Молниеприемник и молниеотвод в чем разница: Молниеприемник или молниеотвод – в чем разница?

Содержание

Молниеприемник или молниеотвод – в чем разница?

Мощный электрический разряд, вызванный происходящими в атмосфере процессами и называемый молнией, несет в себе угрозу для людей и приборов. Избежать разрушительного воздействия позволяют современные системы молниезащиты, которые устанавливаются на здания разного назначения, общественные и частные объекты, а также непосредственно между проводящими инсталляциями и устройствами. В комплекс мер защиты входит в том числе молниеприемник или молниеотвод, который принимает на себя основную часть удара.


Эти два понятия используются для обозначения конструкции, которая служит для пассивной или активной защиты от молний. Разница в том, что молниеотводом называется все защитное сооружение целиком, а молниеприемником – ее часть, которая представляет собой металлический проводник, предназначенный для перехвата разряда. Общеупотребимо также понятие «громоотвод», под которым подразумевают устройство, устанавливаемое на сооружениях для защиты от удара молнии.

 

 

Виды и принцип действия молниеприемников

Принцип действия молниеприемников алюминиевых или из других металлов заключается в перехвате разряда молнии и его перенаправлении через токоотвод к заземлению в грунте, где он рассеивается. Молниеотводы бывают естественными, в роли которых выступают некоторые строительные металлические конструкции, и специальными, которыми укомплектовывается молниезащита, если она недостаточна. Также конструкции бывают пассивными и активными, последние отличаются тем, что провоцируют удар молнии на себя.

Пассивные молниеприемники делятся на три вида:

  • Стержневые – это молниеприемные мачты длиной от 1 до 20 метров, которые устанавливаются на самых высоких участках крыши или рядом со зданием. Конструкции молниеотводов могут быть одиночными и двойными. Первый вариант – стандартный, когда молниезащита представляет собой конус с вершиной в верхней точке молниеприемника. Один или группа таких конусов должна покрывать объект целиком. Второй вариант – когда конусы расположены рядом друг с другом, на расстоянии, не превышающем определенное значение.
  • Тросовые – система применяется для молниезащиты невысоких зданий, коттеджей и частных домов. Основа – трос-проводник из металла, натянутый между молниеприемными мачтами, к которому присоединяются токоотводы. Молниеприемники делятся на двойные и одиночные системы (по тому же принципу, что и стержневые) и замкнутый контур. Последний вид защиты актуален для зданий, достигающих в высоту не более 30 м. Сооружение полностью располагается внутри периметра.

Планирование молниезащиты

Выбор мер для защиты от удара молнии зависит от нескольких факторов:

  • Тип здания и кровли. Для отвесной крыши применяется метод угла защиты, на плоской устанавливается молниеприемная сетка на кровле (смета рассчитывается предварительно), надстройки дополнительно снабжаются стержневыми мачтами.
  • Необходимый класс молниезащиты.
  • Результат расчета зоны защиты. Индивидуальные параметры рассчитываются для каждого объекта. Планирование молниезащиты зданий простой конфигурации может осуществляться по типовым схемам. Для организации защиты сложных объектов используется специальное ПО.

В зависимости от вида молниеприемников применяются разные методы монтажа конструкций. Например, стержневые мачты устанавливаются по периметру или на высочайших точках объекта с использованием коньков или специальных металлических или бетонных оснований. С учетом ветровых нагрузок могут применяться дополнительные крепления, такие как дистанционные держатели.

Где заказать установку молниеотвода

Услуги по расчету и установке молниезащиты предлагает компания «Алеф-ЭМ». Профессионалы решают проблемы не только прямого удара молнии, но и нейтрализации вторичных воздействий, используют передовые технологии и гарантируют эффективное решение любых задач. Исполнитель отвечает за высокое качество работ и комплектующих, которые заказываются у ведущих и проверенных производителей, в частности в известной компании, поставляющей комплектующие для молниезащиты, Dehn. Обслуживание осуществляется на гибких условиях, предоставляются все необходимые документы.

Форма заказа расчета молниезащиты

Что такое молния и как от нее защитить дом

Эта статья, в которой мы простыми словами объясняем сложные вещи. Прочитав ее, вы точно поймете, что такое молния, для чего нужна молниезащита и что она из себя представляет.

Что такое молния и откуда она появляется

Облака – сгустки капель воды и водяного пара, бывают настолько большими, что части одного облака находятся в различных температурных слоях, и температурная разница может достигать 20-30 градусов. Если «дно» облака, например, имеет температуру -10 -15 градусов, то его верхний слой может быть охлажден до -40 -50 градусов Цельсия. Вода в такой среде превращается в мельчайшие льдинки, трущиеся и ударяющиеся друг о друга под воздействием ветра. В результате трения создается статическое электричество.

В результате большой температурной разницы в разных зонах облака формируются слои с различными электрическими разрядами, а само облако можно сравнить со слоеным пирогом. Электричество, накопившись в большом объеме, жаждет выхода и поэтому формируется в разряд молнии. А гром – это звук, сопровождаемый прохождение молнии сквозь воздух.

Различают три основных вида молний:

  • Бьющие вверх,
  • Разряжающиеся между облаками или в облаке,
  • Бьющие в поверхность земли – наиболее опасные для человека.

Электрический ток всегда идет по пути наименьшего сопротивления – он выбирает кратчайший путь. Поэтому «жертвами» молнии часто становятся высокие здания, деревья, шпили.

Молния – это короткое замыкание, возникшее между облаком и грунтом. И чтобы защитить дом от молний, нужно прибегнуть к молниеотводу.

Естественные молниеотводы – что выбирает молния

Молния часто выбирает деревья в качестве мишени. Излюбленными породами молнии являются дуб, тополь, ель и сосна. Почему именно эти деревья?

Такой выбор атмосферного электричества объясняется тем, что перечисленные деревья высокие и имеют развитую корневую систему, которая глубоко проникает в землю и достигает слоя воды.

Электрический разряд притягивается к высокому дереву, по которому он мгновенно достигает земли и, распространяясь по мощной корневой системе, уходит в почву и воду.

Поэтому дуб и прочие перечисленные породы – отличные естественные молниеотводы.

Как сделать молниезащиту дома

Молниеотвод – это объект, расположенный выше защищаемого объекта, через который проходит разряд молнии и идет безопасным путем в землю.

Многие думают, что молниеотвод как бы «перехватывает» молнию, если та задумала «выстрелить» в находящееся рядом здание. На деле это не совсем так.

Молниеотвод, как идеальный проводник, провоцирует появление молнии прямо над собой. И если ток концентрируется в разряд, то он направляется к молниеотводу и через него разряжается в землю.

Получается, что молниеотвод – это система, вызывающая молнию именно так, чтобы обезопасить рядом находящиеся объекты.

Разновидности молниеотводов

  • Одиночные,
  • Тросовые. Такой молниеотвод – трос или система тросов, которые соединяют одиночные молниеприемники. Такой вид молниеотвода используется для защиты больших участков и длинных сооружений.

Система молниезащиты дома

Молниезащита дома – это система, состоящая из молниеприемника, токоотвода и заземлителя.

Молниеприемник – это тонкий металлический (медь, сталь) стержень, установленный над объектом защиты.

Токоотвод – кабель, по которому ток движется от молниеприемника к заземлителю.

Заземлитель – подземная конструкция, отдающая ток в землю.

Молниеотвод действует в пределах определенной зоны, площадь которой нужно рассчитать, чтобы быть уверенным, что объект полностью защищен. Если в зону защиты не попадает доля участка, необходимо установить дополнительный молниеприемник.

Имеется несколько способов расчета площади действия молниеотвода.

Лишь при правильной установке молниезащита является электрической цепью с низким сопротивлением, по которой молния успешно уйдет в грунт и не нанесет вреда вам, вашему дому и находящемуся в нем оборудованию.

Специалисты «ЦинконТех» помогут вам выполнить монтаж молниезащиты частного дома профессионально и по доступной цене. Обращайтесь!

