Громоотвод необходим в первую очередь потому, что заряд, накапливаемый в грозовых облаках, способен нанести немало ущерба в случае его попадания в жилые постройки.
Почему опасны молнии? Обычно их мощность составляет 100 000 А, но иногда этот показатель достигает 200 000.
Попадая во что-либо, такой мощный поток энергии вызывает нагрев, который в свою очередь становится причиной пожаров.
Именно поэтому в домах необходима , чтобы не было опасности возникновения возгорания, а заряд отводился в землю.
Конструкция громоотвода
Громоотвод должен состоять из этих элементов:
- молниеприемник (принимает на себя заряд, перехватывая его);
- токоотвод (его функция - направление принятого тока в полость земли);
- заземлитель (позволяет обеспечить соединение дома, прибора и земли).
Система громоотвода должна быть выполнена в соответствии с учетом конструктивных особенностей элементов.
Важно, чтобы металл применялся в производстве всей системы один и тот же.
Молниеприемник для громоотвода своими руками
Приемником послужит стержень, выполненный из стали. Он должен быть выше самой верхней точки дома. Основные особенности:
- сечение 50 мм квадратных;
- проволока катанка должны быть с диаметром восемь мм;
- стержень можно заменить установить медный, но тогда сечение должно составить 35 мм.
Молниеприемником может быть даже водосточная труба, поскольку она состоит из металла.
Также можно остановиться на , кровле, если таковые аналогичным образом произведены из металла.
Схема монтажа будет выглядеть следующим образом:
Громоотвод в доме устанавливается в случае, если кровля произведена из алюминия, железа, меди.
Важно, чтобы материал был целостным, иначе ток не попадет в отводящие элементы.
Также нельзя допускать при обустройстве громоотвода наличие теплоизоляционного материала крыши.
Вообще покрытий быть не должно. Исключение - тонкий слой краски, которая призвана придавать антикоррозийный эффект.
Для соединения всех элементов громоотвода необходимо использовать цельную арматуру.
Если толщина материала крыши превышает установленные значения:
- для алюминия это 7 мм;
- для меди 5 мм;
- для железа 4 мм.
Также, если покрыта теплоизоляционным материалом, в качестве молниеприемника нужно использовать трубу.
Если кровля разделена на несколько отдельных элементов, соединить их можно арматурой.
Токоодвод для громоотвода своими руками
Токоотводом послужит тот же материал, из чего состоят молниеприемник. Помогут сделать расчет сечения следующие показатели:
- алюминий - 25 мм квадратных;
- медь - 16 мм квадратных;
- сталь - 50 мм квадратных.
Непосредственно установка молниезащиты не предполагает токоотвод, который ведет по долгому пути.
Длина должна быть максимально короткой. Также нельзя допускать поворотов и, тем более, острых углов.
В таком случае возрастает вероятность, что на повороте появится искра, которая приведет к возгоранию.
Токоотвод состоит из металлической полосы и проволоки катанки. Он может быть проведен внутри стены, если она не состоит из легко воспламеняемого материала.
Крепление осуществляется металлическими скобами в любом случае. Если стены легко воспламеняемые, токоотвод нужно устанавливать не ближе, чем за 10 сантиметров от них.
Если вы проводите на этапе строительства , проследите, чтобы между проводами и токоотводом было расстояние больше 10 см.
Внимание: изолировать и окрашивать элементы громоотвода нельзя!
Как сделать заземлитель для громоотвода
Заземлители производят из таких материалов:
- медь - сечение 50 мм квадратных;
- сталь - сечение 80 мм квадратных.
Как установить заземлитель?
Очень легко: потребуется создать яму глубиной около 1-2 метра, вставить прутья из стали или меди, сварить их между собой, закрепить и подключить арматурой.
Все элементы проще устанавливать из стали, поскольку она считается в качестве оборудования для громоотводов наиболее надежной.
Чтобы избежать , лучше установить молниеприемник как можно выше.
.jpg)
Отлично, если возле дома есть высокое дерево, на которое и будет установлен элемент системы.
Заземлитель устанавливается не ближе, чем 1 метр от стены дома. Это обусловлено тем, что необходимо достаточно места для распределения отведенной энергии.
В противном случае в доме может возникнуть короткое замыкание, будут перепады напряжения.
Также необходимо помнить, что от дорог и заборов, особенно если они состоят из металла, должно быть не меньше 5 метров до заземлителя.
Почему важно устанавливать молниерпиемник как можно выше? В таком случае он сможет захватывать энергию с молнии под большим углом. Чем ниже приемник - тем хуже осуществляется захват.
Поможет вам найти ответы, на интересующие вас вопросы.
Молниеотвод представляет собой защитное устройство, в котором система проводников отводит электрический разряд в землю. Молниезащита - важнейший элемент обеспечения безопасности жильцов и имущества, находящихся в здании. При желании и наличии определенных знаний, вполне реально соорудить громоотвод своими руками.
Принцип действия и устройство
Система защиты от молнии состоит из трех компонентов:
- молниеприемник;
- токоотвод;
- заземлитель.
Схема устройства представлена на рисунке ниже.
Функция приема разряда молнии возлагается на молниеприемник. По токоотводам электричество поступает в заземлительный контур, который передает разряд в грунт.
Молниеприемник
Существует три разновидности молниеприемников:
- стержневой;
- штыревой;
- сетчатый.
Также в качестве приемника может выступать сама крыша.
Стержневой приемник представляет собой металлический штырь, установленный на станине (на кровле, рядом со зданием, на высоком дереве). С помощью токоотвода (проводника) штырь соединяется с заземлительным контуром. Для изготовления громоотводов применяют медь, алюминий или сталь. Причем первая- оптимальный вариант с точки зрения качества защиты, а самые дешевые приемники производятся из стали.
