomicznego punktu widzenia. Wymaga mniejszej liczby elementów odbierających piorun i przewodzących prąd. Ten system ma dość prostą instalację.

Jednak obecnie szerzej stosowana jest tradycyjna ochrona bierna. Do jego urządzenia stosuje się elementy metalowe, które służą jako piorunochrony. Ich montaż odbywa się na dachach i innych najbardziej odpowiednich częściach domów.

Tam, gdzie dachy mają bardzo dużą powierzchnię, układa się piorunochrony siatki metalowe lub liny. Takie projekty nie nadają się do domów prywatnych, dlatego nie można ich szczegółowo rozpatrywać.

W domy wiejskie a na daczach najczęściej stosuje się klasyczną konstrukcję piorunochronu, której podstawą są metalowe pręty. W niektórych przypadkach można je połączyć z metalową siatką. Czasami może sam służyć jako piorunochron metalowy dach. Aby piorun nie spalił go po uderzeniu, grubość pokrycia dachowego powinna wynosić od 4 milimetrów i więcej.

Ogromny praktyczne doświadczenie zastosowanie pasywnej ochrony odgromowej domów prywatnych umożliwiło opracowanie specjalnego dokumentacja techniczna. Jego zastosowanie pozwala dokładnie obliczyć wszystkie parametry systemu ochronnego i zużycie materiałów dla każdego domu lub domku. Dokładne obliczenia zapewnić jego długoletnią i niezawodną pracę.

Montaż zewnętrznej ochrony odgromowej

Do wad systemu pasywnego można zaliczyć nieporęczną konstrukcję, która często psuje wygląd domu, duże zużycie materiału i znacznie mniejszą powierzchnię krycia w porównaniu z opcją aktywną.

Jeżeli jednak inne opcje są niedopuszczalne i nie da się ich zastosować z technicznego punktu widzenia, najwłaściwsze będzie zastosowanie klasycznych piorunochronów.

Urządzenie piorunochronowe

Piorunochrony nazywane są również piorunochronami. Klasyczna konstrukcja obejmuje piorunochron, przewód odprowadzający i elektrodę uziemiającą.

Piorunochron to metalowy pręt umieszczony w strefie możliwego działania pioruna. W przypadku odbieraka prądu stosuje się przewodnik o dużym przekroju. Służy do połączenia piorunochronu i elektrody uziemiającej. Sama elektroda uziemiająca składa się z jednego lub więcej przewodników zakopanych w ziemi.

Wszystkie elementy piorunochronu są stałe i połączone ze sobą niezależnie od samego budynku. Im wyższy dom, tym większe prawdopodobieństwo uderzenia pioruna. Dlatego chroniony obiekt musi posiadać piorunochron umieszczony na znacznej wysokości. Czasami konstrukcja ochronna jest umieszczony w pobliżu budynku, ale na wysokości powinien nadal go przekraczać.

Ten projekt otrzymał szerokie zastosowanie, ze względu na prostotę i niezawodność, a także możliwość montażu niemal w każdym miejscu. Oprócz piorunochronu system pasywny zawiera uziemienie, bez którego funkcje ochronne nie będą realizowane. Jego urządzenie jest wykonane według określonych schematów, dlatego warto bardziej szczegółowo zastanowić się nad uziemieniem.

Urządzenie uziemiające w instalacji odgromowej

Główną strukturą uziemiającą jest pętla uziemiająca. Składa się z pionowych i poziomych elektrod uziemiających. Pionowe elektrody uziemiające mają długość od 3 do 5 metrów. Jednak na wysokim oporność glebie, ich rozmiar może być znacznie większy. Dlatego uziemniki pionowe wykonane są z prętów stalowych pokrytych miedzią. Każdy z nich posiada gwintowaną mosiężną złączkę, aby w razie potrzeby połączyć je ze sobą i zanurzyć w ziemi na znaczną głębokość, nawet do 20 metrów. Na dużych głębokościach wartość rezystywności gleby pozostaje niezmieniona, nie zależy od wpływu pogody i zmian temperatury. Do instalacji konstrukcje pionowe można zastosować młotek wibracyjny.

Uziemniki poziome wykonane są z listew lub prętów stalowych o przekroju 160 mm2. Wszystkie elektrody masowe na skrzyżowaniach i złączach są spawane na zakładkę. Zakładka dla konstrukcji okrągłych wynosi co najmniej dwie średnice i płaskie projekty powinny zachodzić na siebie na dwie szerokości. Specjalna uwaga należy zwrócić uwagę na ciągłość spoiny. Aby uniknąć znacznych uszkodzeń spowodowanych uderzeniem pioruna na granicy ziemi i powietrza, konstrukcje przewodów uziemiających muszą być starannie zaizolowane. Izolację należy wykonać 10 cm nad i 10 cm poniżej poziomu gruntu. Po zaizolowaniu ziemią miejsca te pokrywa się emalią w dwóch warstwach. Wszystkie punkty spawania są starannie zabezpieczone specjalnym związkiem antykorozyjnym.

Pewne połączenie i przewód odprowadzający realizowane są za pomocą specjalnie zaprojektowanych zacisków elektrycznych, co znacznie przyspiesza i upraszcza prace instalacyjne.

