Молниезащита (грозозащита) дома и хозяйственных построек, особенно в сельских местностях с высокой среднегодовой грозовой деятельностью, является обя­зательной. Следует позаботиться об устройстве хотя бы простейшей системы молниезащиты. Она состоит, как правило, из трех основных элементов: молниеприемника, токоотвода и заземлителя.

Молниеприемники непосредственно воспринимают удар молнии и должны выдерживать тепловые и дина­мические нагрузки тока. Для защиты небольших строе­ний применяют стержневые молниеприемники, которые изготовляют из оцинкованной (луженой) полосовой, круглой, угловой стали или водогазопроводных труб, а также проволоки диаметром 5-10 мм. Можно использовать черные металлы с последующим покрытием водостойкой краской не менее чем два раза. Обяза­тельное правило: наименьшее сечение стержня молние-приемника - 60 мм² при длине не менее 200 мм. Молниеприемник из стальной трубы диаметром 20 мм сплющивают с двух сторон, причем в верхний ко­нец для обеспечения герметичности вставляют свин­цовую пластинку, в нижний заводят расклепанный (сплющенный) конец токоотвода и, обеспечив надеж­ный контакт, закрепляют болтами или заклепками (рис. 111, г). Молниеприемник из проволоки сгибают петлей с закруткой или наложением бандажа из мягкой (вязальной) проволоки.

 

Рис. 111. Устройство молниезащиты: а, б - молниеприемники из стальной проволоки; в - из круглой стали; г - из труб; д-из полосовой стали; е - из угловой стали; ж - способы присоединения токоотводов к металлической кровле и между собой; з - устройство вертикального заземлителя (электродного); и - горизонтального типа: 1 - бандаж из оцинкованной проволоки диаметром 1,5 - 2,5мм; 2- сварка; 3 - болт или заклепка; 4 - свинцовая прокладка; 5 - кровля; 6 - проволока (катанка) диаметром 5-10мм; 7- стальные пластины; 8 - болт М16; 9 - болт М8-10; 10 -полосовая сталь; 11 - пешеходная дорожка; 12 - поперечная шина; 13 - токоотвод; 14 - вертикальный стержень (элект­род); 15 - водосточная труба; 16 - влагопоглощающая обкладка; 17 - горизонтальный за земли те ль; УГП - уровень грунтовых вод.

Токоотводы служат для электрического соедине­ния молниеприемников с заземлителями. Их выпол­няют из оцинкованной круглой стальной проволоки диа­метром не менее 5-6 мм, угловой и полосовой стали или труб сечением 50 мм² для наружной проводки и не менее 25 мм² - для внутренней. Токоотводами могут служить металлические конструктивные элемен­ты строения, надежно связанные по всей длине вплоть до заземления: арматура железобетонных конструк­ций, водопроводные и водосточные трубы, вентиляцион­ные стояки из металлических труб и т. д.

Токоотводы с молниеотводами соединяют сваркой, пайкой, клепкой, на болтах или с помощью прово­лочного бандажа, залитого эпоксидным клеем с после­дующей обмоткой черной изоляционной лентой, а с заземлителями - только сваркой или пайкой твердым припоем. В крайнем случае, можно применять болто­вые соединения с использованием свинцовой проклад­ки или лужением контактных поверхностей (как можно большей площади) с последующей заливкой узла соеди­нения эпоксидным клеем.

Способы соединения элементов и деталей системы грозозащиты показаны на рис. 111, ж. Контактные поверхности необходимо хорошо зачистить от краски, грязи и ржавчины, неоцинкованные материалы - залудить. Во всех случаях площадь контакта должна быть не менее двукратной площади сечения стыкуе­мых деталей, а длина контакта равна шести диаметрам круглой стали или составлять две ширины полосы или полки уголка. В болтовых или клепаных соединениях молниеотвода с токоотводами для обеспечения надеж­ного контакта применяют, как правило, свинцовые прокладки.

