Нажмите "Enter" для пропуска содержимого

Молниезащита частного дома: устройство, типовые схемы

  Как работает громоотвод

Наиболее эффективный способ избежать возгорания в результате удара молнии – громоотвод. Ничего более полезного и действенного пока человечество не изобрело, значит, идеальный вариант – поставить токоотвод, не дожидаясь, когда испортится погода. Тем более, смастерить защиту своими руками не составит труда. Давайте разберемся, что это такое и как работает.

Молниеотвод – это внешнее защитное устройство в виде вверх направленного металлического острия или горизонтальной металлической сетки на крыше, предназначенное для защиты построек от пагубного влияния молнии во время грозы. Устройство устанавливают либо на отдельно стоящей высокой мачте (дереве), или на крыше постройки. Обратная сторона токоотвода заземляется с помощью проводника. Гром — это всего лишь звуковая волна: отвести его от зданий и сооружений невозможно, и не имеет смысла это делать.

Внутренняя защита дома от перепадов напряжения в электросети в случае грозы – система УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений).

Заводские системы защиты зачастую насыщены ионизатором, что еще больше усиливает защиту от удара молнии – так как вероятность притягивания заряда именно громоотводом в таком случае увеличивается в разы. Но самостоятельно изготовить  «умный» механизм вряд ли удастся – это довольно сложно и затратно.

Громоотвод состоит из молниеприемника, токоведущего соединения, которое уходит в землю, и контура заземления.

Когда стоит позаботиться о защите от удара молнией?

  1. В том случае, если дом расположен на почве с близким залеганием грунтовых вод. Естественно вероятность того, что заряд попадет близко или именно в сооружение гораздо выше. 
  2. У вас установлено большое количество электроники и прочего высокотехнологичного оборудования. Работающие приборы на самом деле не притягивают молнию. Но при резком скачке напряжения в сети в результате удара заряда рядом с высоковольтными линиями молния может представлять огромную опасность для электрооборудования.
  3. Частные дома всегда нуждаются в громоотводах, так  как вряд ли рядом находятся высокие здания, вышки, заводские устройства для защиты от удара молнии.
  4. Металлическая кровля в любом случае стимулирует притягивание зарядов в грозу, поэтому на металлочерепице или профнастиле практически всегда рекомендуется установка громоотвода.

Принцип работы молниеотвода заключается в следующем:

  • Молния стремится к предметам с наибольшей проводимостью (дерево, высокое здание и другое). Приближаясь к земле, она движется по пути наименьшего сопротивления в направлении, где произошло скопление индуцированных зарядов противоположного значения.
  • Токоотвод должен располагаться выше всех расположенных рядом зданий – все, что находится выше устройства для защиты от молнии, будет притягивать заряд к себе. Весь энергетический импульс уйдет в землю через заземляющий шлейф, тем самым, обеспечив безопасность зданию.
  • И если частный дом расположен в регионе, где грозы – частое явление, грех  не предпринимать меры и не заняться монтажом громоотвода. Ведь заряд молнии опасен не только для проводки, электроники и самого здания, но и для людей, живущих в этом доме.

Как устроена защита от молнии

Из вышеизложенного следует стратегия устройства молниезащиты: направить вероятный электрический разряд по безопасному для нас пути и застраховаться, таким образом, от неприятностей. С этой целью на достаточной высоте устанавливается молниеприемник, который предназначен для захвата грозового разряда.

 Схема устройства молниеотвода
Схема устройства молниеотвода

Далее электрический ток величиной порядка 100000А проходит по токоотводу к заземлителю. Последний обеспечивает связь защитной системы с грунтом. Таким образом, удар молнии минует защищаемые объекты и поглощается землей.

Данная система защиты повсеместно распространена и носит название пассивной. Существует активные молниеотводы, которые имеют ионизатор, провоцирующий удар молнии. Это увеличивает вероятность защиты объекта от поражения. Стоит такого вида молниеотвод немало, и его монтаж сложно сделать своими руками.

Дерево в качестве громоотвода

Для создания молниеотвода своими руками подойдет обычное дерево. При этом его высота должна превышать уровень крыши здания примерно в 2,5 раза. Расстояние до дома не должно быть меньше 3 м.