Сечение молниеприемника стержневого типа должно составлять не менее 35 кв. мм, если речь идет о меди, и 70 кв. мм - для стальных устройств. Длина штыря колеблется от 50 до 200 см.
Стержневые приемники обычно выглядят эстетично, однако площадь их покрытия не слишком большая. Для расчета покрываемой территории от наивысшей точки штыря прочерчивают мысленную линию к уровню земли под углом 45 градусов. Защищенным является все пространство, оказавшееся в треугольнике по периметру. Ввиду маленькой зоны действия, стержневые громоотводы используют для защиты небольших домов, банных построек, гаражей и т.п.
Обратите внимание! Молниезащиту можно как сделать своими руками, так и приобрести готовую.
Сеточные молниеприемники выполняются в виде металлических сеток и представляют собой арматурный каркас с ячейками размером от 3 до 12 м. Толщина арматуры - в среднем 6 мм. Сетку размещают на определенной высоте над материалом кровли, оставляя зазор не менее 15 см. Наиболее подходящие объекты для применения сеточных систем - большие кровли (многоквартирные дома, торговые центры, промышленные и складские здания и т.п.).
Тросовый приемник располагается на двух или четырех мачтах, связанных друг с другом проволокой из стали или алюминия. Трос протягивают по коньку крыши, используя деревянные бруски, которые выступают в качестве опор. Наименьший рекомендуемый диаметр троса - 5 мм.
По сравнению со стержневыми описываемые устройства покрывают гораздо большую площадь. С точки зрения эффективности тросовые системы лучше, чем стержневые или сеточные приемники справляются с задачей защиты от молнии. Особенно распространены такие системы на шиферных кровлях.
Иногда в качестве молниеприемника используют саму крышу. Это возможно, когда кровля изготовлена из профнастила, металлической черепицы и любых других материалов, в основе которых есть металл. Существуют требования, которые дисквалифицируют конструкционный материал кровли, если его толщина меньше 4 мм (иначе возможно его прожигание молнией). Также не допускаются какие-либо горючие материалы, способные легко воспламениться.
Токоотвод
Для изготовления проводников применяют шестимиллиметровую медную, стальную или алюминиевую проволоку. Соединения с другими элементами системы - молниеприемником и заземлительным контуром - выполняют посредством болтов или сварных швов. Токоотвод нуждается в качественном изолировании от окружающей среды (подойдут кабель-каналы). Еще одно требование - выбор для токоотвода самого краткого пути от молниеприемника к заземлительному устройству.
Заземлитель
Заземлительный контур располагают неподалеку от здания. При этом выбирают место, находящееся вне прогулочной территории и поближе к какому-либо ограждению. Электрический заряд, поступающий к заземлительному контуру через токоотвод, через металлические стержни отводится в грунт. Стержни вкапывают в землю на глубину примерно 80-100 см. Их размещают таким образом, чтобы они при соединении формировали треугольник.
Подготовительные мероприятия
Перед тем как сделать громоотвод необходимо провести подготовку. Причем по важности этот этап ничем не отличается от собственно процесса установки молниезащитной системы. Понадобится произвести расчеты согласно формуле, подобрать материалы и найти правильное место для установки молниезащиты.
Формула расчета
Молниезащита - достаточно сложная и ответственная в силу выполняемых задач система. При ее планировании необходимы точные расчеты и оценка потенциальных рисков. В то же время необходимости в чрезмерно сложных математических вычислениях нет. Нужно лишь определить зону действия системы, исходя из формул. Для стержневого молниеотвода существуют коэффициенты, применяемые для расчета нужной высоты устройства. Используется такая формула:
Она подходит для громоотводов высотой до полутора метров, что вполне достаточно для обеспечения защиты частного дома от ударов молнии.
Материал для громоотвода
Для создания защитной системы понадобятся конструкционные материалы. Придется сделать выбор из стали, меди или алюминия. При этом площадь необходимого поперечного сечения будет отличаться, что продиктовано разным сопротивлением каждого вида из перечисленных металлов. Чтобы объяснить сказанное более наглядно, внизу приведена таблица, в которой указаны минимальные требования к компонентам молниезащиты, исходя из вида металла:
| Материал | Молниеприемник | Токоотвод | Заземлитель | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Площадь сечения, мм | Диаметр, мм | Площадь сечения, мм | Диаметр, мм | Площадь сечения, мм | Диаметр, мм | |
| Медь | 35 | 7 | 16 | 5 | 50 | 8 |
| Сталь | 50 | 8 | 50 | 8 | 100 | 11,5 |
| Алюминий | 70 | 9,5 | 25 | 6 | Не применяется | |
Исходя из данных, представленных в таблице, оптимальный выбор материала - медь. Однако наиболее дешевым вариантом громоотвода, изготовленного своими руками, является сталь.
Токоотвод отличается меньшим сечением в сравнении с другими компонентами защитной системы. Рекомендуется постепенно увеличивать его толщину от приемника к заземлительному контуру.
Совет! При создании молниезащиты желательно применять один и тот же вид металла для всех элементов конструкции.
Для изготовления молниезащиты необходимы такие материалы и инструменты:
- Молниеприемник. В случае со стержневой системой понадобится металлический заостренный штырь. Также подойдет ТВ-мачта или антенна для приема радиосигналов. В продаже имеются готовые приемники, например, GALMAR или SCHIRTEC.
- Металлическая проволока нужного сечения.
- Устройства для заземления (металлические штыри, трубы или лента).
- Пластиковые фиксаторы, скобы, болты.
- Инструменты для выполнения работы (сварочный аппарат, электродрель, молоток, лопата).
Место установки
Громоотвод следует располагать на наиболее высокой точке из имеющихся на участке. При этом нужно помнить про защитную конусообразную зону. Громоотвод должен находиться в таком месте, чтобы здание полностью было покрыто защитой. Получается, что, чем более отдален громоотвод от дома, тем выше он должен быть.
