Каков принцип действия громоотвода: Молниеотвод – как работает громоотвод? – Молниеотвод – как работает громоотвод?

Молниеотвод – как работает громоотвод?

МОЛНИЕОТВОД

устройство для защиты зданий и сооружений от прямых ударов молнии. М. включает в себя четыре основные части: молниеприемник, непосредственно воспринимающий удар молнии; токоотвод, соединяющий молниеприемник с заземлителем; заземлитель, через который ток молнии стекает в землю; несущую часть (опору или опоры), предназначенную для закрепления молниеприемника и токоотвода. в зависимости от конструкции молниеприемника различают с т е р ж н е в ы е , т р о с о в ы е , с е т ч а т ы е и к о м б и н и р о в а н н ы е М. По числу совместно действующих молниеприемников их делят на одиночные, двойные и многократные. Кроме того, по месту расположения М. бывают отдельно стоящие, изолированные и не изолированные от защищаемого здания. Защитное действие М. основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. благодаря этому свойству более низкое по высоте защищаемое здание практически не поражается молнией, если оно входит в зону защиты М. Зоной защиты М. называется часть пространства, примыкающая к нему и с достаточной степенью надежности (не менее 95 %) обеспечивающая защиту сооружений от прямых ударов молнии. наиболее часто для защиты зданий и сооружений применяют стержневые М.

Молниеотвод в частном доме: инструкции по установке

тросовые М. чаще всего применяют для защиты зданий большой длины и высоковольтных линий. Эти М. изготавливают в виде горизонтальных тросов, закрепленных на опорах, по каждой из которых прокладывают токоотвод. Стержневые и тросовые М. обеспечивают одинаковую степень надежности защиты. в качестве молниеприемников можно использовать металлическую крышу, заземленную по углам и по периметру не реже чем через каждые 25 м, или наложенную на неметаллическую крышу сетку из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм, имеющую площадь ячеек до 150 мм2, с узлами, закрепленными сваркой, и заземленную так же, как металлическая крыша. К сетке или токопроводяшей кровле присоединяют металлические колпаки над дымовыми и вентиляционными трубами, а в случае отсутствия колпаков — специально наложенные на трубы проволочные кольца. М. двойной (многократный) — два (или более) М. стержневых или тросовых, образующих общую зону защиты. М. одиночный — единичная конструкция М. стержневого или тросового. М. отдельно стоящий — М., опора которого установлена на земле на некотором расстоянии от защищаемого здания, сооружения. М.-сетка — М., в котором многократные горизонтальные молниеприемники пересекающиеся под прямым углом, укладываются на защищаемое здание, сооружение. М. стержневой — М. с вертикальным расположением молниеприемника. М. тросовый (протяженный) — М. с горизонтальным расположением молниеприемника, закрепленного на двух заземленных опорах. не рекомендуется название громоотвод.

Оцените определение:

Громоотвод на даче своими руками Громоотводы по принципу устройства бывают одностержневыми и тросовыми. Принимающий молнию электрод представляет собой металлический штырь с заострённым концом, диаметром минимум 15мм. В качестве токоотводящего провода используется либо гладкая арматура, либо металлический трос диаметром не менее 6мм. Если речь идёт об экономии средств, то в качестве проводника необходимо использовать арматуру. Крепление токопроводящей арматуры к молниеприёмнику, осуществляется при помощи сварки. Если же в качестве токоотводящего проводника используется трос, то соединение выполняют при помощи болтового соединения и пайки. Площадь контакта троса с молниеприёмником должна быть в 2,5 раза больше, чем площадь сечения токоотводящего троса или арматуры. Молниеотводной трос в свою очередь должен быть соединён с заземлителем, через который электрический разряд молнии уходит в землю и рассеивается.

Каков принцип действия молниеотвода?

Установка заземлителя для громоотвода не должна быть единой с общим заземлением дома. Заземление для дома изаземление для громоотвода, должны быть раздельными контурами. Но принцип устройства контур заземления громоотвода такой же, как устройство контур заземления для дома. Он подробно описан в статье нашего сайта. Необходимо знать, что место установки заземления громоотвода должно быть удалено от дома и от мест прохода людей на значительное расстояние. Монтаж заземлителя для громоотвода необходимо выполнять из металлических уголков, которые забивают или вдавливают в землю. Минимальный размер полки уголка 65мм, а его длинна 2,5 метра. Соединяются между собой уголки металлической полосой 40 мм, при помощи сварки. Полосой соединяют три вдавленных в землю электрода. Сама полоса после приваривания к заземляющим электродам должна находится в земле и тоже выполнять функцию рассеивателя тока. Чем больше площадь соприкосновения электродов с землёй, тем эффективнее будет работать молниезащита. После того как контур молниезащиты в земле установлен, к нему крепят молниеотводящий провод. Крепление его осуществляется при помощи сварки или болтов. После того, как провод закреплён, контур заземления засыпают грунтом. После того, как монтаж молниеотвода на даче выполнен, останется только выполнить замер сопротивления всей системы. Для этого необходимо иметь омметр, а если такового нет, нужно вызвать лабораторию. Сопротивление молниеотвода не должно превышать 10 Ом.

тут дело такое-вот скажем улица. ваш дом-и вы поставили штырь из металла выше всех домов на улице-вот и будете собирать все молнии в округе на ваш штырь. то есть-всё зависит от высоты домов у соседей-если все равны-то ставь не ставь гр. отвод-шансов попасть молнии именно в ваш дом-крайне мал. если ваш дом выше остальных-тогда ставьте. принцип действия-очень прост-страшна не сама молния-которая очень редко попадает в дома-скажем раз в миллион лет. а статическое электричество вокруг металлических крыш. антенн и прочих наворотов. оно может попортить электронику. поэтому и ставят громоотводы. обычно прут вокруг крыши или по коньку конец прута в землю.

В последнее время, помимо пассивных видов громоотводов (штыревой, сетчатый и тросовый ) появилась так называемая активная система защиты от грозы. На вид она напоминает обычный штыревой громоотвод, только на конце штыря находится электронное устройство. Оно помогает генерировать высоковольтные импульсы и во время грозы, они захватывают молнию и отводят её в землю, тем самым защищая здания от прямого попадания разряда http://www.mzke.ru/lightning_rod.html

Громоотвод необходим, только в том случае, если в округе нет высоких деревьев, линий электропередач и других конструкций, которые на порядок выше вашего дома.

