Заземяване, заземяващи устройства, мълниезащита, проектиране и монтаж на заземяващи устройства,
Преди да отговоря на този въпрос, бих искал да дам няколко примера от живота. Разбира се, няма да посочваме точно мястото и конкретните хора, които са били участници в тези събития, можем само да кажем, че тези събития са се случили в Ленинградска област и съвсем наскоро.
Ударът на мълния е природен феномен. И е абсолютно ясно на всички, че е случайно: може и да не е! Ако обаче влезе, последиците могат да бъдат много тъжни.
Но преди да продължите, трябва да се кажат само няколко думи за физическата природа на мълнията. При „старта“ на мълния от гръмотевичен облак посоката на нейното развитие се определя от така наречения лидер. Почти невъзможно е да се предскаже траекторията на нейното движение, понякога е възможно само с известна степен на вероятност да се познае крайната точка, където се търси. Лидерът на мълния може да бъде фигурално сравнен с игла, зад която е изтеглен конец. Конецът в нашия случай е така нареченият мълниеносен канал. По същество мълниеносният канал е силно йонизиран въздух, нагрят до няколко хиляди градуса, който образува идеална проводима среда между облак, зареден до много големи потенциални разлики, и земната повърхност. В канала на мълнията започват да текат импулсни течения с огромни величини (до стотици килоампера), чиято основна задача е да изравнява потенциалната разлика между облака и земята.
Сега нека си представим, че по пътя на мълния се е появило препятствие под формата на вила, дървена къща или друг предмет (тръби на котелно помещение, фабрична сграда, антенна мачта на комуникационно съоръжение, просто висок дърво ...). След като преодолеете разстояние от няколкостотин или дори повече метра, което ще струва на мълния да изгори дупка в металната керемида, в същото време изпържете гредите, пробийте изолацията на кабела, положен на тавана, подредете късо съединение в електрическото окабеляване, хвърляне на дъга или фонтан от искри между покрива и дренажните тръби, а след това по същия начин на земята, по пътя пеещ тополов пух, който не успя да се намокри . ... Ужасна история може да се разказва дълго време. Но ужасното е, че приказката понякога се превръща в реалност. Нещо подобно се случи с онази къща на ръба на гората; единственото нещо, спасено от неприятностите, беше, че собствениците бяха у дома и имаха време да потушат горящите дървени покривни конструкции! И ако по това време къщата беше празна ?! И ако се е случило през нощта. когато всички спяха?!
По време на гръмотевична буря мълния удари корабен бор, до който в земята беше положен електрически кабел за осветяване на пешеходната пътека. Токовете на мълниите, след като са повредили изолацията на кабела, са проникнали през металните му проводници в главното разпределително табло, разположено в отделна комунална сграда. След като изгориха няколко автоматични превключватели по пътя, те се разпространиха през всички електрически вериги, свързани към това разпределително табло, включително проникнаха в помещенията на автоматизираното газово котелно помещение, което вече беше инсталирано и работеше. В резултат на удрянето само на малка част от общия ток на мълнията в контролера (електронно управляващо устройство) на котелното помещение той незабавно беше деактивиран. Цената на такова устройство може да варира от няколко хиляди долара и повече. Веднага трябва да се каже, че загубите могат да бъдат много по-големи, ако всички системи, изброени по-горе, бъдат пуснати в експлоатация на това съоръжение. Беше спасен от факта, че жилищната сграда все още е на завършващ етап и предвидените в проекта електронни системи все още не са инсталирани или свързани към електрозахранващата мрежа.
Сега е време да отговорите на първата част от въпроса, зададен в началото на статията:
Какво е мълниезащита?