По финансовым соображениям предпочтительнее разместить молниеприемник на кровле здания. В этом случае не понадобится сооружение высокой опоры, которая к тому же вряд ли будет эстетически привлекательной.
Совет! Не рекомендуется установка громоотвода в центральной части крыши. Лучше поставить приемник с краю кровли и зафиксировать его к стене. При таком подходе уменьшается риск попадания молнии в какую-либо часть кровли.
Отдельный вопрос - правильное размещение заземлительного устройства. При ударе молнии высокомощный разряд проходит в землю и в этот момент рядом с заземлителем не должны находиться живые существа. Поэтому разработаны требования к минимальным расстояниям от заземления к стене дома - 1 м и до пешеходных дорожек - 5 м. Заземляющее устройство должно быть установлено в таком месте, где нет вероятности нахождения людей. К тому же, вокруг заземлителя следует установить ограждение и поставить рядом предупреждающий знак.
Обратите внимание! Эффективная работа заземления возможна только во влажном грунте. Это нужно учитывать при выборе места для заземлительного контура. Если постоянно мокрый участок отсутствует, следует задуматься об искусственном орошении.
Установка тросового молниеотвода
Прежде всего нужно протянуть проволоку по коньку кровли. Она будет выступать в качестве приемника для молнии. Если крыша изготовлена из пожароопасных материалов (древесина, пластиковая черепица и т.п.), проволоку следует расположить на высоте не менее 15 сантиметров от материала. При этом поддерживающую для нее функцию будут выполнять пластиковые фиксаторы. Концы проволоки закрепляют на металлических мачтах (их называют горизонтальными приемниками).
Токоотвод фиксируют к приемнику с помощью сварочного аппарата болтовыми соединениями или заклепками. На смежные участки наносят изоляцию. На кровле токоотвод закрепляют скобами, а на стенах - пластиковыми фиксаторами. Проводник лучше разместить в кабельном канале, чтобы избежать пагубного воздействия на него влажности.
Заземление создают так:
- Копают траншею глубиной от 80 см.
- Забивают в дно ямы металлические штыри.
- Соединяют их стальной трубой или лентой. Для этого используют сварочный аппарат.
- Отводят ленту к участку соединения с токоотводом.
- Состыковывают токоотвод с заземлителем.
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.
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.
Уход за конструкцией
Металлические устройства чувствительны к отрицательным воздействиям окружающей среды. Чтобы избежать развития коррозийных процессов и сохранить рабочие свойства металлов, необходимо регулярно проводить осмотры системы защиты от молнии.
С наступление весны - перед началом грозового сезона - необходимо провести визуальное исследование всех компонентов системы. В процессе эксплуатации металл бывает настолько поврежден, что не обойтись без замены деталей.
Особое внимание следует уделять контактам. Некачественный контакт приводит к размыканию системы и возгоранию. Если нужно, их прочищают от окиси.
Подземную часть молниезащиты также нужно проверять. Однако ввиду трудоемкости процесса, разрешается делать это не каждый год, а один раз в трехлетний период.
Молниезащита – настолько важный элемент обеспечения безопасности жильцов и здания, что браться за ее создания стоит только при полной уверенности в своих знаниях и опыте. Если этого чувства недостаточно, лучше поручить выполнение работы профессионалам.
Многие частные домовладельцы уделяют недостаточно внимания защите своих владений от поражения разрядами молнии, до тех пор, пока «петух не клюнет». Одной из причин, побуждающих обустроить громоотвод в частном доме своими руками является попадание молнии на подворье. И хорошо, если это будет не дом, а какой-либо менее важный объект.
Громоотвод: делать или нет?
Физический износ электросетей старого жилого сектора, нуждающиеся в ремонте электроустановки, эксплуатируемые в сельских домах, растущие в геометрической прогрессии дачные постройки делают проблему молниезащиты достаточно актуальной. При этом владелец любой формы собственности должен четко понимать, что от своевременно принятого решения и его практической реализации зависит жизнь близких и окружающих его людей.
Грозозащитой принято считать недопущение поражения прямым ударом молнии людей, коммуникаций, построек, а также проявление ее вторичных признаков. О долговечной и безопасной эксплуатации дома стоит позаботиться еще на стадии его проектирования. Пользуясь установленными стандартами (ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010 «Защита от молнии» Ч.1 и Ч.2), можно определиться с выбором защиты, его экономической выгодой. Неоспоримо одно: громоотвод для дачного дома, коттеджа, загородного строения будет тем надежнее, чем он дороже.
Внимание! Несерьезное отношение к вопросу изготовления и установки молниеотвода, недостаток знаний, опыта может только усугубить ситуацию. Поэтому, лучше не делать никакой громоотвод, чем сделать его неправильно.
Виды молниезащиты
Предотвращение попадания прямых разрядов молнии в сооружение (здание) считают внешней молниезащитой. Сохранение в целости коммуникации и оборудования от индуктивных наводок, поражения зарядами молнии электрических сетей, проникновение по системе заземления в здания предполагает внутреннюю грозозащиту. В зависимости от того, как работает громоотвод, его эффективность можно оценить четырьмя категориями:
- 1 – 98% (самая высокая, степень защищенности);
- 2 – 95%;
- 3 – 90%,
- 4 – 80%.
Громоотвод: принципиальные факторы
Устройство громоотвода представляет собой не что иное, как возвышающуюся над попадающей в зону защиты дома конструкцию, сквозь которую разряд молнии, обходя дом (дачу, коттедж, пр.), отводится в грунт.
Она состоит:
- из принимающего на себя силу разряда молниеприемника,
- транспортирующего его токоотвода (спуска),
- заземлителя – «гасящего» разряд в почве.