Токоотводы от молниеприемников прокладывают к заземлителю кратчайшим путем, но так, чтобы они про­легли возможно ближе к местам, где наиболее воз­можен удар молнии - конька крыш, выступам и краям фронтонов, слуховым и мансардным окнам. Токоот­воды крепят к стенам дома с помощью скоб, хомутов, гвоздей (дюбелей) через каждые 1,5-2 м. Если токоот­вод прокладывается по легкосгораемой кровле, его кре­пят на деревянных стойках высотой 15-20 см с ша­гом 50-60 см.

Заземлители (электроды) служат для отвода тока молнии в грунт и должны обладать малым удель­ным сопротивлением. Они могут быть вертикального и горизонтального типа. При сухих грунтах и низком уровне грунтовых вод применяют вертикальные заземлители в виде 2-3-метровых стержней из тех же материалов, что и для горизонтальных заземлителей, вби­тых (вкопанных) на расстоянии около 3 м друг от друга и соединенных между собой на глубине не менее 0,5 м перемычкой, в середине которой при­соединен токоотвод. Перемычку делают из металличе­ского проката с поперечным сечением не менее 100 мм². Все элементы заземлителя - электроды, перемычки и токоотвод - соединяют между собой сваркой.

Горизонтальные заземлители - уложенные на глуби­не не менее 80см длинные (3-5 м) металлические профили - стальная арматурная проволока диаметром 15-20 мм, полосовая сталь сечением не менее 160 мм², уголки с шириной полок 40-50 мм, толстостен­ные водогазопроводные трубы диаметром 25-60 мм. Они эффективны на влажных почвах, при высоком уровне грунтовых вод (менее 1,5 м), на торфяниках. Воз­можно устройство горизонтальных заземлителей и на су­хих грунтах, но для понижения сопротивления почвы электрод обкладывают слоем смеси из древесного угля с каменной солью (0,5 кг на ведро угля). При наличии водосточной или местной системы канализации целесооб­разно располагать заземлители в зоне увлажнения (подземный водосток, поля подземный фильтрации и т. п.).

Заземлители рекомендуется укладывать подальше (не менее 5 м) от проходов (крыльца) и пешеходных дорожек. В качестве заземлителя можно использовать сам токоотвод, уложив его на глубину не менее 1 м, причем, чем больше длина его подземной части, тем он эффективнее.

В зависимости от конкретных условий возможны различные варианты (или их комбинации) молниезащиты. Проще всего оборудовать системой молние-защиты дома с металлической кровлей, достаточно под­вести к двум противоположным скатам крыши токо­отвод и соединить их с заземлителями (например, с водопроводной трубой). В качестве токоотвода можно использовать водосточные трубы, при необходимости занулив их с помощью вертикального или горизонталь­ного заземлителя.

Строения с неметаллической кровлей можно оборудо­вать тросовой системой молниезащиты в виде натянутой вдоль конька крыши стальной проволоки диаметром 5- 6 мм с молниеприемниками, расположенными выше самой высокой точки строения или его элементов.

Проволоку с зазором 250 мм от конька крыши на­тягивают между деревянными стойками, установленными на фронтонах. Обычно оборудуют специальные молниеприемники в виде стоек по фронтальным торцам крыши или на оголовке дымоходной трубы в виде вилки с обвязкой из такой же проволоки, располагая их так, чтобы они выступали над строительными эле­ментами не менее чем на 50 см. Концы вилки должны выступать над трубой не менее чем на 300 мм. Эффективность тросовой системы молниезащи­ты зависит от правильного расположения проволоки относительно конька крыши. Угол между вертикальной линией, опущенной от оси проволоки, и линией, соединяющей ее с карнизом крыши, должен состав­лять не более 45° (рис. 112, а). Чтобы проволока не провисала, надо установить промежуточные деревян­ные или металлические стойки (для крыши из несго­раемых материалов).