Urządzenie do wewnętrznej ochrony odgromowej prywatnego domu

Do wewnętrznej ochrony odgromowej prywatnego domu instalowane są specjalne urządzenia chroniące sieci elektryczne i podłączonego do nich sprzętu. Ochrona ta jest konieczna w przypadku przepięć prądu powstałych na skutek uderzenia pioruna. Nadmierne napięcie w sieci może wystąpić zarówno podczas bezpośredniego oddziaływania pioruna, jak i podczas rozprzestrzeniania się ładunku przechwyconego przez instalację piorunochronową. W tym momencie napięcie się zmienia pole elektromagnetyczne, powodując wzrost prądu w sieci. Przy takim przepięciu nawet urządzenia elektryczne, które są wyłączone, z przewodem w gniazdku, mogą ulec awarii.

Czynniki niszczące mogą być różne, dlatego ochrona wewnętrzna dzieli się na następujące klasy:

1. 1-sza klasa. Obwody sterujące, zasilające i alarmowe są zabezpieczone przed możliwymi uszkodzeniami. Miejscem instalacji jest główne wejście kablowe.
2. II stopnia. Używany do ubezpieczeń pierwszej klasy i instalowany w głównym.
3. 3. klasa. Realizuje lokalne funkcje tłumienia oscylacji szczątkowych o wysokiej częstotliwości i spadków napięcia, które nie zostały wyeliminowane przez dwie pierwsze linie zabezpieczające. Miejscem ich montażu są rozdzielnice do celów pomocniczych.
4. W połączone urządzenia właściwości ochronne klas 1 i 2 są połączone.

W większości przypadków, aby zapewnić bezpieczną pracę sieci elektrycznych, wystarczy zainstalować ochronę I klasy. Jeśli jednak dom ma drogi lub cenny sprzęt, wówczas dodatkową ochronę zapewnia instalacja urządzenia ochronne 3 klasa bezpośrednio przed tym sprzętem. W rozdzielnicy zasilającej te urządzenia zamontowane jest zabezpieczenie II klasy.

Dlatego instalacja ochrony odgromowej w nowoczesnych domach prywatnych wypełnionych drogim sprzętem wcale nie jest łatwym zadaniem. Montaż piorunochronu wykonał rzemieślniczy sposób. W przypadku normalnego urządzenia zabezpieczającego potrzebni są wykwalifikowani specjaliści, którzy są w stanie wykonać wszystkie niezbędne obliczenia.

W większości przypadków piorun działa przewidywalnie, choć jest całkowicie nieprzewidywalny. zjawisko naturalne- nie wybiera celu, ale uderza bezpośrednio w najwyższy obiekt. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli Twój dom jest jak najbardziej wysoka konstrukcja w promieniu 200-300m, wówczas piorunochron będzie przydatnym dodatkiem do Twojego domu. To on uratuje cię od nieprzyjemnych, a czasem bardzo niebezpieczne skutki związane z bezpośrednim uderzeniem pioruna w dom. O tym będzie mowa w tym artykule, w którym wspólnie z serwisem odpowiemy na pytania: czym są piorunochrony, jak się je układa i jak robi się je ręcznie?

Zdjęcie piorunochronu

Piorunochron: odmiany i ich projekty

Zasadniczo konstrukcja piorunochronu to prosty mechanizm składający się z trzech prostych części, które można łatwo wyprodukować niezależnie i złożyć w jeden system.

1. Odgromnikiem jest żelazny element uniesiony kilka metrów nad dachem budynku. Można go umieścić zarówno bezpośrednio na samym budynku, jak i obok niego, w pobliżu.
2. Przewodnik dolny. W rzeczywistości jest to gruby rdzeń stalowy lub miedziany, przez który prąd otrzymany z wyładowania piorunowego, który wpadł do odbiornika, jest przekazywany do pętli masy.
3. Pętla uziemienia. Jego cel jest prosty - za jego pomocą wyładowanie atmosferyczne przekazywane jest na ziemię, gdzie gaśnie, nie powodując szkód dla budynków i ludzi.

W ten sposób rozmieszczone są wszystkie rodzaje piorunochronów bez wyjątku. Co więcej, dwa elementy tego urządzenia pozostają przez cały czas niezmienione - jest to odbierak prądu i. Na odmiany tych urządzeń wpływa wyłącznie konstrukcja odbiornika pioruna, którą omówimy dalej.

1. Piorunochron prętowy. To urządzenie jest znane prawie wszystkim mieszkańcom sektora prywatnego - to zwykły metalowy maszt podniesiony kilka metrów nad górną krawędzią. Taki maszt może stać zarówno na dachu domu, jak i nieco dalej od budynku lub w pobliżu, wzdłuż ściany domu. W rzeczywistości samodzielny piorunochron jest prostszy w produkcji - sam maszt jest zarówno odbiornikiem wyładowań atmosferycznych, jak i przewodem odprowadzającym. Jest on połączony bezpośrednio z pętlą masy w najbardziej sztywny sposób (spawanie).