Под мълниезащита се разбира цял набор от технически решения и специални устройства. На първо място, в къщата трябва да бъде инсталирана външна мълниезащитна система (вижте снимките по-долу). Основният му елемент е един или повече гръмоотводи. Тези устройства могат да имат различен външен вид, но всички те трябва да изпълняват много важна задача - да не пропускат мълнии към повърхността на покрива и нейните елементи, както и към фасадите на сградата и прилежащата територия. Няколко метални проводника, наречени надолу проводници, се спускат от гръмоотводите по стените на сградата. Тяхната задача е да отклоняват теченията на уловената мълния към специални заземителни устройства, разположени под земната повърхност, далеч от входовете в къщата и пътеките за ходене. Защитните зони на гръмоотводите, местоположението на заземяващите устройства и начините за полагане на проводници се изчисляват от проектанта на системите за електрозахранване на съоръжението. И е много важно това да се направи на етапа на архитектурно проектиране на сградата със задължителното взаимодействие с архитекта. Тогава ще бъде възможно да се избегнат много технологични трудности, които със сигурност ще възникнат (вече има тъжен опит) при инсталиране на външна мълниезащитна система на къща, която вече блести с пресни довършителни материали! Тогава ще бъде възможно да се прикрият максимално всички елементи на тази много важна за къщата система, така че те органично да се впишат в нейния външен вид и архитектура.
Фотографиите показват къща, чиято мълниезащитна система е направена под формата на така наречената мълниезащитна мрежа. Тъй като сградата има малко сложна архитектура, в допълнение към мрежата, върху изпъкналите елементи на покривната конструкция са монтирани допълнителни щифтови вертикални мълниеприемници, които трябва да осигурят увеличаване на защитната зона срещу директен удар на мълния. Има няколко метода за изчисляване на такава мълниезащитна система. За да поставите и монтирате правилно всички негови елементи, е необходимо да се свържете със специалисти в тази област, тъй като в противен случай ефективността му ще бъде неприемливо ниска и по никакъв начин няма да съответства на произведените материални разходи.
Следващата снимка показва случай на инсталиране на фундаментално различна мълниезащитна система.
Основният му елемент е така нареченият активен гръмоотвод. Принципът на действие на такава мълниезащитна система е, че по време на гръмотевична буря около активен гръмоотвод се създава зона на йонизация. И в този момент от времето, когато силата на електрическото поле между гръмотевичния облак и земната повърхност достигне критична стойност (т.е. разрядът на мълния става неизбежен), противовес (искров разряд) започва от въздушния терминал към вече развиващата се мълния от облака. В случай, че мълнията продължи по пътя си към защитения обект, тогава той със сигурност ще бъде „привлечен“ към гръмоотвода (в рамките на изчислената му защитна зона). Ако се отдалечи от защитната зона, активният гръмоотвод няма да има ефект върху него. Предимството на такава мълниезащитна система е относителната лекота на монтаж и минимално въздействие върху външния вид на къщата. Недостатъкът е липсата на каквато и да е вътрешна регулаторна рамка за нейното прилагане. Независимо от това, различни дизайни от този тип се използват широко в САЩ, Франция, балтийските държави, Полша и много други страни. Основният стандарт за използване на активни мълниезащитни системи е френският стандарт NFC 17-102.
И накрая, трябва да се отбележи едно много важно нещо. Първоначално принципът на действие на активните системи за мълниезащита се основаваше на използването на радиоактивни изотопи, което, разбира се, не добави към тяхната популярност! Понастоящем такива технически решения не се използват, но все пак, когато избирате това много скъпо техническо устройство, попитайте продавача как работи и какъв е принципът му на действие и ако не чуете нищо разбираемо в отговор, пазете се да го купувате без Поглеждайки назад. Бог защитава спасените.
И така, защо се нуждаем от мълниезащита?
Вероятно се досещате! Разбира се, на първо място, за предпазване на къщата от пожар в случай на мълния! След като удари мълния, система, състояща се от надеждно свързани помежду си проводници, ще определи за токове на мълнията най-директния, най-лесният път до точката, към която се е стремяла толкова много - към земята! Няма да има искри, защото няма пропуски, които да прескочите под формата на искра. Напречните сечения на външните мълниезащитни елементи са такива, че няма да настъпи силно нагряване, когато през тях протичат много големи токове на мълния. И те са положени в съответствие с международните, а сега руски нормативни документи ("Инструкции за устройството за мълниезащита на сгради, конструкции и индустриални комуникации", SO-153-34.21.122-2003), на известно разстояние от повърхността на стените и покрива, ако са изпълнени горими.