Один конец пятимиллиметровой проволоки приваривают к заземляющему устройству и закапывают соединение в землю. Оставшийся конец будет приемником. Его подводят к верхушке дерева.

Разновидности громоотводов

Современные защитные устройства могут представлять собой как отдельные компоненты, так и комплексные элементы крыши и сооружений.

Какие бывают токоотводы:

  1. Стержневой металлический штырь с заземлением. 
  2. Горизонтальная конструкция в виде труб и уголков – тросовая защита (подходит для черепицы и ондулина), смонтированная по всему периметру конька – как самой верхней точки здания.
  3. Устройство в виде металлической сетки, установку проводят на коньке.
  4. Иногда громоотвод представляет собой целое произведение искусства – ковка на самой верхней точке кровли, зачастую даже на минуту не напоминает молниеотвод, но выполняет именно эту функцию.

Как правило, на кровле не из металла устанавливают молниеприемник в виде металлического троса – крепится на штырях на безопасном расстоянии от кровли.

Громоотвод своими руками — пошаговая инструкция

В первую очередь стоит определиться, какой вид молниеотвода планируется установить и какой подходит именно для данной кровли. Следующая последовательность действий поможет правильно подготовиться к сооружению и монтажу громоотвода.

  1. Рассчитываем параметры нашей защитной конструкции – высота штыря или периметр сетки, длина троса, длина токоотвода.
  2. Выясняем безопасное место расположения заземления молниезащиты.
  3. Определяем зону действия громоотвода.

Условно радиус защиты равен высоте штыкового токоотвода. Также расстояние можно определить визуально – геометрически это определяют по углу наклона в 45 градусов от вершины защитного устройства по отношению к поверхности земли.

Как сделать громоотвод в доме

Если вы умеете работать со сварочным аппаратом, то вы легко сможете сделать громоотвод своими руками. Провести токоотвод и сделать заземление также несложно. Единственное, где лучше прибегнуть к помощи специалиста — это установка УЗИП в щитки дома.

Простейший молниеотвод можно сделать из куска арматуры диаметром 10 мм и более и длиной 2-6 м. Штырь нужно заострить сверху болгаркой и прикрепить к трубе или фронтону хомутами либо анкерными болтами. Второй вариант громоотвода — это заваренная по краям стальная труба 3/4˝. Главное, чтобы сварка была качественной. Самостоятельное изготовление молниеотвода позволяет сэкономить на устройстве молниезащиты 60-100$ — именно по такой цене можно купить громоотвод промышленного производства.

Токоотвод делают из стального прута диаметром 10 мм. Понятно, что такую трассу придется делать из отдельных частей, сваривая их между собой или скрепляя специальными переходниками. Это неизбежно, но необходимо продумать путь токоотвода так, чтобы соединений прутков было как можно меньше. Прут лучше заказать уже согнутый, чтобы не сгибать его подручными средствами.

При монтаже токоотвода используют держатели, можно

При монтаже токоотвода используют держатели, можно металлические, но лучше их композитного непроводящего материала. Чтобы не было пробоя, токоотвод прокладывают не менее чем в 30 см от любых металлических элементов: водостоков, оконных решеток, отливов.

Последний этап — это устройство заземляющего контура. Делается он по такому же принципу, что и заземление в частном доме:

  • вдали от дорожек и крыльца выкапывается траншея глубиной 2 м;
  • в дно траншеи вбиваются вертикально три стальных уголка 40×40 мм на расстоянии 1,5-2 м друг от друга;
  • поверх уголков приваривают стальную полосу толщиной 5 мм и более;
  • к стальной полосе приваривают токоотвод;
  • контур заземления для молниезащиты закапывают, при этом он должен быть не менее чем в метре от поверхности.

Так как сделать заземление в доме линейного типа не всегда возможно, контур часто замыкают в форме равностороннего треугольника. Независимо от формы контура токоотвод к нему приваривают так, чтобы соединение возвышалось над уровнем земли минимум на 25 см.

При монтаже молниезащиты здания важно помнить четыре правила:

  1. Нельзя красить ни молниеприемник, ни токоотвод, ни заземляющие стержни, иначе молниезащита просто не будет работать.
  2. Тщательно проверяйте все соединения и не один раз — через них будет проходить заряд в миллионы вольт.
  3. Старайтесь не использовать разнородные материалы: в месте соединения стали с медью со временем начнется электрохимическая коррозия, которая сильно увеличит сопротивление на этом участке.
  4. Контролируйте влажность грунта около заземляющего контура. В засушливые дни песчаные и супесчаные грунты нужно периодически проливать водой, поскольку в сухом песке заземление теряет эффективность.