   

   Zdjęcie piorunochronu

2. Liniowy lub, jak to się nazywa, piorunochron z drutu. Aby ułatwić zrozumienie, o czym jest rozmowa, piorunochron ten można przedstawić jako drut lub kabel rozciągnięty pomiędzy dwoma małymi masztami – stąd jego nazwa. Jaka jest główna różnica między takim urządzeniem a konwencjonalnym masztem? W stanie całkowicie wychwycić wszystkie wyładowania atmosferyczne, nie pozwalając nawet niewielkiej ich części spaść na metalowe elementy konstrukcji. W większości przypadków taki piorunochron jest podłączony do pętli uziemienia poprzez oddzielny rdzeń przewodzący prąd o dużej mocy - może to być albo duży odcinek miedziany, albo metalowy pasek lub pręt.

   

   Zdjęcie piorunochronu z drutu

3. Siatkowy odbiornik pioruna. Jego istota tkwi w samej nazwie – taki odbierak prądu umieszcza się bezpośrednio na dachu domu. Z góry tworzona jest pełnoprawna siatka z grubych drutów przewodzących, która przyjmuje wszystkie wyładowania atmosferyczne. Wtedy wszystko jest w standardzie - za pomocą przewodu przewodzącego prąd lub grubej stalowej taśmy (lub pręta) wyładowania napięcia statycznego kierowane są do pętli masy, gdzie są rozpraszane bez szkody dla konstrukcji.

   

   Zdjęcie piorunochronu z siatki

Te podstawowe konstrukcje odgromników wystarczą, aby całkowicie chronić Twój dom przed tak naturalnym zjawiskiem jak błyskawica.

Piorunochron w prywatnym domu i jego pętla uziemiająca

Ogólnie rzecz biorąc, uziemienie piorunochronów jest ułożone w taki sam sposób, jak pętla uziemiająca samego domu - tutaj od razu powinieneś zrozumieć jedną kwestię, że te dwie pętle nie powinny być ze sobą połączone - są to dwa osobne elementy. Podłączając piorunochron do pętli uziemienia domu, ryzykujesz utratę nie tylko całego sprzętu elektrycznego, ale w ogóle całego domu w jednej chwili - będziesz musiał wyposażyć oddzielne uziemienie w celu ochrony przed wyładowaniami atmosferycznymi.

Wykonuje się go prawie dokładnie w taki sam sposób, jak uziemienie domu, z wyjątkiem pewnych różnic.

Jak widać, wspólna jest tylko zasada między pętlą uziemiającą domu a tą samą częścią piorunochronu - wymagania dotyczące tych elementów ochronnych są różne. Kolejnym punktem łączącym te dwa systemy jest głębokość ich występowania - Górna część kontur znajduje się na głębokości 500-800 mm nad powierzchnią gruntu.

Urządzenie piorunochronowe: jak podłączyć uziemienie i odbiornik pioruna

Część przewodząca prąd, a właściwie część przewodząca prąd piorunochronu jest elementem nie mniej ważnym niż jego uziemienie i sam odbiornik odgromowy - wyobraźcie sobie, co stanie się z domem, jeśli ten element urządzenia po prostu nie wytrzyma obciążenia ładuje i wypala. W takim przypadku wszystkie wyładowania atmosferyczne wpadną do domu i wtedy tylko cud może uratować od kłopotów. Z tego powodu szynę przewodzącą należy traktować nie mniej poważnie niż cokolwiek innego. Tutaj są tylko dwa ważne momenty, którego należy przestrzegać, jak mówią, bez wątpienia.

Jeśli chodzi o mocowanie rdzenia przewodzącego do ścian budynku, stosuje się tutaj plastikowe klipsy. Idealnie, aby utrzymać piorunochron w stanie nienaruszonym przez długi czas, lepiej go odizolować środowisko poprzez umieszczenie w zwykłym kanale kablowym.

W zasadzie to wszystko, pozostaje dodać nie tyle. Mianowicie o takich momentach jak ochrona odgromowa poszczególne elementy dachy. Jeśli tak, to wokół niego należy owinąć co najmniej kilka zwojów rdzenia przewodzącego prąd i podłączyć go do wspólnego piorunochronu. Zabezpieczenia wymagają także wszystkie elementy pokrycia dachowego wykonane z metalu – na przykład rynny i rury odprowadzające wodę. Tylko w tym przypadku wykonany samodzielnie piorunochron będzie niezawodną ochroną domu przed wyładowaniami atmosferycznymi.

Piorunochron to zespół elementów technicznych, którego głównym celem jest ochrona przed wyładowaniami atmosferycznymi. Piorunochron zapewnia ochronę pojedynczych budynków lub zespołu budynków i budowli - rurociągów, mostów, infrastruktury podziemnej i naziemnej, budynków zakopanych.

W życiu codziennym urządzenie to otrzymało inną nazwę - piorunochron. Z czysto technicznego punktu widzenia jest to niepoprawne, ale od dawna zostało poprawione w języku rosyjskim i jest powszechnie używane.

Z czego wykonane jest urządzenie?