Отличие активной и пассивной молниезащиты

Характеристики Активная система молниезащиты Пассивная система молниезащиты
Принцип
действия
Электронная система создаёт ионизацию (встречный лидер) значительно раньше и  большей напряженности поля, чем в случае классической молниеотводной защиты. Физически, пассивный молниеотвод  действует аналогично активному  — создается зона ионизации вокруг острия и  молния «притягивается» от защищаемых объектов, но на расстояниях во много раз  меньших, чем
у активного молниеотвода.
Зона
защиты
Зона защиты активного молниеприемника многократно превосходит зону защиты обычного штыревого. Охраняются все объекты, охваченные элипсообразной  сферой в виде «капсулы», антенны и архитектурные элементы крыши, а так же вся территория (открытые площадки) находящаяся в зоне защиты активного молниеприемника. Пространство в окрестности молниеотвода ограниченной геометрии, в зону защиты которого входит только объект, размещенный в его объеме. Радиус защиты меньше
примерно в 8 раз, чем у активной системы
молниезащиты.
Схема защиты
Радиус действия Радиус защиты до  107 м. Радиус защиты до  24 м.
Токоотводы 1-2 шт. Более — 2 шт.
Горизонтальные пояса Не применяются для зданий высотой до 60 м. Искусственные токоотводы соединяются горизонтальными поясами вблизи поверхности земли и через каждые 20 м по высоте здания.
Заземлители Не более 2 шт. Более 2 шт.
Проектирование Определяется высота мачты, на которую устанавливается активный молниеприемник              (по инструкции), исходя из уровня защиты и радиуса защищаемой площади. Выполняется обоснование выбора средств защиты, типов молниеотводов и методов расчетов, выбора материалов  молниеприемников,   токоотводов, их сечений и общее  количества.
Монтаж 1-2 дня Сложность и трудоемкость монтажа
множества молниеотводов, сеток и молниеприемников пассивнвной молниезащиты.
Эксплуатация Трудозатраты на  ТО и Р пропорциональны количеству элементов системы. Тех. обслуживание и ремонт большого количества соединений, крепежных элементов. Необходимо.
Эстетика Не ухудшается эстетический вид объекта. Активная головка занимает минимальное место при установке. При установке молниеотводных сеток или
многочисленных стержней портится
архитектурный облик объекта.
Электро-магнитное воздействие Минимальное негативное воздействие электромагнитного поля из-за ограниченного количества токоотводов. Большое количество токоотводов подвергает почти весь объект  воздействию электромагнитного поля

Для чего нужен молниеотвод?

Человечество уже давно опасается непредсказуемого природного явления — молнию. Она достаточно страшна своими последствиями, так как причиняет вред не только жилищу, но и его хозяину. Во избежание страшной опасности был придуман молниеприемник — это устройство, которое располагается на крыше жилого дома, высотой в несколько метров. Помимо этого, молниеотводящие конструкции часто устанавливаются рядом с домом или на других возвышенных объектах.

Важно! Если крыша вашего дома является самой высокой точкой в радиусе двухсот метров, разумно подумать об установке молниеотвода.

С научной точки зрения можно сказать, что такое явление, как молния изучается много лет, и в большинстве случаев доказано, что если и попадает в здания, то только в самые высокие.

Параметры и конструкция молниеотвода

Молниеотвод в частном доме знаком практически каждому, что проживает на окраине городов или мелких населенных пунктов. Как говориться, в пустотных поселениях такому природному явлению есть где разгуляться.

Конструкция молниеотвода на частном доме

Рассмотрим конструктивные особенности механизма:

  • Непосредственно молниеприемный стержень, он представляет собой металлический прут размером не менее 5 мм, длиной от 2-х — 3-х метров и имеет острый наконечник. Размещается такое устройство, как правило на высокой точке кровли, иногда практикуется его установка рядом со зданием, только в этом случае его длина будет достигать 10-ти метров;
  • Токоотвод — это не менее важный элемент конструкции. Состоит он из толстого металлического проводника или медной жилы большого диаметра. Эта деталь проводит ток, полученный от статистического электричества в заземляющий контур;
  • Контур заземления. Имеет простую функцию, выводит высоковольтное напряжение, полученное от природного электричества в землю, где оно теряет свою силу.

Помните! Правильно установленный контур заземления молниеотвода — это шанс уберечь целостность постройки и сохранить себе жизнь.

Подобным образом сконструирован каждый молниеотвод.

Линейный молниеотвод на частном доме

Виды молниеотводов

Виды молниеотводных стержней отличаются своей конструкцией, которые обсудим на данном этапе.

Итак, существует всего три наиболее распространенных конструкции. Самый востребованный вариант токоотвода является обычным стержнем длиной несколько метров. Данный тип может выступать как сопутствующая мачта, так и специально предназначенная. Нередко жители частного сектора предпочитают обычную телевизионную антенну в качестве молниеприемника. Конструкция в отличие от других видов считается упрощённой. Ее простота заключается в элементарном подключении токоотвода к контурному заземлителю.

Следующий вариант — это элемент, состоящий из тросовой линейки, натянутой между двумя мачтами на крыше. Его принято располагать по двум вершинам двухскатной крыши. Здесь присутствует большое преимущество, которое отличает конструкцию от других типов. Заключается оно в полном улавливании разрядов молнии и немедленном перемещении их по токоотводящему проводнику к заземлению.

Молниеотвод на дереве

Остается сеточный приемник. Сегодня он встречается наиболее часто на домах с плоскими крышами. В таких условиях, проводить монтаж молниеприемной сетки очень просто и быстро, стоит лишь соблюдать ряд условий и соответствий ПУЭ.

Важно! Обустраивая молниеприемную сетку, соблюдайте расстояние между токопроводящими жилами. Дистанция между параллелями не должна быть менее 6 м.

Задачи и функции молниеотводной конструкции

Сеточный молниеотвод на плоской кровле

Разумеется, основная задача молниеотвода состоит в предохранении человека, его жилья и имущества от порчи в связи с влиянием высоковольтного атмосферного электричества. Тем не менее, давайте рассмотрим ряд косвенных функций, не учесть которые будет неразумно.

В некоторой части, задачи и функции всех составляющих молниезащитного оборудования могут переплетаться между собой. Если подойти к этому вопросу более конструктивно, выясняется, что в задачи токоотвода входят:

  • формирование безопасных условий для работы персонала на промышленных предприятиях;
  • создание оптимальных условий для домашнего обихода в любую погоду;
  • управление разрядом молнии;
  • защита жилища от воздействий высоковольтных импульсов и электромагнитных проявлений;

Важно! Чтобы отдельно стоящие молниеотводы хорошо функционировали, следует их скомбинировать и заземлить. Все крепежи конструкции должны выполняться сварочными швами, если не предусмотрено иное.

 

Вас могут заинтересовать:

Принцип действия и особенности монтажа молниеотвода

Молниеотвод или, как его называют в быту, громоотвод — это инженерная конструкция, которая предотвращает попадание молнии во время грозы в близлежащие здания, сооружения, воздушные кабели для подачи энергии, инженерные конструкций. Он используется для строительства систем молниезащиты промышленных, торговых, жилых объектов. Необходимость установки молниеотводов обусловлена требованиями действующих стандартов противопожарной безопасности для конкретных объектов.

Основным нормативным документом для систем молниезащиты является СО 153-34.21.122-2003, в которой прописаны правила молниезащиты зданий, сооружений и коммуникационных линий.

Конструктивные особенности молниеотвода

Наиболее распространенным способом строительства систем молниезащиты является использование стержневых молниеотводов. Такая конструкция состоит из следующих деталей:

  • Молниеприемник — имеет вид стального штыря большой длины, который принимает электрический разряд во время грозы. Чаще всего он делается из меди, имеет толщину в 15 мм и заостренную вершину. Она должна располагаться выше объектов, которые защищает молниеотвод.
  • Токопровод — имеет вид толстого провода, проложенного внутри корпуса молниеотвода. Он соединяет молниеприемник и контакт системы заземления. Токопровод обязательно изолируется полимерными материалами, чтобы исключить контакт с корпусом ствола. Для соединения элементов системы используются муфты.
  • Заземление — особый проводник, который находится в грунте или соединен с закладными элементами, размещенными в земле. Обычно закладные элементы имеют вид стальных стержней, соединенных друг с другом и установленных особым образом, что гарантирует утилизацию электрического заряда.

Корпусом молниеотвода может служить несиловая опора освещения. Она имеет вид конического ствола с граненым поперечным сечением. Высота корпуса и длина штыря определяется технической документацией. От высоты установки кончика молниеприемника зависит площадь защищаемого пространства.

Также в качестве молниеотводов используются стальные тросы или сетки, которые предотвращают попадание молнии в протяженные инженерные коммуникации или крыши без уклона.