Молниеотвод — устройство, устанавливаемое на зданиях и сооружениях и служащее для защиты от удара молнии . В быту также употребляется некорректное, но более благозвучное «

громоотвод».

Во время грозы на Земле появляются большие индуцированные заряды и у поверхности Земли возникает сильное электрическое поле. Напряжённость поля особенно велика возле острых проводников, и поэтому на конце молниеотвода зажигается коронный разряд . Вследствие этого индуцированные заряды не могут накапливаться на здании и молнии не происходит. В тех же случаях, когда молния всё же возникает , она ударяет в молниеотвод и заряды уходят в Землю, не причиняя разрушений.

Считается, что молниеотвод был изобретён Бенджамином Франклином в 1752 году, хотя есть свидетельства о существовании конструкций с молниеотводами и до этой даты (например, Невьянская башня , бумажные змеи Жака Рома ).

Описание первого способа защиты от молний появляется в ежегоднике «Альманах Бедного Ричарда». «Способ этот таков, — писал Франклин. — Возьмите тонкий железный стержень . На высоком доме или амбаре можно поставить два стержня, по одному на каждом конце, и соединить их протянутой под коньками крыши проволокой. Дому, защищенному таким устройством, молния не страшна, так как острие будет притягивать её к себе и отводить по металлическому стержню в землю, и она уже никому не причинит вреда.

Молниеотвод — простой способ защиты дома во время грозы

Точно так же и суда, на верхушке мачты которых будет прикреплено острие с проволокой, спускающейся вниз на палубу, а затем по одному из вантов и обшивке в воду, будут предохранены от молнии».

Состоит из трёх связанных между собой частей:

• молниеприёмник — служит для приёма разряда молнии и располагается в зоне возможного контакта с каналом молнии; в зависимости от защищаемого объекта может представлять собой металлический штырь, сеть из проводящего материала или металлический трос, натянутый над защищаемым объектом.
• заземляющий проводник или токоотвод  — проводник , служащий для отвода заряда от молниеприёмника к заземлителю; обычно представляет собой провод достаточно большого сечения.
• заземлитель — проводник или несколько соединённых между собой проводников, находящихся в соприкосновении с грунтом ; обычно представляет собой металлическую плиту, заглублённую в грунт.

Элементы молниеотвода соединяются между собой и закрепляются на несущей конструкции. Поскольку вероятность поражения наземного объекта молнией растёт по мере увеличения его высоты, молниеприёмник располагается на возможно большей высоте либо прямо на защищаемом объекте, либо как отдельное сооружение рядом с объектом. Радиус защитного действия молниеотвода определяется его высотой и приближенно рассчитывается по формуле:

R=1,732 x h,

где h — высота от самой высокой точки дома до пика молниеотвода.

Иногда молниеотвод встраивается в декоративные элементы здания или сооружения ( флюгеры , навершия колонн и т. д.).

1. Критерии выбора молниеотвода

2. Как устроена молниезащита
3. Молниеприемник
4. Токоотвод
5. Заземлитель

Чтобы защитить здание и электроприборы от последствий грозовых разрядов производят монтаж систем молниезащиты. 

Критерии выбора молниеотвода

Удар молнии, если отсутствуют молниезащитные устройства, может спровоцировать возникновение пожара, разрушение объекта, тяжелое поражение людей. 

Молниеотвод выбирают с учетом ряда параметров, таких как:

• конструктивные особенности постройки;
• годовая интенсивность прохождения гроз в данном регионе;
• необходимая степень безопасности. 

На сегодняшний день все объекты в зависимости от требований, которым должно соответствовать устройство молниеотвода, предназначенного защищать от опасного поражения молнией (прямой удар, занос высоких потенциалов и т.д.) подразделяют на три категории (подробнее: «Категории молниезащиты разных видов кровли»). 

1. категория. К ней относятся здания, где складируются и ведутся работы с взрывоопасными химическими веществами, в результате чего постоянно присутствуют смеси паров, пыли, газов с воздухом, представляющие угрозу для жизни человека. 
2. категория. В нее входят строения, в которых хранятся взрывоопасные вещества, прочно упакованные в металлическую тару, а взрывоопасная смесь, состоящая из газов, паров и пыли с воздухом может возникнуть лишь при аварийной ситуации. В случае взрыва разрушения будут частичными. 
3. категория. Это здания, где отсутствует угроза возникновения взрывоопасных соединений с воздухом, там нет на хранении химических веществ, которые могут представлять угрозу для людей. 

Монтаж молниезащиты зданий и сооружений – системы, предохраняющей от попадания прямого удара, заноса высоких потенциалов и вторичных воздействий, необходим для объектов, относящихся к 1 и 2 категориям. Зданиям 3 категории необходима установка молниезащиты от прямых ударов и заноса высоких потенциалов.

Как устроена молниезащита 

Основными элементами системы защиты от удара молнии являются:

• молниеприемник;
• токоотвод;
• заземлитель. 

Молниеприемник 

Его назначение – это перехват электрического разряда. Конструкционное решение (см. фото) бывает в виде металлической сетки, троса или стержня:

• сетчатый молниеприемник укладывают непосредственно на поверхность кровли постройки.

  Для его изготовления используют стальные полосы или прокат из этого же материала с круглым сечением. Если создана молниезащита в виде сетки, то необходимо обеспечить постоянную уборку снежной массы и наледи с поверхности крыши, а также беспрепятственный сток осадков. Предельный размер ячеек, согласно нормам Международной Электротехнической Комиссии – 5 на 5 метров; 

• тросовый молниеприемник представляет собой стальной канат, который подвешивают на опорных конструкциях.
  

