Значение слова «молниеотвод. Каким образом заземление соединяется с токоприемником

Обустройство громоотвода на дачном участке – важное условие безопасности нахождения на нем во время непогоды. Разряды электрического тока огромной силы при наличии громоотвода не оказывают влияние на конструкции дома и остальные элементы, находящиеся в зоне защиты. Однако не стоит думать, что громоотвод препятствует ударам молнии. Все обстоит иначе. Он становится проводником для отвода разряда от дома, уводя ток силой до 100 тысяч ампер в заземлитель.

Варианты устройства громоотвода

Классический громоотвод может выполняться в одном из двух вариантов: в виде одиночного стержня или системы тросов, натянутых между молниеприемниками. Первый вариант обычно применяется для защиты отдельного дома, в то время как второй – для создания безопасной зоны на целом участке. Тросовый громоотвод также рекомендован для зданий, имеющих значительную длину.

Составные части громоотвода

В защите от молний в первую очередь нуждаются дома с крышей из металла или металлочерепицы, так как такие варианты не имеют заземления, поэтому во время грозы накапливают на себе электрические заряды.

В случае с металлической крышей без изоляционного слоя, имеющей толщину покрытия для железа – 4 мм, для меди – 5 мм или для алюминия – 7 мм, возможно упрощенное устройство громоотвода, когда роль молниеприемника берет на себя ее поверхность. В таком случае через каждые 20 метров крыши производится заземление. Здесь нужно учитывать качество кровли, ведь если имеются какие-то разрывы, то нужного эффекта от такого молниеприемника не будет.

В остальных случаях громоотвод должен состоять из следующих элементов:

• молниеприемника (1) в виде тонкого электрода или системы электродов, устанавливаемых над домом на определенной высоте;
• токоотвода (2) – кабеля, соединяющего приемник с заземлением;
• заземлителя (3), уводящего ток в землю.

Молниеприемник

Элементом, в который при наличии громоотвода ударяет молния, является молниеприемник. Выполняется он обычно в виде стержня из стали, меди или другого материала со сходной проводимостью. Не нужно покрывать его краской или лаком, чтобы избежать коррозии, иначе он потеряет нужные свойства.

Площадь сечения: для стали – 50 кв. мм, для меди – 35 кв. мм, для алюминия – 70 кв. мм.

Установить молниеприемники можно с разных сторон или по центру крыши. Если устанавливается несколько молниеприемников, то они соединяются в общую цепь, замкнутую на заземлитель. Стержень можно расположить не только на поверхности крыши, но и на печной трубе или ближайшем высоком дереве. Оптимальной будет высота не более 15 метров. Если он устанавливается на дереве, то крепление производится таким образом, чтобы стержень возвышался над кроной не менее чем на 0,5 м и на 10–15 см выше дома.

Кроме стрежней возможны варианты защитной сетки (арматура толщиной 6 мм) и тросовой системы. Второй способ является более рациональным для дачного дома, так как трос натягивается на высоте выше уровня крыши, а сетка размещается на самой кровле. Трос диаметром не менее 5 мм натягивают по коньку крыши на стойках, после чего опускают вниз, где соединяют его с заземлителем. Таким образом, он выполняет и функцию молниеприемника и токоотвода.

Также в качестве приемников могут использоваться отдельные части строения (водосточные трубы, металлические ограждения). Их применение разрешено, если они имеют сечение большее, чем нужно для нормальной защиты.

Токоотвод предназначен для соединения молниеприемника и заземлителя. Выполняется он из алюминиевого или медного провода большого сечения. Для этих целей подойдет витой провод, который применяется для прокладки воздушных линий электропередач. Крепление токоотвода осуществляется с использованием клеммников, муфт или обжимных трубок.

Расстояние между молниеприемником и заземлителем должно быть минимальным, поэтому провод направляется по прямой вниз. Количество токоотводов зависит от площади дома. Для коттеджей площадью около 200 кв. м рекомендуется устанавливать 2 токоотвода на расстоянии примерно 20 м друг от друга.

Фиксируется он на специальном шесте или непосредственно на стене дома с помощью пластикового крепежа. Для защиты токоотвода можно изолировать его от воздействия окружающей среды при помощи кабель-канала.

Заземлитель

Так как заземлитель нужен для отвода разряда молнии в грунт, то он должен обладать маленьким электрическим сопротивлением. Для этих целей подойдут как дорогие материалы, такие как медь, алюминий, латунь и другие нержавеющие металлы, так и более дешевая обычная сталь. Заземлитель не должен иметь повреждений и следов ржавчины, так как они могут стать причиной уменьшения диаметра стержней из-за разрушения металла.

Для качественного заземления может применяться не один, а несколько стержней, которые погружаются в грунт вдали от дорожек и кровли, особенно если она изготовлена из легковоспламеняющегося материала. В дачных условиях в качестве заземлителя также можно использовать любой крупный металлический предмет, имеющийся под рукой: спинку от старой кровати, чугунною ванну, арматурную сетку и подобное.

Тип заземления зависит от параметров дома и особенностей грунта. Сухой грунт отличается низким уровнем грунтовых вод. Чтобы ток доходил до влажной почвы, необходимо вертикальное заземление. Заземлитель в этом случае выполняется из двух стержней сечением 100 мм и 2-3 м в высоту, вбиваемых на расстоянии 3-4 м друг от друга. Стержни соединяются между собой проволокой, тросом (медный, алюминиевый) или лужеными пластинами железа, к центру которого приваривается токоотвод.