Niezależnie od rodzaju, każdy piorunochron składa się z następujących elementów konstrukcyjnych:

• piorunochron;
• przewód dolny (przewód prądowy, zejście);
• elektroda uziemiająca.

Podlega szczególnie rygorystycznym wymaganiom. Znormalizowane są wszystkie odległości - od piorunochronów do chronionego obiektu, odległość między zworkami zabezpieczenia indukcyjnego i tak dalej.

Piorunochron z reguły pręt lub kabel. Ochrona wewnętrzna realizowana jest poprzez połączenie konstrukcji metalowych – maszyn, belek, wózków i innych elementów – bezpośrednio z układem elektrod uziemiających lub poprzez styk uziemiający urządzeń elektrycznych. Całkowita rezystancja przewodu uziemiającego nie może przekraczać 10 omów.

Druga kategoria

Piorunochrony kategorii II przeznaczone są do zapewnienia ochrony na tym samym poziomie w obszarach o mniejszej liczbie burz w ciągu roku lub w budynkach o mniejszym zagrożeniu wybuchem i pożarem, np. dla obiektów klasy B-Ia, B-I6, B-IIa, B-Ig (instalacje elektryczne).

Ten typ piorunochronu montuje się podobnie jak piorunochron I kategorii, z tą różnicą, że jako odbiornik można zastosować stalową sieć prętów o określonym przekroju (co najmniej 6 mm) i określonym rozstawie siatki ułożoną bezpośrednio na dachu .

Układanie odbywa się na niepalnej powierzchni. Wymagania dotyczące zachowania odległości roboczych są mniej rygorystyczne, dlatego odległość od piorunochronu do budynku może być dowolna. Zjazdy montowane są podobnie jak w wyższej klasie.

Fundament żelbetowy może działać jako „ziemia”, jeśli rezystancja gleby nie przekracza 500 omów. Specyficzne cechy ułożenia piorunochronu zależą od rodzaju chronionego budynku - Zakład produkcyjny, budynek administracyjny, składowanie płynne paliwo lub zbiornik na gaz, instalacja elektryczna i inne. Wartość rezystancji impulsu na „ziemi” nie może przekraczać 10 omów.

Trzecia kategoria

III kategorię typów piorunochronów stosuje się, jeżeli łączny czas trwania burzy na danym obszarze przekracza 20 godzin w roku, a także dla obiektów odpowiadających klasie bezpieczeństwa elektrycznego P-III i klasie odporności ogniowej III-V. Są to na przykład przedszkola, żłobki, szkoły, kina, szpitale i inne instytucje o znaczeniu społecznym, w których mimo wszystko nie znajdują się urządzenia ani materiały łatwopalne lub wybuchowe.

Ten typ piorunochronu różni się tym, że nie zapewnia ochrony przed indukcją elektromagnetyczną i elektryczną, a jedynie przed ogniem w wyniku bezpośredniego uderzenia pioruna oraz przed wystąpieniem niebezpiecznego napięcia na częściach metalowych i innych elementach przewodzących.

Piorunochron wykonany technologicznie w tej kategorii różni się od systemu w kategorii II jedynie dużym rozstawem siatki - może wynosić 12*12 m - i progiem odporności na impulsy - może wynosić 20 omów. Oddzielne pojemniki z paliwami i smarami, z wyjątkiem benzyny, a także rury i niektóre inne elementy, można zabezpieczyć przewodem uziemiającym o rezystancji udarowej do 50 omów.

W piorunochronie wykonanym w kategorii III dopuszczalne jest zastosowanie połączenia skrętkowego, jeżeli pozwalają na to łączone elementy.

We wszystkich przypadkach należy opierać się na liczbie spodziewanych uderzeń pioruna w ciągu roku. Im wyższy, tym wyższa kategoria. Dopuszczalne jest nie podłączanie do piorunochronu pomieszczeń wykonanych z materiałów niepalnych, uznawanych za niewybuchowe.

Jeśli w budynku znajdują się pomieszczenia powiązane różne klasy bezpieczeństwo przeciwpożarowe i elektryczne, wówczas kategorię piorunochronu wybiera się jako maksymalną z niezbędnych. Nie wykonuje się oddzielnych piorunochronów II i III, np. kategorii w tym samym budynku.

Dokumentacja

Jak błyskawica niesie prawdziwe niebezpieczeństwo ogień i zniszczenie wstrząs elektryczny osób w budynku, urządzenia odgromowe posiadają własne GOST i instrukcje montażu dla wszelkiego rodzaju piorunochronów. Nieprzestrzeganie norm, a także nieprzestrzeganie takich zasad może być obarczone wypadkiem.

Jednak nie ma jednego kompleksowego standardu stanowego dotyczącego piorunochronów. Dla każdego konkretnego projektu budowniczowie kierują się specjalnymi przypadkami opisanymi w różnych PUE i GOST w celu ochrony instalacji elektrycznych, budynków i budowli.

Na poziomie międzynarodowym stosowanie piorunochronów wszystkich typów reguluje dokument IEC 62305.4. Główny przepisy prawne w Rosji są RD 34.21.122-87 i CO 153-343.21.122-2003. Odpowiednia dokumentacja towarzysząca jest wykonywana dla piorunochronu. Przekazuje się go przy odbiorze budynku lub budowli, jako odpowiedni element zabezpieczenia.