При этом дом по высоте должен быть ниже, чем громоотвод (разница составляет порядка 200 см), располагаться в непосредственной близости от него или даже под отводом. Слишком высокая защита тоже не желательна, иначе она будет притягивать к себе молнии изо всей округи.
Пред тем, как сделать громоотвод, нужно не только продумать конструктивные его особенности, но и добиться максимальной эффективности во время работы. Обеспечить это можно только соблюдая определенные правила. Проведение предварительного расчета громоотвода с определением уровня защиты позволит собрать необходимый набор инструментов, расходных материалов.
Как он работает?
Принцип работы громоотвода основан на поиске заряда в воздухе, притягивании его, приеме и перенаправлении в заземление. Ведь, молния поражает в первую очередь металлические предметы, конструкции значительные по высоте и непосредственно контактирующие с землей.
Еще один важный этап, который предполагает громоотвод в частном доме своими руками: схема его исполнения. Это может быть от руки выполненный рисунок или серьезный чертеж с визуальным изображением проводников, штыря, заземлителя, креплений, пр. В нем должно быть описание каждого элемента, указан способ крепления и маршрут, по которому провод для громоотвода укладывается к месту заземления, само заземление.
Варианты исполнения
Молниеприемник принимает удар на себя, поэтому должен отвечать повышенным требованиям надежности при эксплуатации.
- Если он представляет собой стержень, то наилучшим материалом служит разнопрофильная прокатная сталь: водопроводные, газопроводные трубы, металлический прут. При их диаметре не менее 100 кв. мм длина должна составлять порядка 200 см от места фиксации на доме. Полые трубы с верхнего конца завариваются либо герметично укупоривают пробкой. Наиболее полная зона охвата защиты коттеджей, дачных и частных домов наблюдается при высоте стержневой конструкции не превышающей 30 м.
- Можно использовать трос (оцинкованный стальной канат). Несколько его нитей подвешивают горизонтально над домом на автономно стоящих опорах. Концы канатов обязательно заземляются. Нужно только правильно выбрать место подвешивания натянутой конструкции.
- Применение сетчатой защиты из катанки сечением 8 мм, уложенной на кровлю, или плоских стальных полос (сечением до 20 мм) тоже актуально. Более того, молниеприемник в виде сетки, соединенный с контуром заземления отдельно расположенными несколькими проводниками, считается самым эффективным, позволяющим обеспечить максимальный коэффициент защиты.
- Провод для громоотвода в качестве отводящего ток элемента должен быть в диаметре не менее 6 мм (надземная часть). Используется для этих целей все та же катанка. Кусок провода, уходящий землю, не должен быть тоньше 10 мм. В этом подземном участке выполняется соединение (сварочное, болтовое) с заземлителем.
- В качестве надежного заземления используют присыпанный грунтом лист металла (1 м х 1 м) или металлическую трубу, стержень, забитый в грунт не менее чем на 1,5-2,0 м. В месте обустройства заземления должен быть всегда влажный грунт – эффективный проводник. Долговечным будет заземление из меди, нержавейки.
Как уберечь дачу от поражения грозовым разрядом?
Дачники со своими «легкими» постройками, расположенными в малозастроенной местности, особенно подвержены риску возгорания от ударов молнии. Не остается ничего другого, как сделать громоотвод на даче. Наиболее уязвимые места попадания молнии: кромки фронтонов, окна в крыше, конек, особенно, если кровля деревянная или покрытая шифером.
Изготовить простейший громоотвод можно так:
- выбираются две противоположные дальние точки на параллельных фронтонах крыши;
- в них вертикально закрепляются бруски таким образом, чтобы их концы возвышались над верхней точкой конька крыши на 25 см, не менее;
- между брусьями вдоль кровли натягивается стальной провод (5-6 мм сечением).
- винтовым соединением к верхним частям бруса крепится основная часть из металла высотой 1,0-1,5 м громоотвода. Она может состоять из стального уголка, трубы (ᴓ 50 кв.мм.);
- труба для отвода продуктов сгорания в атмосферу закрывается абажуром из нержавейки, либо скруткой из проволоки, имеющей соединение с проводником.
- согласно схеме, самым оптимальным способом токоотвод прокладывается по наружной стене дома, где соединяется с заземлением, которое на 100-200 см закапывается в грунт.
Внимание! Устройство громоотвода предполагает установку отдельного сооружения со своим заземлением. Приспосабливать под него уже имеющееся бытовое заземление запрещается.
Организация грозозащиты: как все сделать правильно
Экономичный вариант защиты от попадания молнии представляет собой обыкновенный вертикально установленный стержень. Располагать его нужно отдельно от здания на столбе, высоком дереве. Высота установки напрямую влияет на вероятность попадания разряда в дом: чем стержень выше, тем вероятность меньше.
Перед тем, как сделать громоотвод в деревянном доме, нужно ознакомиться с выполнением комплексной защиты. Именно она сможет уберечь постройку и оборудование не только при прямой угрозе попадания разряда, но от разрушительного воздействия молнии, возникающего, порой, на расстоянии даже нескольких километров от вашего жилища.
Таблица Материалы и минимальные значения сечений элементов внешней МЗС
| Защита | Материал | Сечение, мм | Примечание |
|---|---|---|---|
| Естественный молниеприемник | железо толщиной 4 мм | * | оцинковка/нержавейка |
| (кожух резервуара, труба) | медь толщиной 5 мм | * | |
| алюминий толщиной 7 мм | * | ||
| Специальный молниеприемник | сталь | 50 | оцинковка/нержавейка |
| медь | 35 | ||
| алюминий | 70 | ||
| Токовод | сталь | 50 | оцинковка/нержавейка |
| медь | 16 | ||
| алюминий | 25 | ||
| Заземлитель | сталь | 100 | оцинковка/нержавейка |
| медь | 50 | трос | |
| алюминий | * | не применяется | |
| Проводник уравнительный | железо | 50 | оцинковка/нержавейка |
| медь | 16 | ||
| алюминий | 25 |
Принцип работы громоотвода комплексного типа основан на тесном взаимодействии наружного и внутреннего отведений, сходящихся в заземлении. Выбор материала для наружной конструкции зависит от угла наклона скатов кровли, их размера, декоративного кровельного покрытия и его свойств, отсутствия или наличия доборных элементов на крыше, антенны, пр.