Принцип действия конструкции

Система защиты от ударов молний с помощью молниеприемника основана на принципе действия конденсатора, накапливающего электрический разряд. Облака над землей и мокрая земля являются его обкладками, которые электризуются во время грозы. Как только разница зарядов достигнет величины пробоя, возникает разряд (молния).

Молниеотвод предотвращает накопление заряда и выступает как замыкатель. Он отводит напряжение в землю, поэтому обкладки в виде облаков и грунта не могут накопить заряд большой мощности.

Защищаемое пространство

Один молниеотвод может защитить от удара молнии ограниченное пространство, которое имеет форму конуса. Вершина конуса совпадает с верхушкой штыря молниеприемника. Более точно границы защиты следующие:

  • Для надежности защиты минимального уровня при высоте молниеотвода до 100 метров высота конуса составит 85% от высоты молниеотвода, а площадь защищаемого пространства — окружность с радиусом в 1,2 высоты.
  • Для надежности среднего уровня высота конуса составит 70% от высоты молниеотвода, а защищаемая окружность будет иметь диаметр 0,7 от высоты.
  • Для максимальной надежности принимается высота конуса в 0,7 от высоты размещения штыря. Радиус защищенной окружности составляет 0,6 от высоты. Более точные расчеты выполняются инженерами-светотехниками по специальным формулам.

Места установки

Молниеотвод может монтироваться на крыше здания или другой инженерной конструкции либо на земле. Чаще всего применяются конструкции на базе опор МОГК, которые имеют фланец для крепления на закладной детали.

Контур заземления соединяется с контактом системы заземления согласно требованиям РД 34.21.122-87. После окончания работ проверяется сопротивление заземляющего контура, которое должно быть не более 10 Ом. Этот параметр постоянно контролируется с помощью специального оборудования. Раз в 12 лет производится частичное вскрытие грунта для визуального контроля штырей системы заземления.

Куда обратиться?

Приобрести молниеотводы, заказать проектирование и услуги по строительству системы молниезащиты можно в нашей компании.

Молниезащита. Виды, характеристики, назначение и доказательство необходимости | Публикации

Введение

Вопрос защиты от прямых ударов молнии становится актуальнее с каждым днем. Согласно прогнозам, увеличение числа гроз (грозовой активности) связано с потеплением климата и растет на 10 % на каждый градус, (по другим данным — увеличивается на 12 ±5 % на каждый градус) глобального потепления и в итоге возрастет примерно на 50 % в течение этого столетия.

Опасность молнии и необходимость защиты от нее людям известна с древности. Если ещё в относительно недавние времена основной опасностью удара молнии были пожары и физические повреждения зданий, вызванные ее термическим и механическим воздействием, то развитие электронной техники и всеобщая цифровизация жизни закономерно ставят дополнительный вопрос защиты электронной аппаратуры от импульсных перенапряжений, вызванных воздействием молнии.

Статистика

Согласно собранной компанией «Электра» статистике, за период с 2014 по 2020 годы в России произошло 4375 пожаров, причиной которых явился удар молнии (грозовой разряд). В них погибло 19 человек и 44 получили травм различной степени тяжести. При этом по сравнению с 638 случаями в 2019 году, количество таких пожаров в 2020 году увеличилось на 153 (24 %) и составило 791.

Каждый такой инцидент — не просто несчастный случай, но ещё и дополнительные расходы как владельцев пострадавших объектов (в большинстве случаев значительно превышающие стоимость системы молниезащиты), так и средств федерального и областных бюджетов.

В грозовой период новости пестрят информацией о погибших и пострадавших от удара молнии. К примеру, только в 2020 году таких случаев насчитывается более 27, в 2021 году — уже 5. Молния не щадит и домашних животных — на фермах, в конюшнях и пасущихся в поле. Только за 2020 год в разных регионах России погибли более 100 животных.

Необходимость молниезащиты

Наиболее эффективным способом борьбы с прямым ударом молнии и ее вторичными проявлениями было и остается применение систем молниезащиты, назначение которых — переориентирование от защищаемого объекта и непосредственный прием прямого разряда, распределение и рассеяние тока молнии в земле. Они состоят из внешней молниезащиты или молниеотвода, включающего в себя молниеприемник, токоотвод и систему заземления, и внутренней — УЗИП, предупреждающие прорыв тока молнии в объект.

Необходимость устройства молниезащиты зданий, сооружений и оборудования определены Федеральным законом от 22.07. 2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» как один из способов предупреждения пожаров и иными законодательными нормами Российской Федерации в области пожарной безопасности.

Традиционно для молниезащиты (грозозащиты) использовались проверенные практикой классические стержневые и тросовые молниеотводы, а также молниеприемная сетка.

Немного истории

Сегодня считается, что молниеотвод изобрел Бенджамин Франклин. Более 250 лет назад, в 1752 году, он экспериментально доказал электрическую природу молнии и предложил способ защиты от нее с помощью заземленного металлического стержня.

Самый старый в мире молниеотвод, из известных сохранившихся, находится в России, на построенной в первой половине 18-го века знаменитой Невьянской башне в городе Невьянск Свердловской области.

Молниеотвод на Невьянской башне

На вершине башни расположен заземленный, через каркас здания, металлический шпиль с покрытым шипами металлическим шаром и расположенным чуть ниже флюгером, на котором выбит дворянский герб Демидовых. Разные источники называют даты окончания постройки башни между 1721 и 1742 годами, то есть, как минимум за 10 лет до изобретения молниеотвода Франклином.

Действующие нормативы

На сегодняшний день в России действуют три основных нормативных документа по традиционной или классической/пассивной молниезащите:

  • РД 34.21.121-74 «Руководящие указания по расчету зон защиты стержневых и тросовых молниеотводов»,
  • РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений»,
  • СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций».

Совместное применение последних двух наиболее часто используемых в практике современной молниезащиты определено письмом Ростехнадзора от 01.12.2004 № 10-03-04/182. Этими нормативными документами определен порядок проектирования, монтажа, эксплуатации и технического обслуживания классических систем пассивной молниезащиты — тросовых, стержневых и сетчатых.

Важнейшей характеристикой любых систем молниезащиты является надежность защиты от прямого удара молнии, то есть величина, определяемая как 1-Р, где Р — вероятность прорыва в процентах прямого удара молнии к объекту, находящемуся в пределах зоны защиты молниеотвода.

Таблица 1. Надежность защиты от прямого удара молнии определена СО 153-34.21.122-2003

Уровень защиты Надежность защиты
I 0,98
II 0,95
III 0,90
IV 0,80

Зоны защиты классических молниеотводов

Наиболее распространены в мировой практике стержневые молниеотводы, отлично защищающие различные объекты на протяжении более чем 260 лет. Зоной защиты одиночного стержневого молниеотвода, согласно РД 34.21.122-87 и СО 153-34.21.122-2003 является конус с прямолинейной образующей. Вершина конуса находится на оси молниеотвода и расположена ниже вершины молниеприемника.

Размеры зоны защиты (высота и радиус защиты на уровне земли) зависят от заданной надежности защиты и от высоты молниеотвода. Добавим, что эта зависимость — линейная (см. схему ниже).

Зона защиты стержневого молниеотвода

Объект считается защищенным с заданной надежностью от прямого удара молнии, если целиком располагается внутри зоны защиты молниеотвода.

Объект полностью находится в зоне защиты молниеотвода. Фронтальная и горизонтальная проекции

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода в данных нормативах рассчитывается как зона защиты большого количества стержневых молниеотводов, расположенных в линию заданной длины.

Кроме того, в СО 153-34.21.122-2003 определена возможность проектирования зон защиты молниеотводов по защитному углу или методом катящейся сферы согласно стандарту Международной электротехнической комиссии (IEC 62305) при условии, что расчетные требования Международной электротехнической комиссии оказываются более жесткими. При этом, в отличие от РД 34.21.122-87 и СО 153-34.21.122-2003, высота молниеотвода определяется от горизонтальной поверхности, которая будет защищена.

Активные молниеприемники МОЭС

В последние 25 лет стали популярны так называемые «активные» молниеприемники, обладающие более высокой степенью надежности и расширенной зоной защиты.