Piorunochron bezpośrednio odbiera bezpośrednie uderzenie pioruna. Dlatego musi niezawodnie wytrzymywać mechaniczne i termiczne skutki prądu i kanału piorunowego o wysokiej temperaturze. Konstrukcja nośna podtrzymuje piorunochron i przewód odprowadzający, łączy wszystkie elementy piorunochronu w jedną, sztywną mechanicznie solidna konstrukcja. W instalacjach elektrycznych piorunochrony instaluje się w pobliżu części pod napięciem roboczym. Upadek piorunochronu na elementy instalacji elektrycznej przewodzącej prąd powoduje poważny wypadek. Dlatego konstrukcja nośna piorunochronu musi charakteryzować się dużą wytrzymałością mechaniczną, która wyklucza przypadki upadku piorunochronu na urządzenia pracujących elektrowni i stacji elektroenergetycznych. Piorunochron musi mieć niezawodne połączenie z ziemią o rezystancji 5-25 omów, aby zapewnić rozprzestrzenianie się prądu udarowego. Ochronną właściwością piorunochronów prętowych jest to, że kierują one lidera powstającego wyładowania piorunowego w swoją stronę. Wyładowanie następuje koniecznie na górze piorunochronu, jeśli powstaje w pewnym obszarze znajdującym się nad piorunochronem. Obszar ten ma kształt rozszerzającego się ku górze stożka i nazywany jest strefą 100% uszkodzenia.

Na podstawie danych eksperymentalnych ustalono, że wysokość orientacji pioruna H zależy od wysokości piorunochronu h. Dla piorunochronów o wysokości do 30 metrów:

oraz dla piorunochronów o wysokości powyżej 30 metrów H=600 m.

gdzie jest częścią czynną piorunochronu odpowiadającą jego przekroczeniu wysokości chronionego obiektu:

Rysunek 1.1 Strefa ochronna piorunochronu jednoprętowego: 1 - granica strefy ochronnej; 2 - przekrój strefy ochronnej na poziomie.

Do obliczenia promienia ochrony w dowolnym punkcie strefy ochronnej, w tym na wysokości chronionego obiektu, stosuje się następujący wzór:

gdzie jest współczynnikiem korygującym równym 1 dla piorunochronów o wysokości mniejszej niż 30 metrów i równym wyższym piorunochronom.

Strefy ochrony rozbudowanych obiektów, w których stosuje się kilka piorunochronów, zaleca się, aby strefy ich 100% porażenia zamykały się nad obiektem lub nawet zachodziły na siebie, wykluczając pionowe przebicie pioruna do chronionego obiektu. Odległość (S) pomiędzy osie piorunochronów powinny być równe lub mniejsze od wartości określonej z zależności:

Strefa ochronna piorunochronów dwu- i czteroprętowych w rzucie na wysokości chronionego obiektu ma obrysy pokazane na rysunku 1.3, a, b.

Najmniejsza szerokość strefy ochronnej, promień ochronny pokazany na rysunku, wyznaczany jest analogicznie jak dla pojedynczego piorunochronu, tyle że wyznaczany jest specjalnymi krzywymi. Rysunek 1.2 przedstawia konstrukcje piorunochronów. Jeżeli piorunochrony o wysokości do 30 metrów znajdują się w pewnej odległości, najmniejsza szerokość strefy ochronnej jest równa zeru.

Rysunek 1.2 Konstrukcje piorunochronów prętowych na podporach żelbetowych: a - z betonu wibrowanego; b - beton odwirowany

Rysunek 1.3 Piorunochrony prętowe na wspornikach metalowych: a - piorunochron druciany (konstrukcja nośna); b - piorunochron prętowy (konstrukcja nośna)

Rysunek 1.3 przedstawia projekty piorunochronów na metalowych wspornikach. Promienie ochrony określa się w tym przypadku analogicznie jak dla pojedynczych piorunochronów. Rozmiar określa się na podstawie krzywych dla każdej pary piorunochronów. Przekątna czworoboku lub średnica okręgu przechodzącego przez wierzchołki trójkąta utworzonego przez trzy piorunochrony, zgodnie z warunkami ochrony całego obszaru, musi spełniać następujące zależności:

Dla piorunochronów o wysokości mniejszej niż 30 m:

Dla piorunochronów o wysokości większej niż 30 m:

Piorunochrony wolnostojące z metalowymi wspornikami instalowane są na fundamentach żelbetowych. Służą przewody odprowadzające dla takich piorunochronów konstrukcje nośne. na metalu i konstrukcje żelbetowe Rozdzielnice zewnętrzne z reguły instalowane są piorunochrony z metalowymi częściami nośnymi. Konstrukcja ich mocowania zależy od cech konstrukcji rozdzielnicy zewnętrznej, do której przymocowany jest piorunochron. Zazwyczaj konstrukcja piorunochronów instalowanych na konstrukcjach rozdzielnic zewnętrznych jest taka Stalowa rura, często składające się z rur o kilku średnicach. Piorunochrony o wysokości u podstawy większej niż 5 m mają konstrukcję kratową wykonaną z kątowników stalowych. Potencjał piorunochronu w momencie wyładowania określa zależność:

gdzie jest rezystancja uziemienia impulsu piorunochronu 5-25 Ohm;

Prąd piorunowy w dobrze uziemionym obiekcie.