Кроме того, не забывайте о правилах работы на высоте: всегда используйте страховку, никогда не ходите по кровле непривязанные и не работайте на крыше в очень жаркие дни.

Установка стержневого молниеотвода

Для монтажа стержневой системы понадобится высокая станина. Ее функции сможет выполнять, например, мачта ТВ-антенны. Приемник фиксируют к ней сварным или болтовым соединением.

Установка токоотвода и заземлителя осуществляется так же, как описано выше, когда речь шла о тросовой молниезащите. После завершения установки следует протестировать сопротивление системы. Максимально допустимый показатель — 10 Ом.

Когда нужно монтировать громоотвод в частном доме

Опять надо вспомнить немного теории о молниях – станут понятнее действия во время монтажа громоотвода. Молний может быть несколько типов, но нас интересует только направление облако-земля. На начальной стадии появляются стримеры, которые в дальнейшем соединяются и образуют ступенчатые лидеры. Именно они ярко светятся и стремительно направляются к земле.

Молния земля-облако

Молния земля-облако

По мере приближения увеличивается напряжения эклектического поля на земле, все имеющие в ней электроны устремляются верх и в самой высокой точке выбрасывают навстречу ответный стример. Он соединяется с лидером, цепь замыкается, электрический разряд уходит в землю. Канал нагревается до 20000–30000°С, воздух расширяется и создает сильные звуковые волны (гром).

Теперь будет понятнее, когда надо монтировать на дом молниеотводы.

  1. Если земля в данной местности имеет большое количество ионов. Такие зоны располагаются в переувлажненных участках, именно они могут накапливать большое количество заряда. Обратите внимание, как часто в вашей местности бывают молнии, поговорите со старожилами. Если они не могут вспомнить случаев попадания молнии в какие-либо объекты, то монтировать молниеотвод нет никакой необходимости.
  2. Дом расположен на землях, способных накапливать заряд, удары молнии в этой местности не редкость. Установка молниеотвода обязательна, но нужно строго соблюдать правила монтажа и выполнять предварительные расчеты.
Стоит позаботиться о защите дома от молний

Стоит позаботиться о защите дома от молний

Самостоятельный монтаж молниезащиты

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что монтаж защиты от молний можно осуществить своими руками без привлечения наемных работников. Конечно, если вы обладаете элементарными навыками монтажных работ. В противном случае следует пригласить специалиста. Если вы все же решили осуществить монтаж громоотвода собственными руками, то сначала следует выполнить проектирование и расчет молниезащиты. Этот процесс не вызовет затруднений. Мы коротко расскажем о проектировании молниезащиты и ее самостоятельном монтаже на примере установки громоотвода со стержневым молниеприемником. Это самый популярный вариант защиты от грозы загородной недвижимости.

Громоотвод со стержневым приемником молний обеспечивает защиту в виде воображаемого конуса, c вершиной на конце молниеприемника. Во внутреннюю зону этого конуса, для обеспечения надежной защиты строения от молний, должен попадать весь объект.

На приведенном рисунке мы видим, что часть дома не

На приведенном рисунке мы видим, что часть дома не попала в зону защиты, поэтому необходимо перенести молниеприемник на середину дома или увеличить его высоту. Лучшим местом для монтажа штыря молниеприемника является конек крыши или печная труба. Расчет высоты стержневого приемника рассчитывается по следующей формуле.

 Rx — нижний радиус защиты воображаемого конуса, к

  • Rx — нижний радиус защиты воображаемого конуса, который необходимо замерить рулеткой на поверхности земли;
  • Ha — высота активной зоны защиты от молний, которая замеряется от земли до наивысшей точки воображаемого конуса;
  • Hx — самая высокая точка частного дома, которая может находиться на коньке кровли, печной трубе или на других элементах конструкции;
  • H — высота стержня молниеприемника.

После расчета длинны стержня молниеприемника следует определиться с его местоположением и проложить воображаемую трассу монтажа токоотвода от стержня до места установки заземлителя. На этом проектирование и расчет молниезащиты закончен и можно приступить непосредственно к монтажу громоотвода.