Для внутренней ветви основополагающим элементом считается шина уравнивания потенциалов. Ее назначение – противодействовать сильному мощному заряду импульса, вызывающему перенапряжение поступающего в здание от ЛЭП или по разным коммуникациям. Токоотводы оборудуются как можно ближе к наружным углам дома.
При традиционном способе организации громоотвода нужно проследить, чтобы к грозозащите были подсоединены все токопроводящие (металлические) части крыши дома. Кровельное покрытие из металлического настила, если оно не будет тоньше 0,5 мм, может служить своеобразным проводником.
В случае активного комплекса мероприятий по защите от поражения током сопряжение всех выступающих металлических частей каркаса крыши не требуется: разряд проходит по пути наименьшей протяженности.
Как свидетельствует статистика, в последние годы природных катастроф становится все больше. И если цунами или землетрясения избежать невозможно, то сократить смертность и разрушения от поражения молнией в пределах досягаемости любого из нас. Выполнить простые мероприятия, не требующие значительных капитальных вложений при соответствующей подготовке под силу каждому. Нужно только следовать строгому алгоритму выполнения работ, использовать надежные материалы, не пренебрегать требованиями стандартов.
Уважаемые читатели! Инструкция объёмная, поэтому специально для вашего удобства мы сделали навигацию по ее разделам (см. ниже). Если у вас имеются вопросы по выбору, расчетам и проектированию систем заземления и молниезащиты, пожалуйста, напишите или позвоните , они с удовольствием помогут!
Введение — о роли заземления в частном доме
Дом только что построен или куплен - перед вами именно то заветное жилище, которое вы еще недавно видели на эскизе или фотографии в объявлении. А может быть вы живете в собственном доме уже не первый год, и каждый уголок в нём стал родным. Обладать своим личным домом замечательно, но вместе с ощущением свободы, в довесок вы получаете и ряд обязанностей. И сейчас мы не будем говорить о домашних хлопотах, речь пойдет о такой необходимости, как заземление для частного дома. Любой частный дом включает в себя следующие системы: электрическую сеть, водопровод и канализацию, газовую или электрическую систему обогрева. Дополнительно устанавливаются система охраны и сигнализации, вентиляции, система «умный дом» и др. Благодаря этим элементам, частный дом становится комфортной средой жизни современного человека. Но по-настоящему он оживает благодаря электрической энергии, которая приводит в работу оборудование всех указанных выше систем.
Необходимость заземления
К сожалению, электричество имеет и обратную сторону. У всего оборудования есть срок службы, в каждый прибор заложена определенная надежность, поэтому работать они будут не вечно. Кроме того, при проектировании или монтаже самого дома, электрики, коммуникаций или оборудования также могут быть допущены ошибки, которые способны сказаться на электробезопасности. В силу этих причин часть электрической сети может оказаться поврежденной. Характер аварий бывает разный: могут произойти короткие замыкания, которые отключаются автоматическими выключатели, а могут случиться пробои на корпус. Сложность в том, что проблема пробоя носит скрытый характер. Произошло повреждение проводки, поэтому корпус электрической плиты оказался под напряжением. При неправильных мерах заземления, повреждение никак себя не проявит, пока человек не прикоснется к плите и не получит удар током. Поражение электричеством случится из-за того, что ток ищет путь в землю, а единственным подходящим проводником послужит тело человека. Допускать этого нельзя.
Такие повреждения представляют наибольшую угрозу для безопасности людей, потому что для их раннего обнаружения, а, следовательно, чтобы защититься от них, обязательно нужно иметь заземление. В рамках данной статьи рассматривается, какие действия нужно предпринять по организации заземления для частного дома или дачи.
Необходимость установки заземления в частном доме определяется системой заземления, т.е. режимом нейтрали источника питания и способом прокладки нулевого защитного (PE) и нулевого рабочего (N) проводников. Также может быть важен тип питающей сети - воздушная линия или кабельная. Конструктивные различия систем заземления позволяют выделить три варианта электроснабжения частного дома:
Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП) объединяет все крупные токопроводящие части здания, в обычном состоянии не имеющие электрического потенциала, в единый контур с главной заземляющей шиной. Рассмотрим графический пример выполнения СУП в электроустановке жилого дома.
Вначале рассмотрим самый прогрессивный подход к электрическому питанию дома - систему TN-S. В этой системе PE и N проводники разделены на всем протяжении, и необходимости в установке заземления у потребителя нет. Нужно только завести PE-проводник на главную шину заземления, и далее развести с нее проводники заземления к электроприборам. Реализуется такая система как кабельной, так воздушной линией, в случае последней прокладывается ВЛИ (воздушная линия изолированная) с помощью самонесущих проводов (СИП).
Но такое счастье выпадает далеко не всем потому, что старые воздушные линии передачи используют старую систему заземления - TN-C. В чём же её особенность? В данном случае PE и N на всём протяжении линии прокладываются одним проводником, в котором совмещены функции и нулевого защитного и нулевого рабочего проводников - так называемый PEN-проводник. Если раньше использовать такую систему разрешалось, то с введением в 2002 году ПУЭ 7 изд., а именно пункта 1.7.80 применение УЗО в системе TN-C оказалось под запретом. Без использования УЗО ни о какой электробезопасности не может быть речи. Именно УЗО отключает питание при повреждении изоляции, как только оно произошло, а не в тот момент, когда человек прикоснется к аварийному прибору. Чтобы соблюсти все необходимые требования, систему TN-C необходимо модернизировать до TN-C-S.