  Как сделать молниеотвод: монтаж громоотвода для частного дома или дачи

  Молниеотводы тросовые, то есть с горизонтальным расположением молниеприемника, на двух заземленных опорах, как правило, используют для технических сооружений, имеющих значительную протяженность, например, для воздушных линий электропередач. Реже применяют для защиты зданий;

• стержневой молниеприемник относится к традиционному виду, который был придуман еще в XVIII веке. Его обычно используют, когда создают устройство молниезащиты частного дома, закрепляя на крыше здания. Чаще всего металлический стержень, изготавливают из профильного металлопроката.

Токоотвод

Токоотводы молниезащиты представляют собой проводник для соединения двух элементов молниеотвода — молниеприемника и заземлителя. Для их производства требуется черный или оцинкованный стальной прокат, имеющий диаметр не менее 6 миллиметров. Токоотводы соединяют с заземлением при помощи сварки или задействуют металлические хомуты с болтами и гайками. Этот элемент надо прокладывать наиболее коротким путем, ведущим от от молниеприемника к заземлителю. Внешняя его часть должна быть доступной, чтобы исключить возможность ослабления натяжения или повреждения. Читайте также: «Молниеотвод в частном доме своими руками».

В качестве токоотвода нередко используют металлические элементы зданий, на котором создается молниеотвод. Ими могут быть пожарные лестницы, трубы и т.д. – главное обеспечить надежный электроконтакт между всеми составными элементами системы молниезащиты. 

Заземлитель 

Заземление молниеотводов – это металлический проводник, контактирующий с почвой. Чаще всего в качестве заземлителя пользуются изделиями из металлопроката – угловым профилем, трубой или полосой. Когда создается молниеотвод своими руками, действующие нормативы допускают использование бывших в употреблении ли некондиционных труб для водо- и газопроводов. При этом заземлитель необходимо очистить от коррозии, самый оптимальный вариант – оцинковка. Сопротивление заземляющего устройства молниезащиты, если во время грозы вблизи него могут находиться люди, не может превышать 10 Ом.

Как измерять параметры заземляющих устройств, смотрите на видео:

Чтобы спроектировать максимально эффективную систему молниезащиты собственного дома, его владельцу потребуется учесть множество параметров. 

Каков принцип действия громоотвода

Громоотвод — как работает? Принцип действия, инструкция по сборке!

Сегодня мы погрузимся в мир теоретической физики, чтобы разобраться с тем, как работает громоотвод. На самом деле, это неправильное название, так как гром является звуковым эффектом — отвести его от здания не только нельзя, но и не имеет никакого смысла. Правильное название конструкции «молниеотвод», и оно наиболее точно отражает суть данного устройства.

Громоотвод — как работает

Что такое громоотвод и как он функционирует

Итак, молниеотвод – это устройство, предназначенное для защиты зданий и сооружений от удара молний. Представляет собой заостренный металлический штырь, который устанавливается в вертикальном положении на крыше зданий или на отдельно стоящей высокой мачте. От нижнего конца штыря идет проводник, который уходит в землю – заземление.

Принцип действия молниеотвода

Большинство людей думают, что основная функция молниеотвода заключается в том, что при прямом попадании молнии во время грозы он отводит заряд по проводнику в землю, где тот рассеивается, не повреждая здание. Да, это утверждение верное, и при попадании молнии именно так и произойдет.

Однако так бывает только в случае прямого попадания, что случается крайне редко. В прочих ситуациях громоотвод работает по-другому. Удивлены? На самом деле, все не так сложно и объяснимо, и сейчас вы в этом убедитесь.

Молния крайне редко попадает в громоотвод

Молниезащита тросовая

Немного физики

При образовании грозовых облаков происходит разделение зарядов. Мельчайшие капли воды приобретают отрицательные и положительные заряды, при этом отрицательные заряды скапливаются преимущественно в нижней части кучевого облака.

1. На поверхности земли, а также на зданиях и сооружениях под заряженным облаком скапливаются индуцированные заряды противоположного знака, то есть положительные.

   Нюансы разделения зарядов

2. Между землей и облаками увеличивается напряженность электрического поля. Появляется разность потенциалов, достигающая миллионов вольт. Данной разницы достаточно для образования разряда, коим и является молния.
3. Разряд молнии начинается со ступенчатого лидера. Под этим понимается слабосветящийся разряд, который движется по направлению от облака к земле со скоростью 50 000 км/сек. Путь молнии прокладывае

Громоотвод в частном доме — предназначение и принцип работы

Предназначение громоотвода (а, если сказать более точно и правильно, то молниеотвода) – защита строений и морских судов от разрушительного воздействия молний. Принцип действия этого устройства основывается на том, что острые металлические штыри способны извлекать электрический заряд из тех наэлектризованных предметов, в чью сторону эти штыри «смотрят».
Состоят эти устройства из одного или нескольких металлических штырей, установленных сверху здания, обращенных острыми концами вверх и электрически соединенных с землей. Посмотрите статью про заземление частного дома, где предложена пошаговая инструкция. Во время грозы разряд молнии, попадая в проводник грозозащиты, проходит по нему в землю, не причиняя защищенному строению никакого вреда.

Впервые этим явлением воспользовался, открыв его, Франклин, затем, во Франции, подобные опыты воспроизвели Далибар и Делор в 1752-ом году.

Старые французские инструкции по устройству громоотводов предписывают проводить проводник от защищаемого дома не прямо в земле, а специально для этого вырытом канале (либо трубе) наполненных древесным углем, являющихся более лучшим, нежели почва, проводником электричества. Проводник же, проходящий в земле, необходимо проводить до колодца (который, возможно, даже только ради этого и вырыт), где конец проводника должен опускаться в воду.

Математически выведено, что в стандартного типа строение, имеющее два этажа (размерами 10*10*10 метров), находящееся обособленно и вдалеке от деревьев и других построек, один раз в полсотни лет обязательно попадает разряд молнии. Из этого следует, что живя всю жизнь в таком доме, мы рискуем быть сожженными вместе с семьей. В случае же, если подобное строение является дачей и в грозовое время там никого нет, то есть риск остаться без него.

Молния является импульсным разрядом электричества весьма значительной силы тока, который появляется вследствие накопления заряда внутри грозовых облаков. Величина силы тока такого импульса может доходить до 200 кА. Молнии такой силы случаются довольно редко, однако, разряды с силой до 100 кА происходят регулярно. При прохождении разряда молнии по разным материалам, происходит большое выделение тепла. Именно это и становится причиной возникновения пожаров и разрушений.