Для влажного грунта характерен более высокий уровень грунтовых вод, поэтому можно не выполнять вертикальное заземление, заменив стержни уголками полосовой стали, водопроводными трубами или другими подобными металлическими элементами. Укладывается горизонтальный заземлитель на глубину 1 м.

В данном случае роль заземлителя может выполнять и токоотвод, уложенный в землю таким образом, чтобы занять как можно большую площадь соприкосновения с почвой. Соединенная конструкция может иметь форму гребешка (буквы Ш) или треугольника. Недопустимо при крепеже проволоки применение ручной скрутки и плоскогубцев, разрешается только обычная или холодная сварка.

Размещению заземлителя нужно уделить отдельное внимание. Это должно быть удаленное от дома и дорожек место, недоступное для детей и домашних животных, желательно огражденное. Минимальное расстояние до дома должно составлять не менее 1 м.

Так как вода является отличным проводником электрического тока, то лучше, если почва вокруг заземлителя будет влажной, тогда разряды будут быстро уходить в землю, не накапливаясь на стержне. Обеспечить дополнительную влажность можно с помощью потока дождевой воды из стока с крыши либо целенаправленным поливом почвы.

Для каждого строения необходимо произвести расчет громоотвода, так как каждая конфигурация способна обеспечить защитную зону различных размеров. Параметры данной зоны можно рассчитать самостоятельно, учитывая особенности и габариты дачного дома.

Одиночный стержень образует защитную зону, которая по геометрии близка к конусу, имеющему угол при вершине примерно 45°. Вершина этого конуса будет находиться в наивысшей точке громоотвода. У молниеприемника тросового типа зона защиты имеет более сложную геометрию, в которой трос служит ребром, а каждый стержень образует свой конус.

Расчет защитной зоны одиночного стержня можно произвести по следующей формуле:

где R – радиус зоны над самой высокой точкой дома, h – расстояние от самой высокой точки дома до пика громоотвода.

Чтобы выяснить, достаточно ли высоты стрежня для защиты определенной зоны на уровне земли, можно воспользоваться следующим расчетом. Допустим, высота конуса будет обозначена h o , радиус на земле – R o , высота здания – h x , радиус на уровне высоты здания – R x , высота стержня – h. Тогда с учетом высоты имеющегося громоотвода и высоты дома неизвестные значения будут вычисляться по формулам:

R x = 1,5*(h-h x /0,92).

На практике расчеты выглядят так: если стержень имеет длину 10 м, то радиус зоны защиты на земле будет составлять 1,5*10 = 15 м, остальные параметры вычисляются аналогично.

Для расчета необходимой длины стержня можно воспользоваться теми же формулами, подставив в них желаемый радиус защитной зоны. В случае со сложной геометрией молниеприемника нужно нарисовать графическую модель дома и громоотвода и высчитать зону защиты геометрическим путем.

Высота громоотвода не должна превышать 12 м, поэтому, если не удается уложиться в данные ограничения, используя одиночный стержень, для расширения защитной зоны рекомендуется использовать несколько мачт.

Установка громоотвода

Чтобы установка громоотвода была осуществлена правильно, стоит придерживаться следующей методики:

1. Измерить высоту крыши и определить ее геометрию. Для наглядности начертить схему, по которой можно определить будущую защитную зону.
2. Определиться с типом молниеприемника. Для квадратных домов достаточно одиночного стержня, для длинных строений оптимально применение тросовой системы.
3. Произвести расчет защитной зоны и определить нужную высоту стержня (стержней). Минимальное сечение молниеприемника должно соотноситься с его высотой в пропорции 5 кв. мм на метр.
4. Определить точку крепления молниеприемника и зафиксировать его на крыше или стене.
5. Выкопать яму для заземлителя и поместить его на нужную глубину.
6. Соединить между собой заземлитель и молниеприемник.
7. Проверить громоотвод мультиметром. Его сопротивление не должно превышать 10 Ом.

Обустроить громоотвод можно и на дереве, которое в 2,5 раза выше дома и располагается на расстоянии не менее трех метров от него. Молниеприемник в таком случае крепится на длинном металлическом шесте, фиксируемом на дереве с помощью хомутов из синтетического фала. Соединение с заземлителем осуществляется проволокой не менее 5 мм в сечении.

Дальнейшая эксплуатация

Установленный громоотвод не нуждается в особом уходе. Его нужно лишь периодически проверять на отсутствие повреждений и качество металлических соединений. Если стержень молниеприемника уменьшился в диаметре или места стыков потеряли целостность, то данные элементы требуют замены. Место расположения заземлителя также должно подвергаться проверке, а земля вокруг него поддерживаться во влажном виде.

• Молниеотвод - устройство, устанавливаемое на зданиях и сооружениях и служащее для защиты от удара молнии. В быту также употребляется некорректное, но более благозвучное «громоотвод».