Для справки
Образование молнии начинается с формирования нисходящего от облака в направлении Земли лидера, представляющего собой проводящий плазменный канал. В настоящее время считается, что зарождение лидера в грозовом облаке не зависит от наличия на поверхности земли каких-либо объектов (неровностей рельефа, строительных конструкций и т. п.).
Продвигающийся к земле нисходящий ступенчатый лидер молнии инициирует появление и развитие направленных к грозовому облаку встречных (восходящих) лидеров как с наземных объектов: элементов крыши, архитектурных форм, оборудования на крыше и стенах и т. п., так и с установленных молниеприемников. Соприкосновение одного из них с нисходящим лидером определяет место удара молнии в землю или какой-либо объект.
Исходя из этого, роль системы молниезащиты, с точки зрения развития восходящего лидера, заключается в формировании устойчивого восходящего лидера с вершины молниеприемника раньше, чем с любых элементов наземного объекта. Являясь основным элементом системы молниезащиты, в функцию которого как раз и входит инициация и развитие устойчивого восходящего лидера ранее, чем от элементов объекта, молниеприемник должен создавать для этого оптимальные условия. Известно, что в условиях конкурирующего развития восходящих лидеров от элементов объекта и молниеприемников, более ранний устойчивый лидер подавляет возникновение остальных. Момент начала формирования на вершине молниеприемника восходящего лидера соответствует началу ориентировки молнии к молниеприемнику. Задачу опережающего формирования восходящего лидера от молниеприемника ранее чем от элементов защищаемого объекта с успехом решают системы защиты от прямого удара молнии с использованием молниеприемников с опережающей эмиссией стримера или, если кратко, МОЭС (англ. ESEAT — Early streamer emission air terminal). Другое распространенное название в России — активный молниеприемник.

Принцип действия МОЭС. Кратко

Рассмотрим принцип действия МОЭС на примере молниеприемников Forend производства турецкой компании Forend Elektrik A. S. В этом случае основой МОЭС является генератор высоковольтных импульсов, расположенный в корпусе с острием. Такое устройство монтируются на здании, сооружении или отдельно стоящей мачте и создает зону защиты от прямого удара молнии для всех объектов, в том числе, антенн и архитектурно-ландшафтных объектов кровли.

При возникновении определенных условий за счет разницы потенциалов между нисходящим лидером и поверхностью земли, генератор начинает вырабатывать высоковольтные импульсы. Как следствие, за доли секунды до разряда молнии на острие молниеприемника начинается эмиссия заряженных частиц и возникает стримерная вспышка, образующая встречный восходящий разряд — лидер с зарядом, противоположным заряду грозового облака. При этом для работы генератора не требуется использование внешнего источника питания. В ряде моделей МОЭС использованы поддерживающие ионизацию активные и пассивные электроды.

За счет принудительной генерации, опережающей стримерной вспышки и формирования восходящего лидера, увеличивается эффективная высота МОЭС по сравнению с классическим пассивным молниеприемником, в результате чего перехват нисходящего лидера молнии осуществляется раньше. Как следствие, увеличивается размер зоны защиты наземных объектов. В результате, при прочих равных, с классическими «пассивными» системами, условиях, удается обойтись меньшим количеством молниеприемников и токоотводов и/или меньшей высотой установки МОЭС.

Элементы системы молниезащиты

Система молниезащиты с МОЭС аналогична классическим пассивным системам и включает в себя элементы, указанные на рисунке ниже.

Элементы системы молниезащиты и защищаемого объекта

Примечание
Соединение токоотвод-заземлитель, а также горизонтального и вертикального заземлителей должно выполняться в смотровом (инспекционном) колодце.

Технические характеристики МОЭС

Корпус активной молниезащиты, как правило, изготовлен из нержавеющей стали, что позволяет обеспечить устойчивость к коррозии. Аэродинамическая конструкция МОЭС позволяет, как и классическим стержневым молниеприемникам, с успехом противостоять давлению ветра при грозе.

Разные типы корпусов МОЭС на примере молниеприемников Forend

Зоны защиты МОЭС

Основной характеристикой МОЭС является время опережения — ΔT, измеряемая в микросекундах. Другими словами, это разница во времени инициирования устойчивого восходящего лидера от МОЭС ранее, чем от «пассивного» молниеприемника аналогичной высоты. Этот параметр определяется экспериментально для каждого типа молниеприемника при моделировании реальных условий грозовой деятельности в лаборатории высокого напряжения.

Выбор конкретной модели МОЭС зависит от характеристик защищаемого объекта, требуемого уровня защиты, радиуса зоны защиты и высоты установки молниеприемника. Радиус (Rp) защиты МОЭС зависит от времени опережения (ΔT) и высоты (h) его установки.

Таблица 2. Зависимость радиуса защиты МОЭС от основных его характеристик

Rp, м T= 30 мкс T = 45 мкс T = 60 мкс
h, м уровень 1 уровень 2 уровень 3 уровень 4 уровень 1 уровень 2 уровень 3 уровень 4 уровень 1 уровень 2 уровень 3 уровень 4
2 19 22 25 28 25 28 32 36 31 35 39 43
4 38 44 51 57 51 57 64 72 63 69 78 85
5 48 55 63 71 63 71 81 89 79 86 97 107
6 48 55 64 72 63 71 81 90 79 87 97 107
8 49 56 65 73 64 72 82 91 79 87 98 108
10 49 57 66 75 64 72 83 92 79 88 99 109
20 50 59 71 81 65 74 86 97 80 89 102 113
30 50 60 73 85 65 75 89 101 80 90 104 116
60 50 60 75 90 65 75 90 105 80 90 105 120

Как видно из приведенной таблицы, оптимальным, с точки зрения размеров зоны защиты и финансовых затрат, является установка МОЭС на высоте 6 метров над самой верхней точки защищаемого объекта. Радиус защиты, который в отдельных случаях может доходить до 107 метров, МОЭС позволяет одним молниеприемником обеспечить защиту площади до 36 тыс. кв. м с большей надежностью, чем классические виды пассивных молниеотводов. При необходимости защиты здания большей площади можно использовать 2-3 таких молниеприемника.

Количество молниеприемников

Сравним зоны защиты МОЭС Forend EU (ΔT=60 мкс) с зоной защиты стержневого молниеотвода. Радиус защиты данного устройства на 6-метровой мачте составляет 97 метров для III уровня защиты (наиболее распространен). В то же время рассчитанный по защитному углу стандарта IEC 62305-3:2010 для стержневого молниеприемника той же высоты (высота мачты+высота корпуса МОЭС=6,5 метров) радиус зоны защиты составит 15,3 метра (угол при вершине α=67о).

Для защиты здания размерами 48×180 метров необходимо использовать либо один расположенный в центре крыши здания активный молниеприемник, либо двадцать классических стержневых молниеприемников той же высоты.

Схема соотношения активной молниезащиты (слева) к пассивной (справа)

Еще более наглядно выглядит пример защиты нескольких близко расположенных зданий. Так, для защиты сооружений, стоящих неподалёку друг от друга, размеры одного из которых 48×90, а другого — 48×160, достаточно всего одного МОЭС типа Forend EU либо тридцать восемь классических стержневых молниеприемников той же высоты.

Активная защита двух близкорасположенных зданий в сравнении с пассивной

Размеры зоны защиты МОЭС позволяют уменьшить по сравнению с классическими пассивными системами молниезащиты общее количество молниеприемников на протяженных территориях и крупных объектах, а также снизить объем и общую стоимость материалов и работ при их возведении и ежегодном техническом обслуживании.

Перспективы

В конце 2020 года принят межгосударственный стандарт по системам молниезащиты с опережающей эмиссией стримера — ГОСТ 34696-2020 «Системы молниезащиты с опережающей эмиссией стримера. Технические требования и методы испытаний», определяющий порядок применения указанных систем. Есть надежда, что данный норматив вскоре будет введен в действие на территории России.

В настоящее время компанией «Электра», как одной из разработчиков ГОСТ 34696-2020, создана «Инструкция по защите от прямого удара молнии зданий, сооружений и открытых территорий системами с опережающей эмиссией стримера. Проектирование, монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание». Документ представляет собой переработанный и дополненный собственный аутентичный технический перевод на русский язык стандарта Франции NF C 17-102 (редакция от сентября 2011 года) с французского и английского языков. Одновременно использованы применимые для МОЭС общие положения, термины, определения, требования и методы испытаний из государственных стандартов ГОСТ Р, распространяющихся на классические пассивные системы молниезащиты.