Potencjał na piorunochronie określa się poprzez:

gdzie jest nachylenie czoła obecnej fali;

• - punkt piorunochronu na wysokości obiektu;
• - indukcyjność właściwa piorunochronu.

Aby obliczyć minimalne dopuszczalne podejście obiektu do piorunochronu, można skorzystać z zależności:

gdzie jest dopuszczalna siła impulsu pole elektryczne w powietrzu, akceptowane 500 kV/m.

Wytyczne dotyczące ochrony przeciwprzepięciowej zalecają przyjęcie odległości od piorunochronu równej:

Zależność ta obowiązuje dla prądu piorunowego 150 kA, nachylenia prądu 32 kA/μs i indukcyjności piorunochronu 1,5 μH/m. Niezależnie od wyników obliczeń odległość obiektu od piorunochronu musi wynosić co najmniej 6 metrów.

Linowy piorunochron. Wartości współczynników k i z przyjmuje się w zależności od dopuszczalnego prawdopodobieństwa przedostania się pioruna do strefy ochronnej. Prawdopodobieństwo uderzenia pioruna w strefę ochronną jest równe stosunkowi liczby uderzeń pioruna w chroniony obiekt do Łączna wyładowania atmosferyczne w kierunku piorunochronu i chronionej konstrukcji. Jeżeli prawdopodobieństwo przedostania się pioruna do strefy ochronnej wynosi 0,01, wówczas współczynnik wynosi 1, a przy dopuszczalnym prawdopodobieństwie 0,001, tj. Strefy ochronne piorunochronów są nieco mniejsze niż strefy ochronne piorunochronów prętowych. Kształt strefy ochronnej dwóch równoległych odgromników drutowych o wysokości do 30 m. Zewnętrzne granice strefy ochronnej każdego przewodu wyznacza się analogicznie jak dla piorunochronu jednodrutowego. W zależności od konstrukcji podpór można zastosować jeden lub dwa kable, ściśle przymocowane do metalowej podpory lub do uziemiających metalowych zboczy podpór drewnianych. Aby zabezpieczyć kabel przed przepaleniem przez prąd piorunowy i kontrolować uziemienie, podparcie kabla wykonano za pomocą jednego izolatora zawieszenia zbocznikowanego iskiernikiem. Skuteczność ochrony kabla jest tym większa, im mniejszy jest kąt utworzony przez pion przechodzący przez kabel i linię łączącą kabel z najbardziej zewnętrzną żyłą. Kąt ten nazywany jest kątem ochronnym, biorąc pod uwagę jego wartość

Strefa ochronna dwóch piorunochronów drutowych o wysokości większej niż 30 m. Sposób budowy strefy ochronnej w tym przypadku jest taki sam jak dla piorunochronów drutowych o wysokości do 30 m, ale w pewnej odległości od góry, strefę obcina się analogicznie jak w przypadku piorunochronów jednodrutowych. Szerokość strefy ochronnej wykluczającej bezpośrednie uszkodzenie przewodów na wysokości ich zawieszenia określa zależność:

Zależność ta obowiązuje dla wysokości zawieszenia liny wynoszącej 30 m i poniżej.

Błyskawica jest potężną manifestacją sił natury, z którą człowiek spotyka się z godną pozazdroszczenia regularnością. Jest to wyładowanie elektryczne powstające w wyniku wzajemnego tarcia przepływów. ciepłe powietrze z kroplami chmur wodnych i z ziemią. Jego energia jest tak wielka, że ​​powala drzewa, podpala drewniane dachy, wyłącza urządzenia elektryczne i całą instalację elektryczną. Dla ochrony przed negatywne konsekwencje uderzenia pioruna instalują piorunochrony.

Urządzenia piorunochronów nie można nazwać skomplikowanym, jednak podczas ich budowy należy kierować się zasadami niezawodności, bezpieczeństwa przeciwpożarowego i przestrzegać parametrów opisanych w instrukcji.

Historia piorunochronu

Ziemia w istocie jest ogromnym kondensatorem. Jedna podszewka to powierzchnia planety i wszystko, co się na niej znajduje. Druga wyściółka składa się z wolnych ładunków znajdujących się w atmosferze. Powietrze w tym układzie pełni rolę dielektryka. To jego załamanie reprezentuje błyskawicę.

Uświadomienie sobie istoty błyskawicy jako proces elektryczny, wynalazł i opracował urządzenie pierwszego piorunochronu Benjamina Franklina. Utalentowany fizyk nie mógł rozwinąć swojego talentu naukowego z powodu burzy działalność polityczna, dzięki czemu jego portret widnieje na banknocie studolarowym.