  Во время грозы на Земле появляются большие индуцированные заряды и у поверхности Земли возникает сильное электрическое поле. Напряжённость поля особенно велика возле острых проводников, и поэтому на конце молниеотвода зажигается коронный разряд. Воздух вблизи громоотвода в результате коронного разряда сильно ионизируется. Вследствие этого напряжённость электрического поля вблизи острия уменьшается (как и внутри любого проводника), индуцированные заряды не могут накапливаться на здании и вероятность возникновения молнии снижается. В тех же случаях, когда молния всё же возникает (такие случаи очень редки), она ударяет в молниеотвод и заряды уходят в Землю, не причиняя разрушений.

  Считается, что молниеотвод был изобретён Бенджамином Франклином в 1752 году, хотя есть свидетельства о существовании конструкций с молниеотводами и до этой даты (например, Невьянская башня, бумажные змеи Жака Рома).

  В России первые громоотводы были созданы М. В. Ломоносовым и Г. В. Рихманом в 1753 г.

  Описание первого способа защиты от молний появляется в ежегоднике «Альманах Бедного Ричарда». «Способ этот таков, - писал Франклин. - Возьмите тонкий железный стержень (каким, например, пользуются гвоздильщики) длиною достаточною для того, чтобы три-четыре фута одного конца опустить во влажную землю, а шесть-семь другого поднять над самой высокою частью здания. К верхнему концу стержня прикрепите медную проволоку длиной в фут и толщиной с вязальную спицу, заостренную как игла. Стержень можно прикрепить к стене дома бечевкой (шнуром). На высоком доме или амбаре можно поставить два стержня, по одному на каждом конце, и соединить их протянутой под коньками крыши проволокой. Дому, защищенному таким устройством, молния не страшна, так как острие будет притягивать её к себе и отводить по металлическому стержню в землю, и она уже никому не причинит вреда. Точно так же и суда, на верхушке мачты которых будет прикреплено острие с проволокой, спускающейся вниз на палубу, а затем по одному из вантов и обшивке в воду, будут предохранены от молнии».

  Состоит из трёх связанных между собой частей:

  молниеприёмник - служит для приёма разряда молнии и располагается в зоне возможного контакта с каналом молнии; в зависимости от защищаемого объекта может представлять собой металлический штырь, сеть из проводящего материала или металлический трос, натянутый над защищаемым объектом.

  заземляющий проводник или токоотвод - проводник, служащий для отвода заряда от молниеприёмника к заземлителю; обычно представляет собой провод достаточно большого сечения.

  заземлитель - проводник или несколько соединённых между собой проводников, находящихся в соприкосновении с грунтом; обычно представляет собой металлическую плиту, заглублённую в грунт.

  Элементы молниеотвода соединяются между собой и закрепляются на несущей конструкции. Поскольку вероятность поражения наземного объекта молнией растёт по мере увеличения его высоты, молниеприёмник располагается на возможно большей высоте либо прямо на защищаемом объекте, либо как отдельное сооружение рядом с объектом.

  Радиус защитного действия молниеотвода определяется его высотой и приближенно рассчитывается по формуле:

  где h - высота от самой высокой точки дома до пика молниеотвода.

  Иногда молниеотвод встраивается в декоративные элементы здания или сооружения (флюгеры, навершия колонн и т. д.).

Удар молнии представляет серьезную опасность для частного дома. Как известно, молния чаще всего бьет в самую высокую точку в округе. Если в данный момент эта точка – ваш дымоход, могут возникнуть проблемы во время ближайшей грозы. Для небольшого дома защиту от удара молнии можно соорудить без помощи профессионалов. Для того, чтобы установить громоотвод в частном доме своими руками вам понадобится немного времени, калькулятор, лопата и сварочный аппарат.

Перед тем как начинать разработку молниезащиты для своего дома или дачи, нужно разобраться, что такое громоотвод в принципе и как организовать его установку. Молниеотвод – система проводников, которые отводят электрический разряд в землю так, чтобы он не причинил вреда защищаемому объекту. Задача любого громоотвода – оградить здание от попадания в него молнии. На этом видео с громоотводом в действии можно прочувствовать всю мощь стихии.

Металлическая кровля наиболее опасна

Залог защиты от молнии – комплексный подход

Молниезащита частного дома – достаточно широкое понятие. Прежде всего, она подразделяется на два подвида: внешнюю и внутреннюю. Только комплексный подход и правильное устройство как внешней, так и внутренней защиты гарантирует безопасность дома.

Внешней составляющей молниезащиты является громоотвод. В зависимости от конструкции молниеприемника различают несколько разновидностей:

• стержневой;
• тросовый;
• сетчатый.

Самым популярным видом громоотводов для частного дома является стержневой. Это обусловлено простой конструкцией и легкостью изготовления своими руками. Тросовый молниеотвод представляет собой один или несколько металлических канатов, натянутых на опорах над крышей дома. Не менее эффективным типом молниеотвода является сетчатая конструкция. Это металлическая сетка с заземлением, которая порывает крышу по всей поверхности.

Внутренняя молниезащита должна обезопасить дом, его жильцов и все, что в нем находится от последствий удара молнии. Разряд такой мощности не может пройти бесследно, даже если на его пути встанет хороший громоотвод. Образуется сверхмощное электромагнитное поле, в зону действия которого попадают все проводники, чаще всего – инженерные коммуникации: газопровод, водопровод, отопительная система. Возникает сильное перенапряжение.