В системе TN-C-S по линии так же прокладывается PEN-проводник. Но, теперь уже, пункт 1.7.102 ПУЭ 7 изд. говорит, что на вводах ВЛ к электроустановкам должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника. Выполняются они, как правило, у электрического столба, с которого выполняется ввод. При повторном заземлении производится разделение PEN-проводника на отдельные PE и N, которые и заводятся в дом. Норма повторного заземления содержится в пункте 1.7.103 ПУЭ 7 изд. и составляет 30 Ом, либо 10 Ом (при наличии в доме газового котла). Если заземление у столба не выполнено, необходимо обратиться в Энергосбыт, в чьём ведомстве находится электрический столб, распределительный щит и ввод в дом потребителя, и указать на нарушение, которое должно быть исправлено. Если распределительный щит находится в доме, разделение PEN нужно выполнить в этом щите, а повторное заземление сделать возле дома.
В таком виде TN-C-S успешно эксплуатируется, но с некоторыми оговорками:
- если состояние ВЛ вызывает серьезные опасения: старые провода находятся не в лучшем состоянии, из-за чего возникает риск обрыва или перегорания PEN-проводника. Это чревато тем, что на заземленных корпусах электроприборов окажется повышенное напряжение, т.к. путь тока в линию через рабочий ноль прервется, и ток вернется с шины, на которой выполнялось разделение, через нулевой защитный проводник на корпус прибора;
- если на линии не выполнены повторные заземления, то есть опасность, что ток повреждения перетечет в единственное повторное заземление, что также приведет к повышению напряжения на корпусе.
В обоих случаях электробезопасность оставляет желать лучшего. Решением этих проблем является система ТТ.
В системе ТТ PEN-проводник линии используется в качестве рабочего нуля, а отдельно выполняется индивидуальное заземление, которое можно установить возле дома. Пункт 1.7.59 ПУЭ 7 изд. оговаривает такой случай, когда невозможно обеспечить электробезопасность, и разрешает использовать систему ТТ. Обязательно должно быть установлено УЗО, а его правильная работа должна обеспечиваться условием Rа*Iа<=50 В (где Iа - ток срабатывания защитного устройства; Ra - суммарное сопротивление заземлителя). «Инструкция по устройству защитного заземления» 1.03-08 уточняет, что для соблюдения этого условия сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 30 Ом, а в грунтах с высоким удельным сопротивлением - не более 300 Ом.
Как сделать заземление дома?
Цель заземления для частного дома состоит в том, чтобы получить необходимое сопротивление заземления. Для этого используются вертикальные и горизонтальные электроды, которые в совокупности должны обеспечить необходимое растекание тока. Вертикальные заземлители подходят для монтажа в мягком грунте, тогда как в каменистом их заглубление связано с большими трудностями. В таком грунте подойдут горизонтальные электроды.
Защитное заземление и заземление молниезащиты выполняются общими, один заземлитель будет универсальным и выполнять оба назначения, об этом говорится в пункте 1.7.55 ПУЭ 7 изд. Поэтому полезно будет узнать, как унифицировать молниезащиту и заземление. Чтобы наглядно увидеть процесс монтажа этих систем, описание процесса заземления для частного дома будет разделено на этапы.
Отдельным пунктом следует выделить защитное заземление в системе TN-S. Исходной точкой для установки заземления будет тип системы питания. Различия систем питания были рассмотрены в предыдущем пункте, поэтому мы знаем, что для системы TN-S заземление монтировать не нужно, нулевой защитный (заземляющий) проводник приходит с линии - требуется только присоединить его к главной заземляющей шине, и в доме будет заземление. Но нельзя говорить, что дому не нужна молниезащита. Значит это лишь то, что мы, не обращая внимание на этапы 1 и 2, сразу можем перейти к этапам 3-5, см. ниже
Системы TN-C и TT всегда требуют установку заземления, поэтому перейдём к самому главному.
Защитное заземление устанавливается у столба, либо у стены дома, в зависимости от того в каком месте выполняется разделение PEN-проводника. Желательно располагать заземлитель в непосредственной близости от главной заземляющей шины. Отличия TN-C от TT лишь в том, что в TN-C место заземления привязано к месту разделения PEN. Сопротивление заземления в обоих случаях должно быть не более 30 Ом в грунте с удельным сопротивлением 100 Ом*м, например суглинке, и 300 Ом в грунте с удельным сопротивлением более 1000 Ом*м. Значения одинаковые, хоть и опираемся мы на разные нормативы: для системы TN-C 1.7.103 ПУЭ 7 изд., а для системы ТТ — на пункт 1.7.59 ПУЭ и 3.4.8. Инструкции И 1.03-08. Так как отличий в необходимых мероприятиях нет, будем рассматривать общие решения для этих двух систем.
Для заземления достаточно забить шестиметровый вертикальный электрод.
(кликните , чтобы увеличить)
Такое заземление получается очень компактным, установить его можно даже в подвале, никакие нормативные документы этому не противоречат. Необходимые действия для заземления описаны для мягкого грунта с удельным сопротивлением 100 Ом*м. Если грунт имеет сопротивление выше, требуются дополнительные расчеты, обратитесь к техническим специалистам ZANDZ.ru за помощью в расчетах и подборе материалов.
Если в доме установлен газовый котел, тогда, газовая служба может потребовать заземление с сопротивлением не более 10 Ом, руководствуясь пунктом 1.7.103 ПУЭ 7 изд. Данное требование должно быть отражено в проекте газификации.
Тогда для достижения нормы необходимо установить 15-ти метровый вертикальный заземлитель, который устанавливается в одну точку.