Монтаж заземлителя

В первую очередь следует смонтировать заземляющий контур. Для выполнения работ вам понадобится следующий инструмент и материалы:

  • болгарка с отрезными кругами, сварочный аппарат, кувалда, молоток и лопата;
  • стальной уголок 40×40 для вертикальных штырей и полоса 40×5 для перемычек.

Заземлитель следует монтировать недалеко от стены дома. Выбираем место и выкапываем равностороннюю треугольную траншею глубиной 70 см со сторонами 1.2 метра. До стены дома также необходимо прокопать траншею для укладки токоотвода. В углах треугольника забиваем отрезки стального уголка на глубину 2 метра.

К концам штырей приваривается полоса. К одному угл

К концам штырей приваривается полоса. К одному углу контура приваривается стальная полоса и выводиться на стену дома, где к ней будет присоединен токоотвод от молниеприемника. Траншея закапывается и утрамбовывается. Заземлитель готов к подключению токоотвода.

Монтаж приемника молний

Лучшим местом для крепления стержня молниеприемника является печная труба, расположенная вблизи конька кровли. Крепить мачту удобнее всего кронштейнами с хомутами на концах.

Альтернативным вариантом крепежа штыря молниеприем

Альтернативным вариантом крепежа штыря молниеприемника является его установка на специальную опору на коньке дома.

На заключительном этапе монтажа к нижнему концу ст

На заключительном этапе монтажа к нижнему концу стержня крепится токоотвод при помощи хомута с резьбовым соединением.

Монтаж токоотводов

Токоотвод, металлический провод диаметром не менее 6 мм прокладывается непосредственно по кровле и стене дома, к месту выхода соединительной стальной полосы от контура заземления. Вся конструкция крепится к кровле и стенам дома пластиковыми или металлическими хомутами с опорой.

Нижний конец провода токоотвода закрепляется на ме

Нижний конец провода токоотвода закрепляется на металлической полосе заземлителя с помощью резьбового соединения.

На этом монтаж внешней грозозащиты закончен, но ес

На этом монтаж внешней грозозащиты закончен, но если не установить блок внутренней защиты от перенапряжений, то ваша система защиты от молний будет неполной.

Установка УЗИП

Устройство защиты от импульсных перенапряжений полностью обесточивает электрическую сеть дома при возникновении мощного индукционного поля, то есть вторичного поражающего фактора молнии. Модуль устанавливается в распределительный щиток по следующей схеме.

После установки УЗИП ваша молниезащита частного дома получает полностью законченный функциональный вид. С этой системой ваша недвижимость и бытовая техника надежно защищены от атмосферных электрических разрядов.

Внешняя молниезащита

Принцип работы. Молниеотвод улавливает молнию и перенаправляет удар в землю. Чтобы молния гарантированно попала в громоотвод, его ставят как можно выше: на крышу дома, специальную мачту или, например, на растущее рядом высокое дерево.

Защитная зона. Перед покупкой или изготовлением молниеотвода выполняют расчет его защитной зоны. Устройство должно быть расположено так, чтобы молния гарантированно попала в него, а не в дом.

Что такое молниезащита

Молниезащита — это система, которая защищает здание от молнии. Молниезащита, громозащита и грозозащита — это одно и то же. Все термины верны, но специалисты чаще оперируют словом молниезащита.

Виды молниезащиты дома. Молниезащита бывает внешней и внутренней.

Внешняя — это громоотвод, который напрямую контактирует с разрядом молнии. Его также называет молниеотводом — это тоже правильно. Громоотвод защищает от удара молнии здание и людей в нем.

Внутренняя молниезащита обеспечивает безопасность электропроводки. Компоненты внутренней системы — это, например, устройство защиты от импульсных перенапряжений — УЗИП.

Поражающие факторы разрядов атмосферных разрядов

Технология создания защиты от грозы напрямую связана с поражающими факторами атмосферных электрических разрядов. Любое природное явление влияет на окружающую среду с той или иной степенью воздействия. Молния не является исключением и ее поражающие факторы можно разделить на следующие два вида.