Применение упомянутой выше инструкции на территории Российской Федерации рекомендовано письмом СЦНТИ РЭА Министерства энергетики Российской Федерации от 22.09.2020 № 46.

Оптимальное решение

При проектировании молниезащиты необходимо сочетание эффективности защиты и экономичности проекта. При этом финансовая составляющая зачастую наиболее важна для заказчика, и является определяющим параметром в выборе между различными проектными решениями при прочих равных условиях.

Оптимальный выбор молниеприемников и их расположение на защищаемом объекте позволит также снизить затраты на прочие материалы (токоотводы в первую очередь) и земляные работы при устройстве заземления молниезащиты. Так, для отвода тока молнии в случае применения МОЭС необходимо всего два токоотвода на каждый из них. В то же время, при использовании классических пассивных молниеприемников, большее количество вертикальных, расположенных по стенам здания, токоотводов и грамотная конструкция заземлителей способствует более равномерному распределению тока молнии и стабильности электромагнитной обстановки внутри здания.

Безусловно, молниеприемники МОЭС не смогут полностью заменить традиционные, проверенные сотней лет, стержневые и тросовые молниеотводы. Оба продукта должны сосуществовать одновременно, а применение того или иного должно обуславливаться, прежде всего, эффективностью и целесообразностью финансовых затрат на защиту от риска прямого удара молнии.

устройство, монтаж на разных видах крыши, как сделать молниеотвод и громоотвод своими руками + видео

Для того чтобы защитить дом от разрушения и пожара, возникающих из-за попадания в здание молнии, люди издавна применяют громоотводы. В крупных городах этим занимаются строительные и специализированные организации. В деревенской местности, особенно вблизи водоёмов и болот, на холмах и открытых пространствах риск не меньше, поэтому стоит позаботиться о защите строения заблаговременно. Тем более что больших затрат устройство молниезащиты не требует, а выгода очевидна.

Для чего нужна молниезащита дома

Согласно исследованиям метеорологических служб, на каждый квадратный километр территории Российской Федерации в среднем приходится от двух до трёх ударов молнии в год. В 25% случаев небесный электрический разряд сопровождается повреждениями различных объектов. Это связано с тем, что температура в точке приложения разряда может достигать 30 000 градусов. Показатели напряжения и силы тока очень высокие: до 150 миллионов вольт и 200 тысяч ампер. И хотя воздействие молнии носит кратковременный характер, материалы, поддерживающие горение, вспыхивают мгновенно. А так как бури сопровождаются сильными ветрами, вероятность возникновения пожара увеличивается в геометрической прогрессии.

На каждый квадратный километр территории нашей страны в среднем приходится от двух до трёх ударов молнии в год

Обычно средства по защите дома от молнии называют громоотводом, но это не совсем точное определение, так как гром — это всего лишь звуковое сопровождение разрядов молнии. Более точная формулировка — молниезащита. Она отражает суть устройства и принята среди специалистов, работающих в этой области обеспечения безопасности.

Для того чтобы уберечь здание от ударов молнии, существуют устройства, в основе действия которых лежит один из законов электростатики. Во время грозы в атмосфере накапливается высокий потенциальный заряд ионов. Он имеет положительное значение. Земля же всегда имеет отрицательный заряд. Когда разность потенциалов достигает критического значения, воздушная прослойка между ними пробивается гигантской искрой, которая и называется молнией.

Чтобы разряд молнии не ударил в здание, на нем устанавливается молниеотвод, направляющий ток в землю в обход строения. Это достигается при помощи материалов, имеющих электропроводность более высокую, чем кровельное покрытие.

Строение молниезащиты

Громоотводы бывают двух разновидностей — пассивные и активные.

Пассивная молниезащита

Пассивная молниезащита — наиболее распространённый и традиционный вид, используемый во всех странах мира. В отечественном законодательстве регулируется нормативом РД 34.21.122–87 — «Инструкцией по молниезащите зданий и сооружений».

Пассивная молниезащита считается наиболее распространённым и традиционным видом громоотвода

В соответствии с данным документом молниезащита по качественным показателям делится на четыре категории по мере убывания. То есть первая категория является наивысшей, четвёртая — минимально допустимой. Категория зависит от плотности расположения молниеприёмников на квадратный метр площади крыши.

Активная молниезащита

Активная молниезащита появилась относительно недавно — в середине 80-х годов прошлого столетия. Суть её заключается в том, что на месте обычного шпиля помещается устройство, притягивающее разряд на себя. Оно имеет меньшие размеры и работает за счёт принудительной ионизации воздуха. Это, по утверждению производителей, позволяет искусственно вызывать разряд молнии на более ранних стадиях, когда разность потенциалов относительно низкая. Преимущество в том, что разряды происходят чаще, но с меньшей силой.

Конструктивно ионизация воздуха производится либо специализированными электронными схемами, либо разрядниками, действующими в момент повышения общего напряжения электрического поля в предгрозовой атмосфере.

Внешнее отличие таких молниеприёмников заключается в том, что на антенне смонтированы характерные металлические чаши, формой напоминающие летающую тарелку.

Активная молниезащита искусственно вызывает разряд молнии и притягивает его на себя

В отечественном нормативном законодательстве нет положений, регламентирующих установку активной молниезащиты. Связано это с тем, что большинство экспертов в данной области весьма скептически относятся к эффективности этого вида защиты от молний. Было описано и запротоколировано множество случаев, когда разряды электричества били не в антенны, а рядом, тем самым подвергая опасности здания.

Конструкция и устройство молниезащиты

Все детали громоотводов изготавливаются из металла — меди, алюминия или стали. Диэлектрическими должны быть лишь крепления, которыми проводники присоединяются к поверхности крыши или стены. Классическая схема устройства молниезащиты состоит из трёх основных частей:

  • молниеприёмника;
  • токоотвода;
  • заземления.

Молниеприёмник

Молниеприёмник устанавливается на крыше здания и служит для улавливания электрического разряда. В некоторых редких случаях молниеприёмник устанавливают не на самой крыше, а в непосредственной близости, например, на рядом стоящей мачте телевизионной антенны или высоком дереве.

Молниеприёмники бывают:

  • стержневыми;
  • тросовыми;
  • сетчатыми.
Стержневой молниеприёмник

Стержневые конструкции наиболее распространены в частном секторе и отличаются простотой в установке. Считается, что чем выше расположена антенна молниеприёмника, тем большее пространство она защищает. Существует формула для примерного расчёта высоты молниеприёмника.

Рассчитать достаточную высоту антенны молниеприёмника можно самостоятельно или с помощью онлайн-калькулятора

Воображаемый конус с вершиной на конце антенны молниеприёмника и углом боковых сторон в 90о покрывает зону, являющуюся безопасной.

Обычно в частных домах высота антенны молниеприёмника колеблется от 0,5 до 2 метров. В продаже имеются готовые антенны, но можно сделать её и самостоятельно. Это может быть медный круглый пруток сечением от 35 мм2, стальная арматура сечением от 65 мм2 или водопроводная оцинкованная труба, запаянная с обоих концов.

Наиболее распространенный тип молниеприёмника — стержневой, потому что отличается простотой в установке

Если крыша здания имеет сложную конфигурацию, иногда применяют несколько антенн. Делается это для того, чтобы при меньшей их высоте защитное покрытие было большим.

Крепление антенны должно быть надёжным и не соприкасаться металлической частью с поверхностью кровли. Основание крепления должно иметь диэлектрические свойства.

Тросовый молниеприёмник

Тросовый молниеприёмник удобен тем, что монтаж его не сопряжён со сложными высотными работами. Установка троса проводится вдоль оси конька на высоте 15–20 см. Толщина троса рекомендована не менее 6 мм. Крепится он на металлические или деревянные стойки, недопустимо его провисание или раскачивание ветром. Трос натягивается, как струна.

Тросовый молниеприёмник должен быть хорошо натянут и закреплён

Сетчатый молниеприёмник

Металлическая сетка в роли молниеприёмника используется чаще всего в многоквартирных домах с плоской крышей, торговых центрах и в частном секторе. Есть определённые особенности монтажа сетчатого молниеприёмника на плоской крыше:

  • сетку укладывают на бетонное перекрытие и сверху накрывают теплоизолирующими материалами. Обязательным условием при этом является негорючесть таких покрытий;
  • монтаж производится поверх крыши, сетка выставляется на пластиковых подпорках на высоту 10–15 см.