(кликните , чтобы увеличить)
Установить можно и в несколько точек, например, в две или три, соединив затем горизонтальным электродом в виде полосы вдоль стены дома на расстоянии 1 м и на глубине 0,5-0,7 м. Установка заземлителя в несколько точек послужит также для цели молниезащиты, чтобы понять каким образом, перейдем к её рассмотрению.
Перед тем как монтировать заземление, нужно сразу решить, будет ли выполняться защита дома от молнии. Так, если конфигурация заземлителя для защитного заземления может быть любой, то заземление для молниезащиты должно быть определенного типа. Устанавливаются минимум 2 вертикальных электрода длиной 3 метра, объединённые горизонтальным электродом такой длины, чтобы между штырями было не менее 5 метров. Данное требование содержится в пункте 2.26 РД 34.21.122-87. Монтироваться такое заземление должно вдоль одной из стен дома, оно будет являться своего рода соединением в земле двух спущенных с крыши токоотводов. Если токоотводов несколько, правильным решением выглядит прокладка контура заземления для дома на расстоянии 1 м от стен на глубине 0,5-0,7 м, а в месте соединения с токоотводом установка вертикального электрода длиной 3 м.
(кликните , чтобы увеличить)
Теперь настало время узнать, как сделать молниезащиту частного дома. Состоит она из двух частей: внешней и внутренней.
Выполняется в соответствии СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (далее СО) и РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (далее РД).
Защита зданий от разрядов молнии осуществляется с помощью молниеотводов. Молниеотвод представляет собой возвышающееся над защищаемым объектом устройство, через которое ток молнии, минуя защищаемый объект, отводится в землю. Оно состоит из молниеприёмника, непосредственно воспринимающего на себя разряд молнии, токоотвода и заземлителя.
Молниеотводы устанавливаются на кровлю таким образом, чтобы обеспечивалась надежность защиты более 0,9 по СО, т.е. вероятность прорыва через молниеприёмную систему должна быть не более 10%. Более подробно о том, что такое надежность защиты читайте в статье «Молниезащита частного дома» . Как правило, они устанавливаются по краям конька кровли, если крыша двускатная. Когда крыша мансардная, четырехскатная или еще боле сложной формы, молниеприёмники могут быть закреплены на дымовых трубах.
Все молниеприёмники соединяются между собой токоотводами, спуски токоотводов выполняются к заземляющему устройству, которое у нас уже имеется.
(кликните , чтобы увеличить)
Установка всех этих элементов обеспечит защиту дома от молнии, а точнее от опасности, которую несет её прямой удар.
Защита дома от перенапряжений выполняется с помощью УЗИП. Для их установки необходимо заземление, потому что ток отводится в землю с помощью нулевых защитных проводников, присоединяемых к контактам этих устройств. Варианты установки зависят от наличия или отсутствия внешней молниезащиты.
- Имеется внешняя молниезащита
В таком случае устанавливается классический защитный каскад из расположенных последовательно устройств классов 1, 2 и 3. УЗИП класса 1 монтируется на вводе и ограничивает ток прямого удара молнии. УЗИП класса 2 устанавливается либо также в вводном щитке, либо в распределительном, если дом большой, и расстояние между щитами больше 10 м. Предназначен он для защиты от наведенных перенапряжений, их он ограничивает до уровня 2500 В. Если в доме есть чувствительная электроника, то желательно установить и УЗИП класса 3, ограничивающий перенапряжения до уровня 1500 В, такое напряжение может выдержать большинство устройств. Устанавливается УЗИП класса 3 непосредственно у таких приборов. - Внешняя молниезащита отсутствует
Прямое попадание молнии в дом не берется в расчет, поэтому необходимости в УЗИП класса 1 нет. Остальные УЗИП устанавливаются так же, как описано в пункте 1. Выбор УЗИП также зависит от системы заземления, чтобы быть уверенным в правильности выбора, обратитесь за помощью к техническим специалистам ZANDZ.ru .
На рисунке показан дом с установленными защитным заземлением, системой внешней молниезащиты и и комбинированным УЗИП класса 1+2+3, предназначенным для установки в системе ТТ.
Комплексная защита дома: защитное заземление, система внешней молниезащиты и
комбинированное УЗИП класса 1+2+3, предназначенное для установки в системе ТТ
(кликните , чтобы увеличить)
Увеличенное изображение щита с установленным УЗИП для дома
(кликните , чтобы увеличить)
| № п/п | Рис | Артикул | Изделие | Кол-во |
| Система молниезащиты | ||||
| 1 | ZANDZ Молниеприемник-мачта вертикальный 4 м (нерж. сталь) | 2 | ||
| 2 |  | GALMAR Держатель для молниеприёмника - мачты ZZ-201-004 к дымоходу (нержавеющая сталь) | 2 | |
| 3 |  | GALMAR Зажим к молниеприёмнику - мачте GL-21105G для токоотводов (нержавеющая сталь) | 2 | |
| 4 |  | GALMAR Проволока омедненная стальная (D8 мм; бухта 50 метров) | 1 | |
| 5 | GALMAR Проволока омедненная стальная (D8 мм; бухта 10 метров) | 1 | ||
| 6 |  | GALMAR Зажим на водосточную трубу для токоотвода (луженная медь + луженная латунь) | 18 | |
| 7 |  | GALMAR Зажим на кровлю универсальный для токоотвода (высота до 15 мм; оцинк. сталь с покраской) | 38 | |
| 8 |  | GALMAR Зажим к фасаду/стене для токоотвода с возвышением (высота 15 мм; оцинк. сталь с покраской) | 5 | |
| 9 |  | |||
Историческая справка или Кто изобрел громоотвод? Громоотвод (или молниеотвод) — механизм, который устанавливается на сооружения и выполняет функцию защиты от удара молнии. В простонародье также известный как «громоотвод».
