Природный электрический разряд, то есть молния, при прямом попадании повреждает электрооборудование, бытовые приборы, элементы здания, а в самых трагических случаях влечет за собой гибель живых существ — людей и животных. Для противостояния прямым ударам молний придумана молниезащита зданий и сооружений. Это комплекс технических приспособлений, защищающий от мощного разряда электричества и отвечающий актуальным строительным стандартам.
Какой бывает молниезащита зданий? Самая очевидная классификация делит защитные мероприятия на внешние и внутренние. Внешняя система приспособлений перехватывает электроразряд и отводит его с помощью токоотводов к земле. Внешняя молниезащита зданий и сооружений по вариантам исполнения бывает пассивной и активной. Примеры пассивной защиты от молнии:
- пространственная клетка в виде сетки на крыше;
- стержень-молниеприемник в виде прутка из металла, связанный кабелем с заземляющим контуром;
- натяжные тросы, расположенные по всему периметру зоны защиты.
Активное внешнее устройство молниезащиты зданий и сооружений состоит из приемника молнии, токоотвода и заземлителя. Отличается конструкция тем, что самостоятельно генерирует высоковольтные импульсы и превентивно захватывает разряд на безопасном отдалении, перенаправляя в землю в принудительном порядке.
Что же касается внутренней защиты, вызванного ударом молнии, рекомендуем рассмотреть УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений). Чтобы избежать сетевого перенапряжения, используют 1-й либо 2-й тип УЗИП:
- первый защищает при прямом ударе молнии и соответствует форме волны 10/350 мкс;
- второй спасает от непрямого поражения, зафиксированного рядом с объектом (форма волны 8/20 мкс).
О защитном заземлении
Защитное заземление являет собой совокупность технических мероприятий по продуманному объединению зданий и электрических установок с землей (либо эквивалентом земли). Если расчет заземления выполнен правильно, в нужный момент электрическое напряжение прикосновения снизится до безопасных параметров для человеческого организма. Заземляющее устройство должно спасать живых существ удара током, а электроустановки — от выхода из строя. Главное, что снижается риск травматизма и аварийных ситуаций благодаря молниеотводам и заземляющим устройствам зданий и сооружений.
В жилых многоэтажках, общественных, офисных и промышленных объектах конструкция заземления устроена достаточно сложно. Дело в том, что электросхема рассредоточена по большому объему здания, множество пользователей и приборов объедены между собой. На дома воздействует атмосферное электричество, поэтому потребуется монтаж контура заземления как важного элемента молниезащитной системы. Правильный расчет контура заземления поможет защититься от прямого удара молнии или вторичного воздействия разряда.
Очень подробно о контуре заземления, со ссылками на ПУЭ, смотрите в видео:
Проектирование заземления
Заземление отводит электроток заземляющими шинами и электродами определенного сечения, распределяя в земляном грунте. Просчитанная схема заземления призвана уровнять потенциалы между токоотводящими частями и регулировать их в зонах присутствия человека.
Заземляющее устройство — один из важнейших факторов безопасности в бытовой и производственной сфере деятельности.
Качественное заземление имеет определенные показатели. При расчете учитываются следующие факторы:
- среднетемпературные показатели (зимние и летние) в конкретной местности;
- влажность грунта;
- соленость почвы, уровень сопротивления;
- длина электродов и заземлителей, их сечение;
- расстояние от здания до защитного контура.
Устройства, установленные на заземленное оборудование, электроизмерительные приборы, автоматы в щитках заземления не требуют.
Пример схемы контура заземления вы можете увидеть ниже.
В проекте расчет защитного заземления делается по действующим стандартам с учетом индивидуальных характеристик здания. Разумнее всего с экономической точки зрения закладывать конструкцию заземления на этапе составление проекта дома/дачи. Внутренние части здания в таком случае послужат элементами защитного заземления, а значит монтаж обойдется дешевле.
Типы заземляющих контуров
Существуют три основных системы заземления, если не учитывать комбинированные варианты.
- Кольцевая.
- Глубинная.
- Фундаментная.
Кольцевое, оно же поверхностное заземление, — это замкнутая шина заземления из металла, располагается она по периметру здания. Делается из нержавейки (в местах с повышенным риском возникновения коррозии) или из горячеоцинкованной стали: плоский проводник имеет размеры 4х40мм, круглый стальной — в сечении 10мм; круглый проводник из меди должен быть с Ø 8мм. Эффективность контура-кольца с равномерным распределением тока по периметру постройки, одинаковое напряжение образуется при этом между токоотводами. Нужно только обеспечить монтаже на глубине как минимум полметра (главное — ниже точки промерзания грунта) и контакт земли с 80% длины заземляющего контура. Расстояние до здания составляет не менее метра. Основной недостаток — трудоемкость процесса.
Глубинный контур — это вертикально помещенные в землю стержни из металла. На заданной глубине они пересекаются с шиной-заземлением. Расчет заземляющего устройства выполняется способом определения сопротивления. Согласно нормативам, на один контурный токоотвод идет глубинный заземлитель более 9 м в длину, причем расстояние до здания должно превышать 1 м. Чем больше удельное сопротивление грунта, тем большее количество заземлителей понадобится. Для установки контура в грунт понадобится пневмо-, электро- или бензомолот, в частном строительстве практикуют и ручную закладку стержневых элементов.
Грунтовые элементы глубинного контура подлежат мероприятиям по защите от коррозии, а также должны подключаться на резьбовое или безрезьбовое соединение к шине, уравнивающей потенциалы. При монтаже модульно-штыревой системы потребуется профессионально-точный расчет защитного заземления. По мере вбивания штырей замеряется сопротивление растеканию тока.
Какие материалы взять для создания глубинной системы заземления:
- плоский стальной проводник 4х40мм, круглый оцинкованный или нержавеющий с диаметром 20 мм;
- труба стальная оцинкованная сечением 25мм.
Заземление в фундаменте сооружения — простая в реализации и экономная схема. Требует минимального углубления в грунт, не нужно устанавливать дополнительные заземляющие шины. Выполняется в фазе заливки ж/б фундамента, при этом арматурные стержни выводятся из железобетонной конструкции для подсоединения токоотводящих элементов. Электроды муфтой или резьбой соединяются с арматурой, клиновидные зажимы в грунте использовать нельзя. Для монтажа контура подходят ленточные держатели с двухметровыми промежутками при установке. Материалы рекомендуют выбирать следующие:
- медный круглый проводник диаметром 8мм;
- нержавеющий либо горячеоцинкованный плоский проводник 4х40мм, круглый стальной (нержавеющий) сечением 10мм.
Видео о расчете заземления
Смотрите, как делается расчет контура заземления с учетом важных характеристик.