Пресса и всемирная паутина изобилует статьями о том, какова территория распространения защитного действия определенной конструкции грозозащиты. Однако, все подобные материалы составлялись, исходя из того, что молния обязательно пробивает по наименьшему расстоянию. Это предположение не верно. Ведь наименьшим расстоянием между точками всегда будет прямая, а, если взглянуть на молнию, то видно, что она далеко таковой не является. Бьет молния не по наименьшему расстоянию, а по пути минимального сопротивления электрическому току. Во время грозы этот путь может принимать весьма причудливые формы, что связано с ионизацией воздуха.

С помощью математического моделирования показано, что наиболее надежную защиту можно обеспечить при помощи металлической сетки, растянув ее на высоте 1-1.5 метра от крыши, либо штырем из металла, высота которого в несколько раз выше строения. Однако, возводить подобные конструкции не каждый станет, в результате чего, приходится искать компромиссные решения.

Выполняя громоотвод, необходимо позаботиться о безопасности. Ведь, если конструкция закреплена непрочно, то порыв ветра может запросто сорвать ее, что может вызвать повреждение дома, находящихся рядом автомашин и вызвать травматизм у людей.

Трубы из кирпича обязательно должны оборудоваться штырями. Хотя кирпичная труба и выполнена из керамики, но очень часто она бывает влажной, пропитанной конденсатом и смолами, значительно снижающими электроизоляционные свойства. Это может послужить проводником разряда молнии внутрь дома. Трубы, выполненные из металла, можно просто заземлять.

Антенны телевидения и разные другие конструкции из металла (это относится и к спутниковым тарелкам), находящиеся на крыше, либо на стенах дома, тоже способны притягивать молнии. Связано это с тем, что все они электрически соединены с устройствами, которые подключены к электросети. Поэтому, все подобные конструкции должны быть заземлены.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

Молниеотвод — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Молниеотвод на памятнике

Молниеотвод — устройство, устанавливаемое на зданиях и сооружениях и служащее для защиты от удара молнии. В быту также употребляется некорректное, но более благозвучное «громоотвод».

Принцип действия

Во время грозы на Земле появляются большие индуцированные заряды, и у поверхности Земли возникает сильное электрическое поле. Напряжённость поля особенно велика возле острых проводников, и поэтому на конце молниеотвода зажигается коронный разряд. Воздух вблизи громоотвода в результате коронного разряда сильно ионизируется. Вследствие этого напряжённость электрического поля вблизи острия уменьшается (как и внутри любого проводника)^[1], индуцированные заряды не могут накапливаться на здании и вероятность возникновения молнии снижается. В тех же случаях, когда молния всё же возникает (такие случаи очень редки), она ударяет в молниеотвод и заряды уходят в Землю, не причиняя разрушений^[2].

Устройство

Молниеотвод на церкви

Состоит из трёх связанных между собой частей:

• молниеприёмник — служит для приёма разряда молнии и располагается в зоне возможного контакта с каналом молнии; в зависимости от защищаемого объекта может представлять собой металлический штырь, сеть из проводящего материала или металлический трос, натянутый над защищаемым объектом.
• заземляющий проводник или токоотвод — проводник, служащий для отвода заряда от молниеприёмника к заземлителю; обычно представляет собой провод достаточно большого сечения.
• заземлитель — проводник или несколько соединённых между собой проводников, находящихся в соприкосновении с грунтом; обычно представляет собой металлическую плиту, заглублённую в грунт.

Элементы молниеотвода соединяются между собой и закрепляются на несущей конструкции. Поскольку вероятность поражения наземного объекта молнией растёт по мере увеличения его высоты, молниеприёмник располагается на возможно большей высоте либо прямо на защищаемом объекте, либо как отдельное сооружение рядом с объектом.

Радиус защитного действия молниеотвода определяется его высотой и приближенно рассчитывается по формуле:

R=1,732 x h,

где h — высота от самой высокой точки дома до пика молниеотвода.

Повысить радиус действия молниеотвода без увеличения высоты можно, если разместить на его острие источник гамма-излучения, который будет ионизировать воздух. С увеличением мощности источника увеличивается радиус действия молниеотвода, который таким образом можно увеличить до 100 и более метров^[3].

Иногда молниеотвод встраивается в декоративные элементы здания или сооружения (флюгеры, навершия колонн и т. д.).

История

Виды молниеотводов

1) Платиновый наконечник громоотводного стержня. 2) Проволочный кабель, зажатый наконечником. 3) Проволочный кабель с наконечником. 4) Соединение верхней части чтержня а, который для сбережения места укорочен и обломан на чертеже. 5, 6) Пучки из стержней. 7, 8, 9 и 10) Скрепления основания стержня с деревянными частями крыши. 11 и 12) Муфты для соединения проводников. 13) Скрепление основания стержня с проводником, загибающимся вниз. 14) Конец подземного проводника, опущенный в воду колодца. 15, 16, 17) Подземные части проводника. 18) Якорь и корзна с углем — подземная оконечность проводника. 19) Защита порохового погреба, система Мельсана. 20) То же — по французской системе. 21) Защита высокого здания.

Рисунки из статьи «Громоотвод»
(«Военная энциклопедия Сытина»)

Считается, что молниеотвод был изобретён Бенджамином Франклином в 1752 году, хотя есть свидетельства о существовании конструкций с молниеотводами и до этой даты (например, высокие мачты, обитые медью у храмов в Древнем Египте, подобные сооружения у храма царя Соломона в Иерусалиме^[4], Невьянская башня, бумажные змеи Жака Рома^[5]).