Общепринято, что громоотвод это изобретение Бенджамина Франклина, которое он сделал в 1752 году, однако также есть доказательства, что подобные конструкции существовали и до этой даты (например, высокие мачты древних храмов в Древнем Египте, также были сооружения и у храма царя Соломона в Иерусалиме, Невьянская башня, бумажные змеи Жака Рома). В России первые громоотводы были созданы М. В. Ломоносовым и Г. В. Рихманом в 1753 г.
В данной статье мы расскажем о том, что такое громоотвод и как он работает, кто изобрел громоотвод и как сделать громоотвод для дачного дома своими руками.
Разряды молний крайне опасное явление природы, в особенности, в ситуации, когда сооружения находятся на открытых территориях, именно потому, чтобы обеспечить спокойствие и безопасность своей семьи, необходимо установить громоотвод. Установка громоотвода не потребует огромных временных затрат, но, в конечном итоге, вы будете уверены, что постройки надежно защищены от различных погодных неприятностей.
Необходимые средства и строительные материалы
Для монтажа громоотвода в частном доме потребуется:
- штырь для молниеприемника;
- металлическая проволока из меди или алюминия сечением 6 мм и гофра для токоотвода;
- нержавеющая сталь для подготовки заземления;
- сварочный аппарат;
- пила с диском по металлу;
- дрель- электрическая;
- мультиметр;
- кувалда или молоток;
- лопата штыковая;
- гаечные ключи;
- болты М8 или М10;
- дюбеля;
- хомуты для крепежа;
- мощный деревянный шест;
- держатели.
Этап подготовки
Планирование надо начинать с определения высоты конструкции. Верх стержня молниеприемника необходимо расположить до 12 метров над землей.
Необходимо учесть, что сооружения, предназначенные для защиты строений от ударов молний, охраняют здания только на ограниченном участке. Защищенным может считаться пространство вокруг самого сооружения. Поэтому при постройке громоотвода необходимо это учитывать и строить их так, чтобы под защиту попадали все объекты, располагающиеся на участке.
Существует два типа конструкций:
- Тип А
- Тип Б
Громоотводы типа А создают защиту на 99%, что делает их наиболее эффективными по защите от молний конструкциями.
Сооружения типа Б по сравнению с сооружениями типа А обладают меньшей эффективностью и в результате защищают строение только на 95%.
Важно! Зона безопасности, которую создает молниеприемник, будет в радиусе 1,5 размеров высоты мачты.
То есть, при высоте 10 метров громоотвод прикроет площадь в диаметре в 30 метров. Если необходима защита большего по размерам участка с постройками, то постройка двух или трех мачт, равномерно расположенных по территории участка, поможет решить проблему молниеотведения. Громоотводу необходимо быть на высоте более 2 –х метров от поверхности , для эффективного выполнения функции защиты дома от молний.
Подбор места установки заземления
Контур заземления необходимо расположить на расстояние до 1-го метра от фундамента постройки, которую будет защищать громоотвод, и в нескольких метрах от тротуаров и крыльца. Место заземления во время грозы представляет опасность, потому необходимо расположить его так, чтобы не подвергать риску домочадцев и гостей. Лучше всего будет найти место для нее у стены или забора, огораживающего дом. Один из вариантов — это расположить вокруг зоны заземления какую-либо клумбу или другую композицию из валунов, камней и т.д.
Наиболее подходящие материалы для составляющих:
Также необходимо заранее определить и пометить места расположения всех элементов конструкции.
Установка конструкции
- Установка заземлителя.
После проведения разметки, при помощи лопаты создается яма в форме треугольника – каждая сторона которой должна быть не менее 1200 мм, глубиной – 600 — 700 мм. От вершины треугольника по направлению к стене дома прокладывается траншея. В конечной точке будет подходить окончание токоотвода.
На окончаниях вертикальных частей элементов заземления срезаются болгаркой уголки, затем заостренными концами вгоняются в грунт на глубину от 2-х метров тяжелой металлической кувалдой. При вкапывании заостренных концов заземления в землю необходимо наносить удары кувалдой строго вертикально дабы не погнуть контрукции.
С использованием сварочного аппарата привариваются куски из того же материала, из которых и формируют металлический треугольник в траншеях.
- Установка молниеприемника (Громоотвода).
Для установки молниеприемника можно использовать два способа:
Токоприемник укладывается на крышу, а затем на стену вертикально вниз и крепится к крыше и стене полукруглыми пластиковыми или металлическими зажимами. Нижняя часть токовой мойки должна быть закреплена на заземлении, выведенном из стены дома.
Для этого в заземляющей пластине делается дырка, в которую устанавливается болт с шайбой, гайкой и контргайкой. Зачищенный (острый) конец токоотвода зажимается при помощи шайбы, гайки и болта, вместе с обмотанной витой парой вокруг болта. Затем ямы закапываются.
Проверка
Установленная система должна быть проверена мультиметром. Выполните измерение сопротивления — прибор должен иметь значение не выше 10 ом. Если показания прибора отличаются от нормативных — проверьте все стыки конструкции – по всему контуру конструкции должна быть хорошая электропроводность.
Заключение
Правильно установленный громоотвод на крыше способен защитить дом и близлежащие здания от молнии.
Важно отметить, что в случае частных домов вопрос с громоотводом решает владелец. Существует ряд факторов при размещении зданий, которые минимизируют в принципе вероятность удара молнии в дом:
- в случае, если дом находится в низине, то вероятность удара молнии в дом во время грозы крайне мала;
- в случае, если рядом с домом находится более высотное здание, то, скорее всего, в него ударит молния. Таким образом, опасность удара молнии нивелируется наличием более высокого строения рядом с ним;
- если громоотвод установлен на соседнем доме, то ваш дом тоже может подпадать в зону действия соседского громоотвода.
Таким образом, в ряде случаев острой необходимости в установке громоотвода может и не быть. Целесообразность установки необходимо оценивать в зависимости от вышеуказанных факторов.