Выбор того или другого варианта зависит от конструктивного обоснования. Чаще применяется наружный способ укладки.

Сетчатый молниеприёмник используется чаще всего в зданиях с плоской крышей

Изготавливается сетка из металлического проводника сечением 6 мм или из прямоугольных полос металла размером 20х4 мм. В соответствии с международными стандартами расстояние между проводами не должно превышать 12 метров в жилом секторе, и 5 метров — в нежилом. Периметр здания охватывается контурным проводником, а соединения между полосами металла скрепляются с помощью болтов или сварки. Ячейки располагаются равномерно по всей площади. Если кровля металлическая и толщина металла менее 4 мм, молниеприёмник устанавливается на специальные подставки. Высота крепления при этом должна обеспечивать отсутствие искрового промежутка.

Токоотвод

Токоотвод — важный промежуточный элемент молниезащиты между молниеприёмником и заземлением. Служит для передачи электрического разряда. Поэтому с учётом больших величин тока изготавливается в виде цельнометаллического проводника 6 мм в диаметре или в виде шины размером 4х20 мм.

Верхний конец токоотвода приваривается или прикручивается болтами к молниеприёмнику, нижний — крепится таким же образом к заземлению. Средняя часть идёт вдоль стены, при этом нижние 2,5–3 метра рекомендуется поместить в изолирующий кабель-канал или гофру. Это создаст дополнительную защиту от молнии стоящему рядом человеку. Согласно нормативным документам расстояние между токоотводами не должно быть менее 25 метров, по возможности прокладывать их нужно, не приближаясь к окнам и входным дверям. Нельзя спускать токоотвод по углу стены.

При установке токоотвода недопустимы резкие перегибы и закольцовки

Важным условием установки токоотводящей шины является запрет на перегибы более 90о и образование колец. В таких местах может возникнуть искровой прострел, ведущий впоследствии к возгоранию. При соединении частей токоотвода между собой рекомендуется применять сварку. Если соединение имеет разрыв, может образоваться высокотемпературная электрическая дуга со всеми вытекающими отсюда последствиями. Основное правило прокладки токоотвода — спуск к земле должен проходить по кратчайшему расстоянию.

Иногда для маскировки проводника его монтируют под водостоком. Но ни в коем случае нельзя крепить шину к жестяной поверхности жёлоба.

Заземление

Заземление — это конечный пункт назначения электрического разряда. Для того чтобы заземлитель работал исправно, следует учитывать почвенный состав, в котором он располагается. Оптимальным вариантом считается сырой грунт, имеющий хорошие показатели электропроводности. Худшим считается сухой песок: в этом случае необходимо увеличивать площадь заземления.

Немаловажное значение играет материал, из которого сделано заземление. Низколегированные стали достаточно быстро подвергаются коррозии и, сгнивая, резко уменьшают степень электропроводности. Не спасает от появления ржавчины и оцинкованное железо. Со временем в сырой почве такое заземление превращается в ржавую труху. Наиболее подходящими считаются медные и нержавеющие заземлители, срок их службы может быть очень долгим.

Почва, в которой он располагают заземлитель, должна быть влажной, потому что сырой грунт имеет хорошие показатели электропроводности

Есть несколько способов организации заземления. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

  1. Это могут быть вбитые на глубину 2–3 метров металлические трубы или уголки, вкопанный швеллер или двутавр. Все элементы заземления соединяются между собой либо уголком, либо металлической шиной. За счёт этого увеличивается площадь соприкосновения заземлителя с почвой, что приводит к качественной «утилизации» разряда молнии.
  2. В частном домостроительстве часто вкапывают в землю железную бочку или лист толстой нержавеющей стали.
  3. Иногда применяют большие куски металлической сварной сетки, закапывая её на глубину до 1 метра.

Для повышения электропроводности сухой почвы в глубокие ямки засыпают поваренную соль или калийную селитру. Являясь хорошим проводником и растворяясь постепенно в земле, соль также удерживает вокруг себя влагу. Такую процедуру можно проводить один раз в несколько лет.

Главное правило установки заземления — его нельзя располагать ближе 5 метров от входной двери, крыльца или террасы. Такое же расстояние нужно выдерживать от детских площадок, дорожек и вольеров с животными. Минимально допустимое расстояние до стен дома — 1 метр.

Видео: устройство заземления молниезащиты

Профилактика и техническое обслуживание молниезащиты

Как любое техническое сооружение, громоотводы требуют к себе внимательного отношения. При этом следует обращать внимание на следующие детали.

  1. Исправность всех видов крепления. Раз в несколько лет необходимо проверять все резьбовые соединения, подтягивать ослабевшие болты и гайки. После частых гроз следует осматривать стыки, соединённые при помощи сварки, на разрыв.
  2. Минимум один раз в пять лет проводить тщательный осмотр заземления, контролировать степень коррозии металла. Замерять при помощи тестера электрическое сопротивление заземлителя.

Особенности монтажа молниеприёмника своими руками

Несмотря на кажущуюся сложность установки молниеулавливающего оборудования, самостоятельно рассчитать и смонтировать домашний громоотвод под силу каждому человеку, который внимательно ознакомится с вышеизложенными рекомендациями. Нужно лишь располагать несложным инструментом и необходимыми материалами.

Условно весь процесс можно разбить на 5 этапов.

Расчёт материалов

Главное — верно выбрать высоту молниеотводящей антенны. Высчитывая длину стрелы, можно воспользоваться известной пропорцией: высота мачты равна полутора величинам радиуса защищаемой территории.

К примеру, если диаметр окружности, в которой стоит дом, равняется 20 метров, значит, полтора радиуса составит 10х1,5 = 15 м. Отнимаем от этой величины высоту самого дома и получаем искомое значение. Например, если строение имеет в высоту 10 метров, то, вычитая их от 15 метров, получим искомый размер шпиля молниезащиты — 5 метров.

Высота мачты молниеприёмника должна быть равна полутора величинам радиуса защищаемой территории

Длину токоотвода рассчитывают исходя из параметров и конфигурации трассы, которую запланировали. Заземлитель и все сопутствующие крепления планируются в соответствии с местом их расположения.

Установка приёмника в подходящем месте

При установке антенны молниеприёмника учитывается конструкция крыши, расположение горючих элементов конструкции, местонахождение дверей и окон, водосточных труб и других металлических элементов.

Антенну молниеприёмника устанавливают как можно дальше от окон и дверей

Прокладка токоотводящей шины от мачты к заземлению

Руководствуясь правилами соединения, проводят полную сборку всего участка, включая изоляцию провода в гофре на последних 2,5–3 метрах от земли. При соединении болтами рекомендуется подкладывать калёные гроверы под гайки и шайбы под головки болтов. Если применяется сварка, необходимо тщательно отбить окалину и покрасить место соединения устойчивой к атмосферным влияниям краской или лаком.

Нижние 2–3 метра токоотводного провода лучше спрятать в изолирующий кабель-канал или гофру

Подсоединение токоотвода

Шина присоединяется к заранее подготовленному контуру заземления. Могут использоваться как сварка и резьбовые соединения, так и заклёпки.

Подсоединение к заземлению

» width=»400″ height=»267″ />

Токоотводный провод подсоединяется к контуру заземления сваркой, резьбовыми соединениями или заклёпками

Проверка сопротивления

При помощи тестера или мультиметра замеряется электрическое сопротивление смонтированного устройства, которое не должно превышать 10 Ом.

Видео: монтаж молниезащиты частного дома

Не последнюю роль в безопасности дома играет защита от стихийных природных катаклизмов. Правильная установка молниезащиты даст долгосрочный и гарантированный результат. Она оградит здание от возможных пожаров или поражения жильцов электрическим током. Своевременные профилактические работы помогут прослужить устройству в течение длительного времени.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Различия между активными и пассивными молниеотводами

Чтобы понять разницу между активной защитой и пассивной защитой , мы должны понять предыдущий процесс формирования удара молнии.

Когда возникает гроза, в нижней части облака создается электрическое поле с отрицательным зарядом. В то же время появляется положительный заряд на земле под бурей. Когда электростатическое поле меньше 8 кВ/м, воздух является изолятором, но когда оно равно или больше, может генерировать электрическую дугу (молнию).

Что такое обычная система стержней?