Tesla zdał sobie sprawę, że piorun uderza w najwyższy punkt związany z Ziemią, ze względu na najmniejszą grubość dielektryka (warstwy powietrza). W wyniku serii eksperymentów, latawiec stał się pierwszym piorunochronem w historii. W Rosji jeszcze wcześniej takie eksperymenty przeprowadzał Łomonosow wraz z innym fizykiem Richmanem.

Najogólniej mówiąc, piorunochron to urządzenie, które odbiera niszczycielską energię pioruna z chronionego obiektu i rozprasza ją poprzez uziemienie. Znaczenie piorunochronów poznaliśmy wiele wieków temu, obserwując, jak uderza piorun wysokie drzewa, kolumny i wieże. Jednak eksperymenty naukowe i rozsądne wnioski wyciągnięto dopiero w XIII wieku.

Części konstrukcyjne

Zasadniczo urządzenie dowolnego piorunochronu implikuje obecność trzech elementów.

Piorunochron musi wytrzymać napięcie milionów woltów, wysoka temperatura i znaczące uderzenie (piorun może rozłupać duże drzewo).

Ta część piorunochronu wykonana jest z przewodzącego metalu. Stosować stalowy drut duża średnica (10-12 mm), taśma stalowa lub pręt.

Przewodnik łączący piorunochron z elektrodą uziemiającą wykonany jest z przewodnika i musi wytrzymać krótkotrwały przepływ kolosalnych prądów. Produkcją przewodów odprowadzających zajmują się firmy krajowe i zagraniczne. Razem z przewodnikiem oferują elementy złączne, co znacznie ułatwia montaż urządzeń.

Trzecią częścią piorunochronu jest urządzenie uziemiające (GD), które przyczynia się do niezakłóconego przepływu prądu z przewodnika do ziemi.

Tutaj słusznie można dodać fundament, na którym zmontowana jest cała konstrukcja. Zwykle jednak są to same obiekty ochrony (budynki, wieże elektroenergetyczne itp.), chociaż piorunochron może wiązać się z jego umieszczeniem jako niezależnej jednostki na odrębnych zasadach.

Aby zapobiec korozji, elementy piorunochronu muszą być ocynkowane lub przynajmniej pomalowane. Jeżeli stosuje się malowanie, to część elektrody uziemiającej znajdująca się w ziemi nie jest malowana.

Rodzaje

Ogólnie można wyróżnić następujące rodzaje stosowanych w praktyce piorunochronów:

• najczęściej ze względu na niski koszt i proste urządzenie, ale nie mniej skuteczne, piorunochrony prętowe;
• zapewniają ochronę rozbudowanych obiektów, takich jak długie budynki lub linie wysokiego napięcia;
• charakteryzujący się najwyższą skutecznością, preferowany jest w przypadku ochrony obiektów krytycznych.

Koszt piorunochronu siatkowego jest bardzo wysoki. Dlatego pomimo wysoki stopień ochrony odgromowej, urządzenia tego typu stosuje się niezwykle rzadko, gdy ochrona odgromowa ma szczególne znaczenie. Lina i systemy prętowe są mniej więcej porównywalne pod względem wydajności, ale ze względu na łatwość konserwacji i niewielką różnicę w kosztach, te ostatnie mają pierwszeństwo w zastosowaniu.

Oddzielnym rodzajem piorunochronów są. Zewnętrznie praktycznie nie różnią się od urządzeń prętowych.

Jedyną różnicą jest to, że jest on wbudowany w piorunochron (sam czubek) urządzenie elektroniczne, co przyczynia się do generowania impulsów wysokiego napięcia podczas burzy. Tworząc taką „przynętę” na błyskawicę, systemy aktywne dosłownie ją łapią. Urządzenie tego typu uważane jest za najskuteczniejsze.

Istnieją firmy, które opanowały produkcję piorunochronów na skalę przemysłową, ale często urządzenia te, ze względu na swoją prostotę, są wykonywane niezależnie.

Montaż piorunochronu

Należy od razu zauważyć, że wymagania PUE przewidują realizację połączeń pomiędzy wszystkimi częściami piorunochronu wyłącznie poprzez spawanie. Jeżeli nie jest to możliwe, dopuszczalne jest połączenie gwintowe za pomocą śrub i nakrętek.

Obszar podkładek stosowanych w połączenie gwintowane, należy zwiększyć. Niedopuszczalne jest montowanie elementów systemu poprzez skręcanie przewodów lub w jakikolwiek inny sposób.

Oczywiście wysokość piorunochronu, od której głównie zależy jego skuteczność, musi być maksymalizowana. Zgodnie z instrukcją RD, aby zapewnić niezawodną ochronę, konieczne jest podniesienie piorunochronu co najmniej 3 m nad powierzchnię konstrukcji. Dotyczy to urządzeń prętowych.

Wysokość ułożenia piorunochronu zależy od długości i wysokości budynku, konstrukcji układu elektrody uziemiającej oraz rezystywności gruntu i może wynosić 3-4 m. drewniane słupy na obu łyżwach budynku i między nimi pociągnij piorunochron, jeśli rozmawiamy o dachach kalenicowych.