В России первые громоотводы были созданы М. В. Ломоносовым и Г. В. Рихманом в 1753 г.^[6]

Описание первого способа защиты от молний появляется в ежегоднике «Альманах Бедного Ричарда». «Способ этот таков, — писал Франклин. — Возьмите тонкий железный стержень (каким, например, пользуются гвоздильщики) длиною достаточною для того, чтобы три-четыре фута одного конца опустить во влажную землю, а шесть-семь другого поднять над самой высокою частью здания. К верхнему концу стержня прикрепите медную проволоку длиной в фут и толщиной с вязальную спицу, заостренную как игла. Стержень можно прикрепить к стене дома бечевкой (шнуром). На высоком доме или амбаре можно поставить два стержня, по одному на каждом конце, и соединить их протянутой под коньками крыши проволокой. Дому, защищенному таким устройством, молния не страшна, так как острие будет притягивать её к себе и отводить по металлическому стержню в землю, и она уже никому не причинит вреда. Точно так же и суда, на верхушке мачты которых будет прикреплено острие с проволокой, спускающейся вниз на палубу, а затем по одному из вантов и обшивке в воду, будут предохранены от молнии»^[7][6].

Природные молниеотводы

Лиана в кроне тропических деревьев при попадании молнии отводит электрический ток в землю и сгорает при этом, но защищает дерево подобно громоотводу^[8].

См. также

Примечания

1. ↑ Калашников С. Г., Электричество, М., ГИТТЛ, 1956, гл. XVI «Разряды в газах», п. 193 «Молния», с. 429;
2. ↑ Под ред. Г. С. Ландсберга. Том 2. Электричество и магнетизм. Глава VIII // Элементарный учебник физики. — 12-е изд. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. — ISBN 5-9221-0135-8.
3. ↑ Мухин К. Н. Глава 8, §33, часть 6. Радиоактивный громоотвод // Занимательная ядерная физика. — М.: Атомиздат, 1969. — С. 203. — 145 000 экз.
4. ↑ Мезенцев В.А. Этот загадочный мир. — М.: Московский рабочий, 1975. — Тираж 50 000 экз. — С. 130
5. ↑ Приключения великих уравнений. n-t.ru. Проверено 7 мая 2018.
6. ↑ ^{1 2} Николай Горькавый Сказка о трёх богатырях, которые сразились с «электрическим драконом» // Наука и жизнь. — 2017. — № 2. — С. 81-89. — URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/30634/
7. ↑ З. С. СЕМЕНОВА «КТО ОХОТИТСЯ ЗА МОЛНИЕЙ?» (недоступная ссылка — история). Проверено 18 августа 2008. Архивировано 24 мая 2013 года.
8. ↑ БИНТИ Лесные громоотводы // Наука и жизнь. — 2017. — № 10. — С. 29.

Ссылки

Принцип действия и конструкция молниеотвода

Как ни странно, но от многих людей можно услышать интересную фразу: «Я боюсь грозы».  При этих словах можно улыбнуться, особенно человеку хоть немного знакомому с физикой и природой этого явления. А таких людей, я думаю, большинство, так что «не надо бояться человека с ружьем». Бояться надо молнию, которая, как известно намного опережает звук раската грома. И как не грустно это звучит, то если попали под удар молнии, то грома из той самой тучи вы, к сожалению, не услышите. Но все равно в народе многие называют устройства по защите от ударов молний «громоотводами», хотя правильно называть молниеотвод. Все мы знаем, что разряды молний происходят только  в теплое время года, это связано с большой разницей температур на поверхности земли и в атмосфере, за счет чего возрастает скорость движения частиц в дождевых облаках и как следствие появление более высокого электростатического поля, разряд которого и происходит в виде молний. Если кто бывал на высоких зданиях или парашютных вышках во время грозы, тот наверняка знает как «кусаются» металлические предметы на большой высоте из-за появления индуцированного электромагнитного поля. Поэтому же принципу работает и молниеотвод, который благодаря своему расположению, высоко над защищаемым зданием принимает на себя индуцированные заряды грозовыми облаками, и на его конце зажигается так называемый коронный разряд (стекающий в землю) и уменьшает тем самым напряженность электрического поля на здании. Если так можно сказать классический вид молниеотвода согласно историческим документам, впервые придумал и предложим для использования (и как мы знаем успешно) в 52 году 18 века Б. Франклин, опубликовав статью «Способ защиты от молний» в популярном ежегоднике носившим название «Альманах Бедного Ричарда».  Эта дата и есть день рождение «громоотвода» или молниеотвода. Из чего же состоит молниеотвод (и по сей день), придуманный Франклином: Во-первых, молниеприёмник, который, исходя из названия, необходим для приема разряда молнии. Располагается он как можно выше над защищаемым сооружением. Классический молниеприёмник представляет собой металлический штырь, или большое количество штырей соединённые между собой металлическим тросами и представляющие что-то наподобие сети, такие устройства необходимы для защиты больших площадей. Во-вторых, токоотвод – специальный металлический проводник с довольно крупным сечением, и как видно из названия, который  обязателен и необходим для единственной цели,  служить проводником для электрического заряда молнии от молниеприёмника, до  третьей части молниеотвода, называемая заземлителем. В-третьих, заземлитель, такое же конструктивное устройство, как и для заземления всевозможного электрооборудования от поражения электрическим током. Заземлитель находится в земле (грунте) и представляет собой или металлическую плиту (чем площадь больше, тем лучше)  или же большое количество толстых металлических стержней соединенных между собой. В заключение, добавлю, что все эти три части надежно закрепляются между собой, а степень защиты зданий или конструкций (электрические подстанции, мосты и т.п.) зависит от высоты расположения первой части молниеотвода — молниеприёмника. Причем высота (в специальной формуле) учитывается не от поверхности земли, а от расположения самой высокой точки защищаемого сооружения. Вот на этом мы и закончим рассказ о молниеотводе или «громоотводе».   *** Автор: klon S.N.

виды, классификация, нормы, типы зон

Атмосферные явления с образованием молний, сопровождаемых яркими вспышками света, громом, называют грозами. Молнии – это грозовые разряды электричества, возникающие между облаками и Землей; внутри облаков.

Попадание молнии в дом

Опасность для жизни людей, сохранности промышленных, общественных строений, высотных инженерных сооружений – дымовых труб, антенн телевидения, радиосвязи, включая сотовую; вышек, опор электрических сетей; технологического оборудования, расположенного на открытых промышленных площадках, например, для ректификационных колонн предприятий нефтепереработки представляют молнии первого типа.