Простые стержни или стержни Франклина не выполняют специального действия во время грозы, защита этих стержней основана на их положении, морфологии, материалах и физической реакции, которая осуществляется за счет электростатического поля.

Положительный заряд поднимается от земли через систему заземления к наконечнику молниеотвода, который при размещении на преобладающей высоте, соединяющей землю с наконечником громоотвода, на котором он размещен на преобладающей высоте, становится благоприятное место для удара молнии и избегайте удара молнии в другую часть установки.

Молниеприемники могут усиливать защиту с помощью сетки. Сетка представляет собой заземленную металлическую сеть, охватывающую все здание. При ударе молнии в нее разряд тока распространяется по всей сети, уменьшая ущерб, который он может нанести объектам.

Что такое система громоотводов?

Молниеотвод ESE с системой раннего выброса стримера имеет в качестве цели предвосхищение удара молнии, чтобы защитить всю остальную область.Принцип работы такой же, как и у простого стержня, но дополнительная система ионизации обеспечивает больший радиус защиты.

Создает восходящий лидер дальше благодаря дополнительной ионизации молниеотвода ESE, который активируется электромагнитным полем, создаваемым грозой. ЭСЭ притягивает к своему наконечнику молнию, затем токоотводы проводят разряд тока в систему заземления, обеспечивая защиту всей установки.

Эта ионизация позволяет активной защите иметь больший радиус защиты.С помощью этой методики нам удалось охватить не только строение, но и его окрестности или открытые пространства.

В чем разница между активной и пассивной защитой?

Разница между этими системами заключается в деятельности, выполняемой во время шторма. Как объяснялось в предыдущих пунктах, основным и важным отличием является радиус защиты каждой внешней молниезащиты.

Это отличие позволяет уточнить его преимущества:

  • Активная система имеет в раз больший радиус защиты : он может более чем в два раза превышать радиус защиты простого громоотвода, в зависимости от модели.
  • Система активной защиты самая недорогая : В случаях, когда необходимо охватить огромную площадь, может оказаться дороже установка большого количества стержней Франклина, чем установка только одной ЭЗЭ.
  • Сниженное визуальное воздействие : Требуется меньшее количество элементов, эстетика конструкции или защищенной области будет меньше затронута.
  • Активная защита не только защищает конструкцию, но и защищает окружающие и открытые пространства.

Отличие молниеотводов от молниеотводов и молниеприемников-замедлителей?

«Структурная молниезащита» — этот термин описывает то, что наиболее легко распознается как традиционная система молниеотвода (молниеприемника) с соответствующими системами соединения и заземления.Важно отметить, что целью традиционной системы молниеотводов Ben Franklin является предотвращение возгорания защищаемой конструкции. Вот почему системы молниеотводов подпадают под действие стандартов Национальной ассоциации противопожарной защиты (http://www.nfpa.org/codes-and-standards/all-codes-and-standards/list-of-codes-and-standards?mode). =код&код=780). Это было нормально в те времена, когда амбары были заполнены сеном и лошадьми. Молния ударяла в громоотвод на сарае и передавалась на землю.Сарай не сгорит, и все будут счастливы, особенно лошади. Однако сейчас мы вынесли сено и лошадей из сарая и установили компьютеры и другое чувствительное оборудование. Теперь молния ударяет в конструкцию, и энергия передается на землю. Сарай не сгорел, но теперь ни один из компьютеров в сарае не работает. Так что все недовольны.

Основываясь на многолетнем опыте и инженерных разработках, мы разработали интегрированный системный подход к оптимизации окружающей среды, который можно адаптировать для любого типа объекта или операции.Подход Lightning Master® состоит из трех шагов:

  • Структурная молниезащита
  • Соединение и заземление
  • Подавление скачков напряжения при переходных процессах

Посмотрите короткое видео здесь:

Lightning Master Steamer Замедляющие воздухораспределители или Fuzzy Balls™:

Поскольку мы не можем с помощью доступных в настоящее время технологий влиять на формирование облачного заряда или ступенчатых лидеров, если мы хотим повлиять на прикрепление облачной молнии к земле, мы должны влиять на формирование наземного заряда и стримеров.Отсюда и внедрение технологии, влияющей на стример.

Специально разработанные молниезадерживающие молниеприемники предназначены для задержки образования молниеотводящих кос от конструкции, тем самым снижая вероятность прямого удара. Хорошей иллюстрацией общего принципа является спор об относительных достоинствах острого молниеотвода по сравнению с тупым. Пожалуйста, обратитесь к разделу о распространении молнии https://lightningmaster.com/about-lmc/white-papers этих официальных документов для обзора механизма удара молнии.Предположим, у нас есть острый стержень и тупой стержень рядом с осью между ними, перпендикулярной и прямо обращенной к надвигающейся грозе. Когда заряд земли достигает двух стержней, потенциал на обоих возрастает. Острый стержень имеет тенденцию распадаться на корону при относительно низком потенциале, высвобождая часть потенциала земли в атмосферу. Тупой стержень будет удерживать свой заряд, а ионы накапливаются на тупом конце.

По мере нарастания потенциала земли вокруг острого стержня образуется корона, в то время как тупой стержень сохраняет свой заряд.Когда потенциал земли становится очень высоким, как, например, когда ступенчатые лидеры находятся на пути вниз из облака и в непосредственной близости должен произойти удар, корона будет расти с плотностью и высотой вокруг заостренного стержня. Когда тупой стержень наконец ломается, он разрушается катастрофически, и накопленный заряд сбрасывается с тупого стержня в виде стримера, простирающегося далеко вверх к ступенчатым лидерам.

Поскольку объект на земле, который отбрасывает лучший серпантин, скорее всего будет поражен, тупой стержень с большей вероятностью вызовет удар, чем острый стержень.Технология влияния на стример https://lightningmaster.com/about-lmc/white-papers использует этот принцип для влияния на вероятность прекращения забастовки.

Соединение и заземление:

Соединение — это просто вопрос о том, чтобы взять все электрические и металлические массы в объекте и соединить их проводниками, чтобы привести их к одному и тому же электрическому потенциалу. Основной причиной соединения является безопасность персонала, поэтому кто-то, касающийся двух частей оборудования одновременно, не получает удара током, становясь путем выравнивания, если эти две части оборудования имеют разные потенциалы.

По той же причине соединение защищает людей, оно также защищает оборудование, уменьшая протекание тока по проводникам питания и передачи данных между частями оборудования с разным потенциалом. Заземление — это вопрос приведения массы присоединяемого оборудования к потенциалу поверхности земли, которую оно занимает. Опять же, первичная причина — безопасность персонала, а вторичная причина — защита оборудования. Когда дело доходит до заземления, нам необходимо рассмотреть два типа заземления: низкоимпедансное заземление конструкций и одноточечное заземление для служб и оборудования.

Подавление скачков напряжения при переходных процессах:

Энергия и грубая сила, заключенные в ударе молнии, поистине потрясающие. Легко представить, какой хаос может вызвать прямой удар по вашему объекту. Однако большая часть повреждений электроники вызвана не прямыми ударами молнии, а скорее результатом переходных скачков напряжения и тока, вызванных сильными электромагнитными полями, создаваемыми во время удара молнии, в линиях электропередач, телекоммуникаций или ВЧ-передач. такие причины, как смена энергокомпании, наличие рядом тяжелых нагрузок, дорожно-транспортные происшествия с опорами ЛЭП и т. д.

Эти выбросы могут распространяться на многие мили по металлическим проводникам, заканчиваясь у служебных входов вашего объекта, сохраняя достаточно энергии, чтобы повредить или разрушить электронное оборудование. Если вы не предпримете меры для их остановки, скачки напряжения могут проникнуть в ваше помещение и повредить или вывести из строя ваше оборудование. Эти переходные процессы не представляли большой проблемы во времена электронных ламп, которые работали на высоких внутренних напряжениях. Однако с появлением микропроцессоров, работающих при очень низком внутреннем напряжении, они стали очень серьезной проблемой.

Lightning Master ® предлагает полную линейку ограничителей перенапряжений для промышленного и коммерческого использования. Мы разработали эти блоки собственными силами, чтобы удовлетворить потребности наших клиентов.