Небольшие дома оборудуют молниезащитой из цельного куска проволоки диаметром 5-8 мм (молниеприемник - токоотвод - заземлитель) с односторон­ним спуском токоотвода и одним заземлителем. При этом длина подземной части должна быть как можно большей, ее располагают в зоне интенсивного оро­шения (например, в районе водосброса с крыши), обычно вдоль отмостки дома.

Если рядом с домом или хозяйственными по­стройками на расстоянии 3-10 м имеются высокие деревья (15-20 м), их можно использовать для обо­рудования молниезащиты всех строений, находящихся в этой зоне.

Гарантированной защиты можно добиться, обеспе­чив «вписываемость» защищаемого строения в вообра­жаемый «конус», при условии, что известны высота h_к от уровня земли до конька крыши строения и расстоя­ние R0 от самой высокой точки строения до оси молние­отвода. В этом случае высота молниеотвода будет равна:

h= R₀+1,63hK : 1,5.

Практически высоту дерева или строения можно определить визуальным методом, основанным на законе подобия треугольников (рис. 112, б). Для этого достаточ­но взять подходящую палочку и, держа на расстоянии вытянутой руки, подобрать такой ее размер, чтобы она полностью перекрывала высоту измеряемого объекта. Зная расстояние от точки измерения до объекта и от глаза до визира, легко определить искомую высоту:

h= a Х с : b.

Для молниеотвода подойдет проволока диаметром 5- 8 мм, верхний конец которой (молниеприемник) вы­полнен в виде петли с закруткой. При недостаточ­ной высоте дерева молниеприемник можно укрепить на шесте, который устанавливают на дереве или в виде самостоятельной конструкции на растяжках. Токо­отвод по стволу дерева прокладывают без натяжения и затяжки древесины ствола и сучьев, используя мягкую вязальную проволоку и резиновые прокладки.

 

Рис. 112. Тросовая система молниезащиты (а): 1 - стержневой молниеприем-ник; 2 - тросовый молниеприемник; 3 - стойки; 4 - отмостка; 5 - заземлитель; 6 - зона увлажнения; 7 - пешеходная дорожка; 8 - токоотвод; крепление токоотвода к дереву (6): 1 - молниеприемник; 2 - токоотвод; 3-заземлитель; 4 - резиновая прокладка (трубка); 5 - вязальная проволока.

При расстоянии от строения до токоотвода (дерева или его веток) менее 3 м, чтобы исключить возмож­ный пробой, ветки необходимо обрубить, а строение обезопасить прокладкой по ближайшей к дереву стене защитной шины в виде полосы или проволоки, со­единенной с общим заземлителем. Во всех случаях строения необходимо обезопасить, обеспечив расстоя­ние от строительных конструкций до близко рас­положенных деревьев не менее 3 м.

Системы молниезащиты нуждаются в профилакти­ческом осмотре, для чего ежегодно до начала гроз осматривают элементы системы и особенно узлы. В бол­товых соединениях подтягивают ослабевшие гайки. Места, поврежденные коррозией, зачищают и окраши­вают влагостойкой краской. Через каждые три года в разъемных соединениях восстанавливают надежность контактов, для чего их разбирают, зачищают контакты и надежно затягивают гайки или бандаж.

Соединения, защищенные покрытием на эпоксидном клее, демонтируют не ранее чем через пять - шесть лет. Наиболее подвержены коррозии подземные части токоотводов и заземлителей. Поэтому через пять - шесть лет эксплуатации их вскрывают и проверяют надежность контактов. Если сечение, повреждено кор­розией и уменьшилось более чем на одну треть, его следует заменить. В случае необходимости замены электродов вертикального заземлителя целесообразно не удалять поврежденные детали, а вкопать рядом новый заземлитель, присоединив его к общему токоотводу.

В. В. Литавар, Г. И. Станчик Благоустройство садово-огородных и приусадебных участков. - Мн.: Ураджай, 1993г. - 304с.