Необходимость устройства молниезащиты связана с тем, что напряжение при грозовых разрядах достигает 50 млн. В, а сила тока – до 100 тыс. А; с выделением огромного количества световой, звуковой и тепловой энергии. Грозовые разряды являются электрическими взрывами, сходными с детонацией, наносящими разрушения строениям, ломающими деревья, послужившие им источниками заземления; травмируют, контузят людей, что нередко приводит к их гибели.

Молниезащитой называют комплекс технических решений, что надежно обеспечивают безопасность людей, предохранение строений различного назначения, высотных объектов; технологического, инженерного оборудования производственных объектов; коммуникаций инфраструктуры населенных пунктов, линий электропередач как от прямых ударов грозовых разрядов, электромагнитной, электростатической индукции, так и от передачи электротока через металлоконструкции, коммуникации.

Заземление и молниезащита – это то, чем согласно нормам должны быть оборудованы промышленные здания, инженерные коммуникации, а также другие объекты. Кроме того, пункт 4 статьи 50 Федерального закона РФ №123-ФЗ предписывает в качестве одного из способов исключения источников зажигания устраивать защиту от молний для зданий, оборудования для повышения уровня пожарной безопасности на объектах.

Нормы устройства молниезащиты

Учитывая, что строения, сооружения, технологические установки, коммуникации довольно сильно отличаются по своему устройству, исполнению разработаны государственные, ведомственные, корпоративные нормы; стандарты, правила проектирования для организации оптимальной, эффективной защиты от грозовых разрядов для каждого типа объектов – от производственных объектов, где она впервые стала применяться, до жилых домов.

В основе норм, что регламентируют создание технической защиты от молний, опыт организации электрической безопасности строений разного вида, назначения, с учетом особенностей, присущих современным постройкам, сооружениям и коммуникациям инфраструктуры, связи.

Требования к молниезащите изложены во многих официальных документах. Проектирование, расчет молниезащиты ведется на основании следующей нормативно-технической базы:

• «Правил устройства электроустановок». В настоящее время действует седьмое и некоторые главы шестого издания этого основополагающего документа, без знания требований которого невозможно проектирование любых видов, типов электрических установок, оборудования, аппаратуры защиты от поражения электротоком, включая молниезащиту. Промышленная безопасность защищаемых объектов с категориями по взрывопожарной опасности помещений, зданий также невозможна без этого вида защиты от высоковольтных разрядов электрического тока. Это учитывают требования по организации, исполнению молниезащиты для различных видов строений, инженерных сооружений, электрических коммуникаций, указанные в нескольких главах ПУЭ. Главы 2.4, 2.5 – для воздушных линий электропередач с рабочим напряжением меньше и больше 1 кВ соответственно, включая карту районирования территории России с указанием длительности гроз в году, что необходимо при проектировании систем, устройств молниезащиты. Глава 4.2 – для распределительных устройств, электрических подстанций напряжением больше 1 тыс. В. Глава 4.3 – для преобразовательных подстанций, установок.
• РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений». Ее предназначение видно из названия. Несмотря на то что документ утвержден еще Министерством энергетики Советского Союза, по согласованию с Госстроем, он действует и сегодня.
• Некоторые ее положения неизбежно устарели, не успевая за научно-техническим прогрессом, поэтому при проектировании современных технических систем, устройств защиты от грозовых разрядов пользуются российскими ГОСТ, идентичными стандартам Международной электротехнической комиссии; а также отечественными инструкциями по молниезащите, вышедшими в свет позднее.
• Один из этих документов СО 153-34.21.122-2003, разработанный тем же коллективом ученых, регламентирует устройство молниезащиты как строений, так и инфраструктурных коммуникаций.
• ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010, ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010, представляющие собой две части одного национального стандарта о менеджменте рисков при защите объектов от грозовых разрядов. В первой части сформулированы общие принципы, во второй – методики оценки рисков гибели, получения травм от поражения электротоком людей; полного/частичного разрушения объектов, общественных коммуникаций; экономических потерь от попадания молний.
• Важно, что при этом рассматриваются такие факторы, как пожарная безопасность, так как в расчетах учитываются пространства с огнеопасной средой – воздушной смесью паров горючих жидкостей, газов, пыли.
• ГОСТ Р МЭК 62561.1-2014. Это первая часть национального стандарта об элементах систем защиты от молний, касающаяся требований к их частям, соединениям.
• ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014 – к проводникам, электродам заземления.
• ГОСТ Р МЭК 62561.3-2014 – к распределительным разрядникам.
• ГОСТ Р МЭК 62561.4-2014 – к элементам крепления.
• ГОСТ Р МЭК 62561.5-2014 – к смотровым колодцам, уплотнителям электродов заземления.

Требования к проектированию, устройству заземления, защиты от молний электроустановок, оборудования зданий, линий электропередач в СССР также устанавливал СНиП 3.05.06-85 об электротехнических устройствах. Сегодня действует свод правил, выпущенный как его актуализированная версия – СП 76.13330.2016.

Помимо норм, действующих на территории РФ, следуют упомянуть сходные требования к системам защиты от грозовых зарядов, применяемые в союзных государствах. В Республике Казахстан – это СП РК 2.04-103-2013 об устройстве молниезащиты объектов, вышедший взамен аналогичной инструкции СН РК 2.04-29-2005; в Республике Беларусь – технический кодекс ТКП 336-2011 о защите от молний объектов, инженерных коммуникаций.

Тип зон молниезащиты

Под системами защиты от молний объектов, инженерных, коммуникаций и технологического оборудования понимают внешние и внутренние технические устройства, позволяющие защитить их как от прямого воздействия ударов молний, так и от вторичных воздействий – электрических, электромагнитных полей, сопровождающий грозовой разряд.

Различают активные и пассивные системы защиты от молний.

Пассивная, способная перехватить молнию до ее разряда на конструкции строительного объекта, корпуса оборудования или части инженерного, коммуникационного сооружения, и отвести заряд в землю, состоит из следующих элементов:

• Приемника молний.
• Молниеотводов.
• Заземляющих устройств.