Cechy konstrukcyjne piorunochronów siatkowych umożliwiają montaż takich urządzeń znacznie niżej. W zależności od rozstawu siatki mogą być one oddalone od siebie o kilkadziesiąt lub kilkadziesiąt centymetrów płaski dach. Siatkę o komórkach 6x6 cm można układać bezpośrednio na powierzchni dachu lub nawet pod warstwą izolacji, jeżeli jest ona niepalna.

Przewód dolny i przewód uziemiający

Dyrygent (przewód prądowy) jest nie mniejszy niż ważny element piorunochron niż piorunochron lub urządzenie uziemiające. Jeśli piorunochron musi mieć powierzchnię Przekrój równy 100 mm 2 (pręt o średnicy 12 mm), przewód odprowadzający niepodlegający obciążeniom termicznym i udarowym nie może mieć średnicy mniejszej niż 6 mm (PUE).

Zwiększenie przekroju przewodu odprowadzającego, biorąc pod uwagę możliwą wartość przepływającego przez niego prądu, jest jedynie mile widziane.

Urządzenie uziemiające piorunochronu najczęściej podłącza się do pętli uziemiającej całego budynku. W przypadku samodzielnego urządzenia odgromowego jako odgromnik stosuje się kołki metalowe wbite lub wkopane w ziemię.

Aby poprawić przewodność, czasami kołki te łączy się w grupy, spawając z nich prostokątne konstrukcje za pomocą stalowej taśmy. Ale w każdym razie wymagania PUE regulują rezystancję między ładowarką a ziemią, która nie powinna przekraczać 40 omów przy rezystywności gleby 1 kOhm * m.

Wszystkie elementy piorunochronu muszą być niezawodnie zabezpieczone przed uszkodzeniami korozyjnymi. Najlepsza opcja Do dojenia należy stosować stal ocynkowaną na elementy systemu.

Strefy ochronne

Schemat strefy ochronnej jednego wolnostojącego piorunochronu to duży stożek. W przypadku piorunochronów o wysokości nieprzekraczającej 150 m przyjmuje się, co następuje wymiary urządzenia:

• dla strefy położonej na poziomie gruntu h 0 = 0,85h; r 0 = (1,1 - 0,002h)h; r x \u003d (1,1 - 0,002 h) (h - h x / 0,85);
• dla strefy na poziomie dachu np.: h 0 = 0,92h; r0 = 1,5 godz.; r x \u003d h - 1,5 (h x / 0,92);

gdzie h jest wysokością piorunochronu; h 0 - pewna wysokość (zwykle poziom dachu); r x jest średnicą podstawy stożka na wysokości h 0 .

Decydując się na wymiary warunkowe, możesz skorzystać ze wzoru:

h = (rx + 1,63hx)/1,5

obliczyć wymagane parametry. Jeżeli znane są np. r x i h x (wymagany promień strefy ochronnej i podana wysokość tej strefie) można obliczyć wysokość pojedynczego piorunochronu potrzebną do niezawodnej ochrony h.

I odwrotnie, przy znanych h i h x, promień strefy r x można łatwo obliczyć i porównując go z niezbędnym, wyciąga się wniosek na temat skuteczności urządzenia odgromowego.

Obliczanie podwójnego pręta

W przybliżeniu te same działania są wykonywane przy obliczaniu piorunochronu podwójnego i, w zasadzie, ich grupy. Tutaj należy jedynie wziąć pod uwagę odległość L, w jakiej znajdują się kołki od siebie.

Po zbudowaniu dla każdego z nich okrągłych stref ochronnych, patrzą na ich skrzyżowanie. Jeżeli cała chroniona przestrzeń mieści się w ich granicach, to niezawodna ochrona zabezpieczone. Według tego samego scenariusza możliwe jest określenie stref ochronnych urządzeń o różnych wysokościach.

Strefa ochronna piorunochronu drucianego, a raczej jego podstawa ma kształt zaokrąglonego prostokąta. Dla pojedynczego urządzenia tego typu o wysokości h mniejszej niż 150 m przyjmuje się następujące założenia:

gdzie h op jest wysokością podpory.

Następnie dla strefy przyziemnej przyjmuje się następujące wymiary:

godz. 0 \u003d 0,85 godz.; r 0 \u003d (1,35 - 0,0025h) h; r x \u003d (1,35 - 0,0025 h) (h - h x / 0,85).

Dla strefy znajdującej się na określonej wysokości h x wymiary te podaje się następująco:

godz. 0 \u003d 0,92 godz.; r0 = 1,7 godz.; r x \u003d (h - h x / 0,92).

Podobnie jak w przypadku piorunochronu prętowego, również urządzenie kablowe posiada wzór, który pozwala wyznaczyć dowolne jego parametry według podanych parametrów, a mianowicie:

h = (rx + 1,85hx)/1,7.

Za jego pomocą można określić wymaganą wysokość urządzenia w oparciu o znane parametry obszaru wymagającego ochrony i wysokość jego umiejscowienia lub przeprowadzić procedurę odwrotną.

W rzeczywistości obliczenie stref ochronnych urządzeń odgromowych jest nieco bardziej skomplikowane. Opisane metody pokazują jedynie zasady, na których się opierają. Więcej dokładna informacja można łatwo znaleźć w literaturze specjalistycznej.