Для внутренней защиты здания и электроприборов устанавливают специальный аппарат – ограничитель перенапряжений или УЗИП – устройство защиты от импульсных перенапряжений. Это оборудование в комплексе с качественной наружной молниезащитой сделают дом защищенным от удара молнии.

Внутренняя молниезащита также важна

Из чего состоит молниеотвод

Для того чтобы собственноручно спроектировать, изготовить и установить защиту от грозы в своем доме, нужно разобраться, из каких элементов она состоит. Молниеотвод в частном доме состоит из нескольких составляющих:

• заземлитель.

Простым языком принцип действия молниезащиты можно описать так: молниеприемник «собирает» все молнии в зоне своего действия и направляет их по токоотводу в землю.

Молниеприемник – та часть громоотвода, которая первая принимает на себя удар молнии. Самым распространенным вариантом самодельных громоотводов является стержневой тип. В зависимости от размеров и конфигурации дома, он может быть установлен на крыше или на отдельно стоящей опоре.

Стержневой молниеприемник на крыше

Токоотвод – проводник, который направляет молнию в землю. Он представляет собой медный, стальной или алюминиевый провод. Главное условие – токоотвод не должен соприкасаться с другими металлическими частями дома.

Заземлитель – металлические прутья, которые отводят ток в землю. Чаще всего заземлитель имеет вид трех длинных отрезков профиля, вкопанных в почву. Между собой они соединяются треугольником. Все элементы молниезащиты в частном доме соединяются между собой при помощи сварки. Если такой возможности нет, используют болтовое соединение.

Подготовка к самостоятельной установке громоотвода

Самым простым этапом организации молниезащиты является ее установка. Куда более ответственными считаются подготовительные работы: расчеты, выбор места и материалов. Отсутствие критических ошибок на этом этапе гарантирует 60% успеха. Именно поэтому не следует преуменьшать важность тщательной и скрупулёзной подготовки.

Схема отведения ударов молнии

Формула для точного расчета

Не нужно полагать, что любой длинный обрезок арматуры, установленный на крыше дома и соединенный с землей проводом защитит жилище от удара молнии. Громоотвод – конструкция достаточно сложная и чрезвычайно ответственная. Перед тем как сделать молниеотвод в частном доме, необходимо произвести все расчеты, оценить риски и учесть все мельчайшие нюансы.

Для расчета не нужно изучать пособие по электромеханике и вспоминать правило буравчика. Задача – подобрать необходимый размер громоотвода, чтобы обеспечить защиту на нужной вам площади. Если точно просчитать зону действия по формулам, можно добиться защиты 98%, что исключает попадание молнии в дом.

Если речь идет о молниеотводе стержневого типа, который идеально подходит для защиты небольшого дома или дачи, зона защиты имеет форму конуса. Расчетными методами были получены коэффициенты, которые используются для определения необходимой высоты громоотвода.

h = (rх+ 1,63hx)/1,5, где h – высота стержневого молниеотвода;hx – высота защищаемого здания;rx – необходимый радиус зоны защиты на уровне верхней точки защищаемого здания.
Эта формула верна для громоотводов высотой не более 150 м, что более чем достаточно для устройства молниезащиты частного дома.

Выбор материала для громоотвода

Перед тем как сделать громоотвод на даче или у себя дома, нужно определиться с материалами. Металл для изготовления имеет большое значение. На сегодняшний день его делают из стали, меди или алюминия. Разница значения сопротивления этих материалов обуславливает разную необходимую площадь поперечного сечения.

Чтобы отобразить свойства всех трех видов наглядно, данные внесены в таблицу:

Минимальные размеры проводников при использовании разных материалов

Из таблицы видно, что лучше всего с задачей справляется медь. Дешевле делать громоотвод своими руками из стального профиля. Токоотвод имеет меньшее сечение, нежели остальные элементы молниезащиты. Правильно будет постепенно наращивать его толщину от молниеприемника к заземлению. Лучше всего использовать один и тот же металл для всей конструкции.

Медь – самый надежный материал

Место установки громоотвода и заземлителя

Не менее важно правильно подобрать место для установки. Громоотвод должен быть самой высокой точкой на участке. Не забывайте про зону защиты в форме конуса. Следите, чтобы весь ваш дом попадал в эту зону. Получается, что чем дальше от дома находится защита, тем выше он должен быть.

Из экономических соображений разумней располагать громоотвод на крыше дома, тогда не придется тратиться на дополнительное сооружение высокой опоры. Профессионалы не рекомендуют устанавливать молниеприемник по центру крыши, лучше закрепить его на одной из стен. Так вероятность того, что на пути молнии станет какой-то элемент кровли снижается.
Отдельно следует подумать о размещении заземлителя. В тот момент, когда разряд огромной мощности будет уходить в землю, около заземлителя не должно быть никого. Поэтому ограничивается минимальное расстояние от заземляющего контура до стены дома – 1 м, и до пешеходных дорожек и тротуаров – 5 м. Расположите заземлитель в укромном месте, сделайте ограждение или установите предупреждающий знак.