В активной системе к этим неотъемлемым элементам добавляются устройства, генерирующие восходящий поток ионов, притягивающий к себе грозовой разряд.

Проектируются, монтируются несколько видов систем молниезащиты – стержневая, тросовая, которые по результатам проведенных расчетов, в зависимости от количества стержней/тросов, их расстановки/расположения, конфигурации площади защиты, могут создавать два типа зон молниезащиты:

• А. Степень надежности защиты – от 99, 5%.
• Б – от 95%.

Виды систем молниезащиты

На практике, если строительный объект, технологическая установка, вышка, столб, антенна инженерных коммуникаций полностью находится в зоне защиты от попадания молний, вероятность их поражения грозовым электрическим разрядом стремится к нулю.

Классификация зданий и сооружений по устройству молниезащиты

Существуют следующие категории молниезащиты строительных объектов, зависящие от назначения, значимости, класса пожарной опасности и возможности взрыва; пожарной нагрузки – наличия, количества, вида взрывопожароопасных материалов; региональной частотности грозовых разрядов; зафиксированных попаданий молний:

• I категория, имеющая наивысший уровень защиты от возможного прямого попадания молний в объект. Это производственные объекты с наличием взрывоопасных зон классов опасности В-I, II. Тип зоны защиты – А.
• II категория. Это здания производственного, складского назначения, открытые площадки как с хранением ЛВЖ, ГЖ, так и с установленным на них технологическим оборудованием, где они обращаются; а также взрывоопасные производства, наружные установки классом опасности ниже В-Iа. Тип зоны защиты для технологического оборудования, установленного на открытых промышленных площадках – Б; для объектов – А или Б в зависимости от прогнозируемого количества грозовых разрядов в год.
• III категория. К ней относятся строительные объекты различного назначения III–V степеней стойкости к огню в районах, где годовая продолжительность гроз больше 20 часов. Основной тип молниезащиты – Б.

Определить все основные параметры системы защиты от попадания молний для любого конкретного объекта можно по таблице 1 РД 34.21.122.

Виды молниезащиты

Система молниезащиты в зависимости от категории объектов может быть нескольких видов:

• Защищающая от прямых ударов. Устройства, используемые для этого, называют молниеотводами, состоящими из несущей опоры, в качестве которой может служить сам строительный объект, приемника разряда, токоотвода и заземлителя. Применяют как стержневые, тросовые молниеотводы, так и металлическую сетку, уложенную на кровлю защищаемого объекта. Для воздушных линий электропередач используют грозозащитные тросы, принимающие разряд молнии.
• От электростатической индукции. Осуществляется путем подсоединения всего электрооборудования к системе заземления объекта.
• От электромагнитной индукции. Для этого в местах соединений устраиваются токопроводящие перемычки между участками трубопроводов, эстакад.
• От заноса электрического потенциала, вызванного грозовым разрядом. Для этого все входящие в здания, сооружения коммуникации, включая металлическую оболочку электрических кабелей напряжением до 1 тыс. В, заземляются. Воздушные линии электропередач на подходах к объекту оборудуют грозозащитными тросами, а на опорах монтируют разрядники, ограничители перенапряжения.

Средства и способы молниезащиты

К средствам защиты от грозовых разрядов электричества относят:

• стержневые приемники молний;
• грозозащитные тросы;
• сетчатые молниеприемники;
• токоотводы;
• контуры заземления строительных объектов.

Варианты исполнения молниезащиты бывают двух видов:

• Внешний, защищающий от прямого воздействия высокопотенциального электрического разряда, способного вызвать разрушения, взрывы и пожары, за счет его отвода в землю для рассеивания энергии.
• Внутренний. Для защиты от вторичных факторов прямого или близкого к защищаемому объекту удара молнии. Для этого используют различные типы специальных приборов, называемых УЗИП – устройствами защиты от импульсных перенапряжений.

Молниезащита здания

Установка молниезащиты, испытание молниезащиты по окончании монтажных работ производится организациями, выполняющими электротехнические работы.

Эксплуатация молниезащиты не требует дополнительных затрат, рассчитана на длительный период. Но, осмотр молниезащиты на предмет обнаружения механических повреждений приемников разряда, токоотводящих, заземляющих элементов, связей между ними все же обязателен.

Проверка молниезащиты позволяет собственникам объектов, руководству предприятий, организаций быть уверенными, что она не подведет в опасный грозовой период.

конструкция, принцип работы и монтаж

Несмотря на высокий уровень развития технологий, жизнедеятельность человека во многих аспектах «привязана» к природным явлениям. Так, например, защита от удара молнии — обязательный фактор безопасности при постройке как жилых, так и промышленных зданий. В качестве одного из наиболее эффективных средств по решению этой задачи рассматривается активная молниезащита.

Что такое молния

Под определением «молния» подразумевается мощный электрический разряд в результате происходящих в атмосфере процессов. Во время движения воздушных масс накапливается электростатическая энергия, а после достижения критических величин происходит «пробой» — поток заряженных электронов, направленный к земле.

Примерный алгоритм явления будет следующим:

1. Формируется нисходящий лидер (стример) — часть электронов из накопленного потенциала облака.
2. Формируется восходящий лидер — состоит из потенциала, накопленного на поверхности земли.
3. Происходит соединение частей — причина разряда.

В силу высокой скорости протекания процесса сторонний наблюдатель не может заметить отдельные его этапы и воспринимает их как однородное явление.

Молния — чрезвычайно опасное явление с хаотичной локализацией. Попадание такого разряда в здание способно не только вывести из строя всю электронику, но и поразить людей, находящихся внутри. Молния может стать причиной повреждения или возгорания самой конструкции постройки. В таком контексте вполне естественно, что громоотвод — обязательный элемент защиты современных зданий.

к содержанию ↑

Разновидности молниезащиты

Исходя из специфики функционирования и конструкции систем молниезащиты, их можно разделить на две категории:

1. Пассивная защита. Состоит из простого молниеприемника (металлический шпиль), токопровода и заземления. Так как молния попадает с большей вероятностью в объекты на возвышении, шпиль монтируется на крыше здания, а после попадания в него молнии просто уводит поток частиц в землю.
2. Активная защита от молнии — предполагает более сложную конструкцию молниеприемника, но в остальном аналогична предыдущему варианту.