  1. Первичный. Это прямой удар электрического разряда в объект недвижимости. Последствия от такого попадания могут быть самыми плачевными. Конструкция дома может получить серьезные повреждения или просто сгореть от возникшего пожара. Не исключается и гибель людей от поражения электрическим током. Вся включенная в сеть бытовая техника и электроприборы однозначно выйдут из строя. Первичный фактор поражения молнией создает самый опасный вариант развития событий, способный создать массу проблем жильцам частного дома, коттеджа или дачи.Вторичный. Менее опасный поражающий фактор атмосфе
  2. Вторичный. Менее опасный поражающий фактор атмосферного электрического разряда, конечно, по сравнению с прямым попаданием, но тоже способный доставить много неприятностей собственнику частного владения. Дело в том, что молния, разрядившаяся недалеко от дома, формирует мощное индукционное поле, создающее скачек питающего напряжения в электрической проводке. Такое перенапряжение способно полностью  вывести из строя бытовую технику и электроприборы.

Защитить свою собственность от вторичного поражающего фактора можно простым отключением электроприборов от питающей сети на весь период времени прохождения грозового фронта. Для эффективной защиты от прямого попадания молнии необходимо выполнить монтаж молниезащиты в коттедже, частном доме или на даче.

Установка громоотвода и дополнительного защитного оборудования позволит избежать негативных последствий от воздействия разряда на вашу жилую собственность и на проживающих в ней людей, независимо от типа поражающего фактора. Далее мы рассмотрим виды и категории молниезащиты.

Пошаговая инструкция изготовления громоотвода

Наиболее простыми вариантами для дачного громоотвода является стержневой и тросовый, их вы сможете реализовать своими руками.  Чтобы не допустить ошибок и лишних затрат при монтаже молниеотвода, соблюдайте следующую последовательность.

Стержневого

Для сооружения громоотвода стержневого типа выполните следующие манипуляции:

  • Подготовьте место для установки громоотвода – уберите все лишние предметы и обеспечьте ровную поверхность для фиксации.
  • Установите металлический стержень в узел крепления, который придаст достаточную устойчивость при ветровых нагрузках, и зафиксируйте его болтовым соединением или сваркой.
    Рис. 11: узел крепления
    Рис. 11: узел крепления
  • Закрепите узел с молниеприемником на крыше. Если конструктивные особенности крыши не позволяют сделать это непосредственно на самой поверхности, зафиксируйте узел крепления на фронтоне.
  • Установите на крыше и поверхности стен кронштейны или стальные стержни для фиксации токоотвода.
    Рис. 12: узлы фиксации токоотвода
    Рис. 12: узлы фиксации токоотвода

Расстояние между ними и их высота подбирается таким образом, чтобы проводник не провисал к поверхности крыши и стен.

  • Закрепите токоотвод – в местах крепления он не должен выскальзывать или выпадать из гнезда.
  • Обеспечьте надежный электрический контакт металлических соединений в местах подключения молниеприемника, токоотвода и заземлителя.
    Рис. 13: болтовое соединение проводников
    Рис. 13: болтовое соединение проводников

Тросового

Монтаж тросового громоотвода выполняется идентично. В зависимости от конкретной ситуации трос может натягиваться гибким тросом между опорами или устанавливаться на кронштейнах. В первом случае молниеприемник будет провисать при изменении натяжения, поэтому крепление на кронштейне жесткой медной или стальной проволоки куда выгоднее. Такая процедура выполняется в следующей последовательности:

  • Установите кронштейны по коньку крыши, способ их крепления выбирается в зависимости от местных условий.
    Рис. 14: установите кронштейны
    Рис. 14: установите кронштейны
  • Закрепите проволоку в кронштейнах, фиксируется при помощи болтовых соединений или зажимов.
    Рис. 15: закрепите проволоку в кронштейнах
    Рис. 15: закрепите проволоку в кронштейнах
  • Длину молниеприемника отрезайте с запасом, а лишние отрезки загибаются вверх по краям крыши.
    Рисунок 16: концы молниеприемника
    Рисунок 16: концы молниеприемника
  • Установите токоотвод от троса к заземлителю;
  • Соедините все три элемента при помощи сварки (для стальных конструкций) или болтовых соединений для других металлов.

Окончив установку любого из предложенных типов, обязательно проверьте сопротивление всей конструкции. В идеале проверка выполняется при помощи моста, но в домашних условиях подойдет и обычный мультиметр или контрольная лампочка.