Опора должна быть надежно закреплена

Алгоритм установки молниеотвода

После того как все необходимые расчеты выполнены, место установки выбрано, а нужное количество подходящего материала закуплено, можно приступать к сооружению молниезащиты. Установка производится в несколько этапов. Основным монтажным работам предшествуют земляные. Подробную инструкцию о том, как сделать громоотвод в частном доме можно посмотреть в видео:

Видео:Громоотвод частного дома

Обязательные работы по заземлению

Несмотря на то что громоотвод располагается на высоких опорах, начинать его установку следует с земли. Первым делом нужно вырыть яму для заземления. До того как сделать громоотвод на даче или на приусадебном участке, определитесь с типом заземления.
Заземлитель замкнутой формы представляет собой три металлических стержня, сваренных треугольником при помощи металлической полосы. Для такого типа заземления придется вырыть яму соответствующей формы и глубины. Линейный тип заземления требует для установки наличия траншеи. Электроды заземления устанавливаются в одну линию и соединяются сваркой.

Для замкнутого заземлителя яма будет выглядеть так

Не стоит рыть яму глубиной равной длине электродов. Достаточно углубиться в грунт на 0,5-1 м. Стержни заземлителя все равно нужно будет забивать в землю. Проанализируйте в каком месте токоотвод будет встречаться с землей и соедините эту точку с местом залегания заземлителя глубокой траншеей.

Внутренняя система молниеотведения тоже должна быть заземлена. Щиток соединяется с заземлителем длинным проводом, который прокладывается под землей. Для этих целей нужно вырыть еще одну траншею, соединяющую будущий заземлитель с устройством защиты от перенапряжений.

Позаботьтесь о грунте. Чтобы ток легко уходил в землю, почва должна иметь высокий показатель электропроводности. Песчаные грунты не могут похвастаться таким свойством. Часто почву в районе заземления искусственно пропитывают раствором соли, чтобы поднять этот показатель.

Порядок основных работ

Конструкция заземления проста, но должна отвечать всем требованиям надежности и безопасности эксплуатации. В качестве заземлителя в домашних условиях используйте несколько длинных отрезков стального профиля: уголок, полоса, труба. Они соединяются между собой очень прочно – сваркой. Материал для заземлителя следует брать с большим запасом. Находясь под землей во влажной среде, металл легко поддается коррозии, ржавеет, разрушается и уменьшается в размерах.

Установите опору для молниеотвода в выбранном месте. Она должна быть устойчивой и прочной, чтобы защита от молнии не упала и не сломалась от сильного ветра еще до того, как начнется гроза.

Подготовьте стержневой молниеприемник нужной длины, которую вы вычислили по формуле. Если у вас не нашлось одного длинного отрезка металлопроката, ничего страшного. Можно соединить сваркой несколько частей. Если в качестве громоотвода вы взяли полую трубу, заглушите ее край металлической пробкой и заварите. Установите молниеприемник на опору.

Молниеприемник нужно надежно закрепить

Провод подходящего диаметра и длины нужно очень надежно подсоединить к молниеприемнику. Вместо толстой проволоки можно использовать стальную полосу. Она тоже достаточно гибкая и не хуже справляется с отводом разряда по контуру заземления.

Токоотвод должен быть изолирован от металлических частей кровли

Проконтролируйте, чтобы контур заземления по всей длине не соприкасался с металлическими частями дома. Как известно, ток движется по пути наименьшего сопротивления. Неправильная организация молниезащиты может пустить разряд молнии в 200 000 А в другом направлении.

Токоотвод должен привариваться к заземлителю не только в месте их соединения, но и по всей длине заземлителя, уходя в почву. Заземлитель забейте в землю, а яму и все траншеи – засыпьте.

Регулярный уход за молниеотводом

Молниеотвод – конструкция, выполненная из металла. А металл крайне плохо переносит агрессивное воздействие окружающей среды. Чтобы ваш громоотвод не покрылся ржавчиной и не потерял своих свойств, нужно регулярно проводить осмотр и проверку системы.

Изначально на этапе монтажа все болтовые соединения нужно заизолировать и защитить от коррозии специальным составом. Повторять эту процедуру следует ежегодно. Сварные соединения нужно покрыть краской для защиты.

Проверяйте систему по всей длине

Весной, до начала сезона грозовых дождей, желательно провести визуальный осмотр всего контура, проверить контакты, при необходимости, зачистить их от окиси. Плохой контакт в контуре громоотвода очень опасен и может вызвать размыкание системы или возгорание.

Подземную часть молниезащиты тоже следует контролировать. Делать это можно не ежегодно, но не реже одного раза в три года. Заземлитель и токоотвод откапываются и проверяются на предмет повреждений и коррозионных разрушений. Иногда ржавчина так «съедает» металл, что некоторые элементы заземлителя приходится менять.

Важно понимать, что лучше не установить защиту вообще, чем сделать это неграмотно. Когда речь заходит о таком высоком напряжении и силе тока, любая ошибка может стать фатальной. Если вы не уверены в своих силах и сомневаетесь, что сможете установить громоотвод в частном доме своими руками, лучше не рискуйте, а обратитесь за помощью к профессионалам.

«От сумы да от тюрьмы» не застрахован никто, а от удара молнии – тем более. После ослепительной вспышки и оглушительного грохота самое приятное - отделаться легким испугом и восторгом от пережитых впечатлений. Нехорошо, если сгорит электроника в доме. Еще хуже, когда случится пожар. Совсем недопустимо – поражение человека ударом молнии. Вывод простой: делаем молниеотвод!

Удар молнии в дом нельзя назвать красивым

Откуда берется молния?