Основное отличие между типами защиты заключается в том, что в первом случае расчет идет на вероятность удара в молниеприемник, в то время как во втором случае система сама провоцирует удар молнии.

к содержанию ↑

Принцип работы

Активная молниезащита была разработана сравнительно недавно, но, по заявлениям исследователей, способна существенно повысить безопасность защищаемого объекта.

Принцип действия заключается в следующем:

1. По мере приближения грозового облака к объекту защиты активируются специальные конденсаторы в конструкции активного молниеприемника, в которых начинает накапливаться заряд.
2. После того как напряжение заряда достигает необходимых значений, производится разряд с напряжением до 200 000 вольт с последующим формированием восходящего лидера.
3. Так как статический заряд облака тоже достиг критического показателя, это приводит к образованию пробоя, и молния попадает в активный молниеприемник.

В результате работы такой системы происходит разрядка потенциала грозовой тучи, что практически полностью исключает вероятность повторного удара по объектам в пределах защищенной области.

к содержанию ↑

Особенности устройства

Как и у любой системы, у активной молниезащиты можно выделить ряд особенностей. В числе характерных преимуществ:

1. Большая зона охвата. Монтаж активной молниезащиты позволяет защитить большую территорию по сравнению с аналогом, функционирующим по пассивному принципу. Дело в том, что, несмотря на присутствие молниеприемника (пассивного) на крыше, молния может ударить, например, в расположенный во дворе столб линии электропередач или иной возвышающийся объект. Подобное исключается в случае использования активного молниеприемника, так как элемент сам провоцирует разряд.
2. Компактность. Несмотря на усложненное устройство активного приемника молний, его габариты остаются достаточно компактными, что не только упрощает процесс установки системы и снижает нагрузку на несущие конструкции, но и практически не привлекает внимания. Это позволяет устанавливать систему на любых строениях, вне зависимости от их архитектурного стиля.
3. Эффективность. Активный молниеотвод обеспечивает более высокий уровень защиты не только строения, но и близлежащих территорий.

Важным преимуществом выступает и полная автономность системы. Активный молниеприемник не требует подключения к электросети, поэтому может использоваться для защиты локально расположенных объектов вроде газовых подстанций.

Что касается недостатков системы, здесь выделяют лишь сравнительно высокую цену оборудования и то, что некоторые ученые не подтверждают существенного повышения уровня защиты объекта от использования системы. К слову, первое частично компенсируется за счет того, что в силу большего охвата территории для защиты крупных объектов и территорий потребуется меньшее количество приемников, чем в случае с пассивными аналогами.

к содержанию ↑

Определение уровня защиты объекта от попадания молнии

Как и большинство систем, молниеотвод активного типа монтируется в условиях необходимого уровня защиты объекта от попадания молнии. Этот критерий требует индивидуального расчета — следует учитывать ряд факторов:

1. Среднегодовая продолжительность гроз. Речь идет о том, что в зависимости от территориального расположения вероятность поражения конкретного строения будет меняться. Соответственно, чем дольше и чаще происходят грозы, тем выше вероятность попадания разряда.
2. Плотность попадания молний. Показатель рассчитывается на километр площади. Чем выше плотность молний, тем более мощной молниезащиты требует здание.
3. Особенности рельефа. Важным при расчетах будет и конкретное расположение объекта на ландшафте. Специфика явления такова, что большему риску подвержены строения, расположенные на возвышенностях.
4. Используемые материалы. Использование металлических кровельных материалов и обилие металла среди элементов каркаса способны повлиять на вероятность попадания молнии.

 

Более подробную информацию по вопросу можно почерпнуть из нормативного документа «Инструкция по молниезащите зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» СО 153-34.21.122-2003. Однако стоит принять во внимание, что применение данной системы на территории РФ отдельно не регламентируется. Это важно учитывать как на этапе вычисления уровня защиты объекта, так и во время монтажа самой системы.

к содержанию ↑

Подбор комплектующих

Если подготовительная сторона вопроса ясна, можно переходить к подбору комплектующих частей для формирования системы. Первое, что следует определить — схема молниезащиты.

В большинстве случаев система будет состоять из следующих элементов:

1. Активный молниеприемник — основная часть всего молниеотвода, которая устанавливается непосредственно на крыше строения. От качества этого элемента будет зависеть эффективность работы всей системы. Его конструкция может отличаться большей или меньшей сложностью (количество излучающих электродов, конденсаторы и пр.), поэтому при выборе важно рационально соотнести желание сэкономить и реальную эффективность работы.
2. Токоотводы — части системы, предназначенные для передачи переданного на приемник заряда к заземлителю. При их выборе необходимо обращать внимание на качество материалов изготовления, диаметр элементов. При прохождении энергии заряда молнии токоотводы будут нагреваться до высоких температур, из чего и следует исходить в процессе подбора компонентов.
3. Заземлитель — важный элемент, который осуществляет непосредственную передачу энергии молнии в землю. Конструкционно — эта часть не отличается сложностью (металлический стержень необходимой длины), однако при выборе необходимо обратить внимание на материал. Например, стальные заземлители могут покрываться слоем меди, что способствует повышению их эффективности.

Здесь же можно упомянуть и элементы крепежа, которые стоит выбирать, исходя из качества изготовления.

к содержанию ↑

Правила установки

Что касается непосредственной установки молниезащиты, здесь важно учитывать ряд факторов. Молниеприемник должен быть закреплен на высоте. Речь идет о том, что этот элемент важно расположить как самый высокий объект в защищаемой зоне: несмотря на активный принцип действия, это будет способствовать увеличению его эффективности. Количество токоотводов должно соответствовать количеству приемников — важно обеспечить их равномерное распределение по каркасу строения.

Несмотря на то, что повышенная эффективность активной молниезащиты — предмет дискуссий, все большее число людей отдают ей предпочтение, но выбирать систему защиты дома от молнии необходимо индивидуально.

Активная молниезащита: конструкция, принцип работы и монтаж