Всему причиной веселые облачка, которые при приближении грозы постепенно нарастают и превращаются в темные громады кучевого типа. Верхние слои влаги в воздухе превращаются в мелкие кристаллики льда, а нижние остаются в виде капель воды. Так и получились две пластины гигантского конденсатора.

Громадные структуры движутся в воздухе и заряжаются в результате трения: верхние слои накапливают положительные ионы, нижние – отрицательные электроны. Всему есть предел, и накопленный потенциал превращается в электрический разряд. В итоге, «пробивает» там, где наименьшее сопротивление: высокие деревья, крыши домов и … громоотводы!

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

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.

Варианты молниеприемника для частного дома

Можно назвать три основных вида молниеприемника по типу конструкции:

• стержневой молниеприемник;
• в виде сетки;
• тросовой молниеприемник;
• покрытие крыши в качестве молниемника.

Штыревой молниеприемник можно приобрести или сделать самому

Молниеприемник в виде стержня наиболее известен и распространен. Существуют промышленные изделия с готовым крепежом. Любителям творить своими руками реально изготовить изящную конструкцию, украшающую здание. В любом случае штырь из стали должен иметь сечение не менее 70мм2, а для изделия из меди достаточно 35мм2. Таким образом, его диаметр может составлять 7-10мм.

Длина стержня может варьироваться в пределах 0,5-2м, при этом он должен выступать хотя бы на полметра над всеми объектами в окружении здания. Стержневой молниеприемник принимает заряд в одной точке и особенно эффективен при защите небольших строений.

Молниеприемник в виде сетки удобен для большой крыши

Молниеприемник в виде сетки изготавливается из проволоки диаметром порядка 6мм. На фото можно оценить, как выглядит на практике конструкция подобного рода. Существуют уже готовые конструкции с размером ячейки 3-12м. Защита от молнии такого рода удобна в применении на крыше большой площади. Для предотвращения возгорания обрешетки молниеприемник монтируют на расстоянии 0,15м от поверхности кровли.

Тросовый молниеприемник удобно разместить на коньке

В условиях частного дома более удобен в применении молниеприемник в виде троса. Его монтируют на коньке кровли, закрепив за две опоры на противоположных фронтонах. Возможен и комбинированный вариант, когда на упомянутых опорах дополнительно к тросу установлены штыревые молниеприемники.

Трос должен иметь диаметр более 5мм и монтироваться на безопасной высоте от кровли. Конструкция такого типа обычно применяется на крыше с неметаллическим покрытием.

Фальцевая кровля в качестве молниеприемника

Металлическая кровля крыши, при определенных условиях, может также выступать в качестве молниеприемника. При этом толщина металлочерепицы, профнастила или оцинкованного листа должны быть не менее 0,4мм. Заманчиво выполнить защиту от грозы, не применяя дополнительных материалов.

На практике это сделать непросто, так как под настилом не должно быть легковоспламеняющихся материалов, тогда как обрешетка чаще всего делается из дерева.

Более того, придется обеспечить соединение токоотвода с каждым отдельным листом покрытия, что трудоемко. Такой вариант подходит для фальцевой кровли, где листы металла уже надежно соединены. Воспламенение обрешетки при этом невозможно, если покрытие уложено на обрешетку из металла.

Как работает токоотвод

В идеале, для конструкции, изготовленной своими руками, материал молниеприемника, токоотвода и заземлителя должен быть один и соединен с помощью сварки, то есть - сталь. Такое решение обеспечивает надежность и долговечность защиты. На практике возможно использование оцинкованных и омедненных элементов, а также различных материалов. Их соединение обеспечивают применением зажимов с болтами и гайками.

Токоотвод на крыше, на стене и цоколе дома

Токоотвод из стали в виде прута или полосы должен иметь сечение не менее 50мм2, проводник из алюминии допускает размер 25мм2, а медный провод можно применять с площадью сечения 16мм2, что примерно соответствует диаметру 8,6 и 5мм соответственно.

Токоотвод размещают так, чтобы он соединял молниеприемник и заземлитель по кратчайшему пути.

При этом не допускается выполнение острых изгибов, что может привести к искровому разряду и воспламенению на данном участке. С этой же целью проводник размещают на расстоянии не менее 100мм от поверхностей горючих материалов стен и других элементов постройки.

Требования к заземлителю

Так выглядит готовый к проверке контур заземления

Заметим, что не рекомендуется использовать защитный контур заземления для подключения молниеотвода. В случае применения общего заземлителя при грозовом разряде на поверхностях бытовых приборов может возникнуть опасное напряжение. Для защиты электропроводки и бытовой техники в частном доме от удара молнии на вводном щите устанавливаются устройства защиты от импульсных помех (УЗИП).

Заземление для молниеотвода размещают не ближе 5м от крыльца и дорожек и заглубляют горизонтальный соединитель не менее 0,8м. Это необходимо для уменьшения вероятности поражения людей в случае грозового разряда.

Защитная зона громоотвода

Не следует питать иллюзии, что громоотвод на соседнем доме или расположенная недалеко металлическая вышка полностью обезопасят Ваше жилище от удара молнии. Защитная зона громоотвода имеет вполне конкретные границы. В любом случае на даче придется устроить собственную молниезащиту.

Размер защищаемой зоны определяется высотой размещения молниеприемника

Конус безопасности, создаваемый стержневым молниеприемником, имеет угол 45-50°. Указанное правило действует при высоте размещения молниезащиты до 15м. Вышеприведенный эскиз демонстрирует, что при угле 45° радиус защитной зоны равен высоте верхней точки стержня над уровнем земли. При значении 50° зона защиты будет чуть больше.

Таким образом, чем выше мы разместим молниеприемник, тем больше получится площадь защищаемой поверхности.

В любом случае, частный дом должен попадать полностью в зону конуса защиты. Очень желательно, чтобы все постройки во дворе были защищены по тому же правилу. Таким образом, удобно разместить молниеприемник на крыше дома. Закрепить штырь бывает проще на одной из сторон здания чем по центру, при этом вероятность попадания молнии в кровлю снижается.

В случае большого участка может возникнуть необходимость установки еще одного громоотвода. Его можно смонтировать на специальной мачте.

Монтируем молниезащиту своими руками

В первую очередь, необходимо выбрать молниеприемник в соответствии с вышеизложенными рекомендациями и имеющимися под рукой материалами. На крыше дачного дома проще всего монтировать обыкновенный стальной штырь. Оцинкованная труба или алюминиевый стержень будут работать еще лучше. При использовании патрубка его верхний конец следует заглушить.

При наличии куска троса нужной длины и диаметра не составит труда протянуть его вдоль конька. На крыше большой площади эффективнее использовать вариант в виде сетки. Молниеприемник любой конструкции следует закрепить так, чтобы его не нарушило ветром.

Учтите: электрический контакт всей системы проще обеспечить, изготовив все три составляющие молниеотвода из одного материала.

Если не иметь в виду сварку, токоотвод проще выполнить из толстого медного провода в соответствии с рекомендациями выше. Надежное соединение с молниеприемником можно обеспечить с помощью оцинкованных зажимов с болтами и гайками. Практично закрепить проводник к опорам водосточных труб.

Размеры контура заземления в виде треугольника

Заземляющий контур лучше всего обустроить там, где вероятность нахождения людей наименьшая. Также выгодно разместить его в месте, где всегда присутствует влага. Это улучшит контакт заземлителя с землей. Не будет лишним, если рядом с ним установить предупреждающий знак. Болтовое соединение с заземлителем лучше выполнить над землей на цоколе здания, а контакт в земле обеспечить сваркой.

После монтажа всей системы электрическое соединение от молниеприемника до заземления можно проконтролировать мультиметром. Сопротивление заземляющего контура можно проверить только специальным прибором. Его величина должна быть не более 10Ом в том случае, если неподалеку возможно присутствие людей. Для отдельного молниеприемника, установленного вдалеке от дома, сопротивление заземления не должно превышать 50Ом.

Стандартный прибор для измерения сопротивления заземления

Хотя бы раз в год имеет смысл проверить целостность всей системы визуально. Раз в несколько лет следует откопать заземление и оценить степень коррозии металла. Если стержни в земле стали заметно тоньше, их необходимо заменить.

Высокое дерево нам поможет

Чтобы обустроить громоотвод на даче, можно использовать в качестве мачты высокое дерево, растущее неподалеку. Молниеприемник следует закрепить на его макушке так, чтобы он выступал не менее 0,5м над кроной. При этом не следует забывать, что дерево растет и меняет свои размеры.

Пирамидальный тополь защитит дом от грозы

Это означает, что молниеприемник и токоотвод следует крепить пластиковыми хомутами, которые не испортят ствол. Провод лучше использовать медный многожильный гибкий и проложить его следует с запасом дины. Кроме того, раз в несколько лет придется забираться наверх и переставлять молниеприемник выше макушки.

Мы постарались доступно и лаконично изложить все тонкости создания защиты от природной стихии. Пусть у вас получится изящный и надежный молниеотвод! Надеемся, нижеследующий видеоролик будет Вам полезен.

Если рассматривать статистику погибших людей от ударов молнии, то это количество больше, чем жертв в авиационных катастрофах. Молния каждый год уносит несколько тысяч жизней, а также наносит многомиллионный материальный ущерб. Каждый владелец дачи или собственного дома знает, что защитить свое имущество и родственников можно только самому. Поэтому молниеотводы лучше изготавливать самостоятельно.

Самодельные молниеотводы нормально работают, что подтверждается на практике. Такие устройства имеют и другое название – громоотводы. Гром никакого вреда не наносит, кроме громкого звука. А для защиты от молнии необходимо сооружать некоторую конструкцию.

Удар молнии обычно приходится в конструкцию с максимальной высотой, которая встречается на ее пути. Опасным местом во время грозы является жилой дом или другая постройка из-за наличия в них металлических элементов – крыша, телевизионная антенна и т.д. Жильцы городских квартир могут не беспокоиться, так как большинство многоэтажных домов уже имеют молниеотводы.

Если рядом с домом имеется вышка сотовой связи, то в устройстве молниеотвода нет необходимости. Во всех других случаях целесообразно все-таки обезопасить свой дом. Если вызывать для таких работ специалистов, то это обойдется вам недешево. Но если разобраться с устройством системы молниеотвода, то можно все сделать самостоятельно.

Виды и особенности устройства

На рисунке изображено устройство системы молниеотведения.

Существует несколько видов молниеотвода, но основные их части одни и те же:

• Молниеприемник.
• Токоотводящее устройство.
• Заземление.

Виды молниеприемников

Верхняя часть этой защитной системы называется молниеприемником.

• Стержневой приемник молнии заострен на конце. В него ударяет молния во время грозы. Оптимальным вариантом изготовления приемника молнии является медный штырь диаметром 15 мм. Он должен быть расположен достаточно высоко, однако слишком высокий приемник будет притягивать к себе электрические разряды молнии.Стержневые молниеотводы наиболее эстетичны, в отличие от тросового, но обеспечивают меньший защитный радиус на участке. От высоты металлического штыря зависит величина защищаемого пространства.

• Тросовый приемник способен защитить большую площадь участка, в отличие от стержневого молниеприемника. Тросовые конструкции используются в устройствах линий электропередач. В них вместо металлических штырей применяют трос, который соединяется с другими элементами болтовым соединением.

• Сетчатый приемник молнии изготавливается в виде металлической сетки на крыше дома.

Токоотводы

Следующей частью системы отведения молнии является токоотвод, состоящий из толстых , закрепленных специальными муфтами к приемнику молнии и заземляющему контуру. Для крепления его на стене применяются пластиковые крепежные элементы. Токоотвод необходимо изолировать от воздействия внешней среды. Для этого обычно используют пластиковый .

Заземление

Основные элементы заземления находятся в грунте. Заземлитель состоит из металлических стержней, сваренных между собой, либо скрепленных болтами.

Заземление системы отведения молнии является важной частью всей конструкции. Этот заземляющий контур аналогичен устройству заземления дома. Важным требованием при этом является то, что эти два разных контура заземления ни в коем случае не должны соединяться. Иначе во время грозы бытовые электрические устройства могут выйти из строя, либо возникнет возгорание деревянного дома от разряда молнии.

Требования к заземлению системы отведения молнии

• Металлические штыри, вставленные в грунт, должны быть длиной не меньше трех метров.
• Сечение металлических штырей – не менее 25 мм 2 .
• Штыри соединяются между собой треугольником, что является отличием от обычного заземления дома.
• Между вершинами треугольника должно быть расстояние не менее 3 метров.
• В качестве соединительных шин допускается применять металлический пруток диаметром не меньше 12 мм или полосу сечением 50 х 6 мм.
• Длина сварных швов не должна быть меньше 20 см.
• Для заземления молниеотводов устанавливается минимальная глубина над поверхностью земли 50 см.

Место для заземления

К этому вопросу следует подходить с наибольшим вниманием и аккуратностью. Заземляющие электроды не должны устанавливаться в местах нахождения животных, или возле детских площадок. Также нельзя располагать эти элементы возле скамеек или дорожек.

Лучше заземление будет работать во влажном грунте. Чтобы поддерживать работу заземления, можно самостоятельно создавать для этого условия, периодически поливая место заземления водой. Если нет возможности полива этого места, а почва в вашей местности слишком сухая, то рекомендуется при установке в почву электродов заземления посыпать их смесью соли и древесного угля.

Как работают молниеотводы

Чтобы разобраться в принципе действия системы отведения молнии, следует представить большой конденсатор, который постоянно заряжается. Его обкладками будут облака и земля. При наступлении грозы обкладки этого большого конденсатора начинают электризоваться между собой, и накапливать заряд. При достижении разницы напряжения между обкладками, равному напряжению пробоя молнии, возникает сильный разряд молнии, достигающий нескольких миллиардов вольт.

Чтобы заряд не накапливался, необходимо замкнуть этот конденсатор на землю. Таким замыкающим проводником и являются молниеотводы. Поэтому при грозе происходит разряжение конденсатора и обкладки не могут накопить заряд, а напряжение в молниеотводе уменьшается до нуля. Другими словами, система отведения молнии создает условия, в которых не способен возникнуть электрический разряд молнии, так как накапливаемый заряд отводится в землю.

Особенности самостоятельной установки молниеотвода

• Молниеотводы рекомендуется изготавливать из материалов, не подверженных коррозии. Для этого применяется оцинкованный уголок, луженая жесть, профиль из дюралюминия, или сетка из неизолированной медной проволоки. Соединяющие проводники должны иметь необходимое сечение. Молниеприемник нельзя покрывать лакокрасочными материалами или другой изоляцией.
• Для удобного расположения молниеотвода можно использовать высокое дерево, находящееся вблизи дома. Чтобы не причинять вред дереву, приемник молнии можно закрепить на длинном деревянном шесте, который фиксируют на дереве с помощью , и располагают на максимальной высоте.
• Если дерева нет, то можно использовать для крепления молниеприемника телевизионную антенну, которая закреплена на крыше дома.
• Другим способом установки является печная труба, к которой можно закрепить металлический штырь и соединить его с заземлением.

Техническое обслуживание

Чтобы система молниеотвода работала без нареканий, необходимо обслуживать его конструкцию для поддержания в рабочем состоянии. Металлический штырь, играющий роль приемника молнии, необходимо чистить обычными чистящими средствами в виде наждачной бумаги или других аналогичных средств, чтобы предотвратить образование окиси и удалить загрязнения.

В засушливые времена необходимо периодически увлажнять почву в месте закладки контура заземления.