Подход Lightning Master: С этой целью корпорация Lightning Master разработала системный подход, который поможет вам решить проблемы с надежностью вашего оборудования путем создания безопасной среды, в которой оно может работать. Мы предлагаем услуги и оборудование, начиная от тех, которые необходимы для решения конкретной проблемы, и заканчивая оптимизацией под ключ.Повелитель молний будет:

  • опрос и анализ существующей среды
  • предоставить письменный отчет о выводах и рекомендациях
  • спроектируйте свою систему защиты
  • напишите вашу спецификацию
  • производство и поставка всех необходимых деталей и оборудования
  • обеспечить установку системы «под ключ» или контролировать установку другими
  • обеспечить непрерывное обновление и гарантийную поддержку

Проект лазерного громоотвода FET-OPEN (LLR)

Отключение электроэнергии, лесные пожары, повреждение электроники и инфраструктуры, травмы… Управление молнией – давняя мечта человечества .Хотя методы молниезащиты значительно продвинулись в прошлом, лучшая внешняя молниезащита на сегодняшний день по-прежнему основана на концепции громоотвода, изобретенной Бенджамином Франклином почти 300 лет назад.

Проект LLR направлен на исследование и разработку нового типа молниезащиты с использованием лазерной техники для стимуляции количества восходящих вспышек молнии с целью передачи облачных зарядов на землю и, таким образом, влияния на частоту нисходящих естественных молния.

Подробную презентацию проекта см. в The European Physical Journal, Applied Physics 92 , 30501 (2021)

  • В Швейцарском федеральном технологическом институте (EPFL) с января 2021 года открыта вакансия доктора наук (продолжительностью 4 года) для работы над «Инициированием и развитием Upward Lightning». Подробнее здесь

  • Au Säntis, le laser détourne la foudre Консорциум, в состав которого входят авторы медицинских препаратов Университета Женевы, veut révolutionner le paratonnerre.Ссылка на статью

  • Ученые пытаются управлять молнией с помощью гигантского лазера

  • Может ли «Суперлазер» приручить молнию? «Германский гигант по производству лазеров и станков Trumpf объявил, что в сотрудничестве с учеными из Женевского университета, Швейцария, и других организаций, он поднял 5-тонный и 9-метровый «суперлазер» на вершину горы. Сантис в Швейцарских Альпах, установили и запустили источник света мощностью тераватт.Конечная цель этого дерзкого упражнения: продемонстрировать способность лазеров контролировать и безопасно перенаправлять удары молнии…» Ссылка на статью

  • Первые изображения лазера LLR, работающего на горе Сентис.

  • Laserkanone auf dem Säntis soll zum modernen Blitzableiter werden Ein Forscherteam будет mit einem riesigen Laser Blitze gezielt leiten.Eine Testanlage steht auf dem Säntis.

Понимание различных систем защиты от громоотводов

Буквально говоря, молния — это попытка уравнять дисбаланс отрицательных и положительных электрических зарядов. Этот разряд может быть между облаком в облако, облаком в воздух или облаком в землю. Обычные молниеотводы, также известные как молниеотводы, предназначены для приема ударов, которые переносят электрические токи из защищаемой зоны в землю.

Этот громоотвод разработан для интеграции с любым зданием, буровой установкой, платформой, башней, резервуаром, дымовой трубой и другими промышленными конструкциями.

Если все идет хорошо, громоотводы привлекают молнию и доставляют ее в безопасное заземленное место, что является ценной формой защиты от молнии. Но зачем привлекать молнию, если можно ее устранить. Наша изготовленная и запатентованная система рассеивающих решеток (DAS) предназначена для устранения, смягчения или уменьшения вероятности удара молнии. Он работает по технологии переноса заряда, прерывая формирование восходящих стримеров за счет точечного разряда.Этот громоотвод наиболее эффективен при использовании в сочетании с другими устройствами молниезащиты, защитой от перенапряжения и решениями для заземления.

Чтобы упростить задачу, мы разработали несколько различных конфигураций DAS.

Шариковый ионизатор со шлицами (SBI)

Этот стержень использует ту же технологию, что и DAS, однако он спроектирован как модульный и меньше, чем DAS, для снижения стоимости и примерно на 30% превосходит обычный стержень молниезащиты. SBI легкий, простой в установке, а вся конструкция изготовлена ​​из нержавеющей стали и внесена в список UL.

Шлицевой шаровой наконечник (SBT)

В отличие от своего аналога, описанного выше, SBT работает по гибридной технологии. Он предотвращает удар молнии и более надежно собирает остатки и заземляет их. Этот молниеприемник может быть либо прямой заменой стандартных молниезащитных стержней, либо встраиваться в существующие основания молниеотводов. SBT лучше всего использовать для офисных зданий, производственных помещений и других коммерческих структур.

 

 


Непрерывный стержень

LRR и LRE Серия

Непрерывный стержень LightningRod™

Компания

Lightning Rod and Pipe полностью проектирует непрерывную колонну насосных штанг, которая имеет только два соединения – верхнее и нижнее.

Непрерывный шток LightningRod

значительно снижает риск выхода из строя штока за счет устранения наиболее распространенной области отказа, насосной штанги. связь.


Отказы штанг и насосно-компрессорных труб

Большинство отказов штанговых штанг связаны с муфтами. Неисправности вызваны неправильным обращением, неправильным монтажом соединений, и неизбежная нагрузка муфты на стенку НКТ.Даже при соблюдении строгих процедур во избежание повреждений при обращении и уменьшите чрезмерную/недостаточную затяжку муфт, область муфты по-прежнему подвержена поломке. Отклоняющиеся скважины вызывают горизонтальную нагрузку стержней о внутреннюю сторону стенки НКТ и вызвать фрикционный износ между стержнем и НКТ. Фрикционный износ усиливается формой муфт, потому что их диаметр намного больше диаметра стержня. Традиционно вся боковая нагрузка скважина опирается на небольшую площадь сцепления, а сплошной стержень позволяет распределить эту силу по всей колонне.

Увеличение среднего времени наработки на отказ (MTFB) Непрерывная штанга

LightningRod™ исключает все соединения по всему стволу скважины, за исключением верхнего соединения с полированной штангой и нижний патрубок самого насоса. За счет устранения муфт вдоль ствола скважины точки давления между штангами и НКТ сводятся к минимуму за счет распределения давления по более длинной площади контакта штока и НКТ. В результате увеличивается срок службы обоих стержней. и трубка, которая по своей сути увеличила среднее время безотказной работы.

Правильный выбор материала для колодца

Все колодцы разные. Вот почему Lightning Rod and Pipe предлагает три разных типа материала для своего непрерывного стержня. Каждый вид материала проходит такие же строгие процедуры контроля качества, поэтому вы можете быть уверены, что получаете стержни самого высокого качества для каждой из ваших скважин. вне зависимости от его характеристик. Серия H используется, когда требуется более высокая прочность на растяжение или крутящий момент, и доступна в версиях 41 и 41. 43 серия.

Непрерывная штанга LightningRod D15 представляет собой прочную однородную штангу для скважин с минимальной коррозионной активностью. Этот стержень не содержит значительных легирующих элементов для защиты от коррозии и преимущественно в неглубоких скважинах с тяжелой нефтью.

Стержни D41M и h51M содержат значительное количество хрома и молибдена, которые совместно противостоят коррозионному воздействию H₂S и CO₂. Эта металлическая смесь лучше всего работает в слабокоррозионных скважинах, прошедших химическую обработку.

Для скважин с более высоким уровнем коррозионной активности LightningRod D43N и h53N обеспечивают высочайший уровень защиты за счет использования комбинации хрома, Молибден и никель. Никель добавляет прочности, что повышает устойчивость металла к коррозии. Особенно в районах, где CO₂ и h3S являются основными источниками коррозии и там, где используются химические ингибиторы.


Технические характеристики Грузоподъемность по крутящему моменту (фут.фунтов)
  Растяжение Выход 3/4″ 7/8″ 1″ 1 1/8″
Марка Д 120 тыс.фунтов/кв.дюйм мин 85(D)/90 тыс. фунтов на кв. дюйм мин. н/д 650(Д)/690 975(Д)/1030 1390(Д)/1470
Высокая прочность 140 тыс.фунтов/кв.дюйм мин 115 тыс.фунтов/кв.дюйм мин н/д 890 1330 1890
Вес на фут 1.49 2,04 2,67 3,38

Физические свойства — закалка и отпуск
LRP Тип Д15К Д41М Д43Н х51М х53Н
Марка 1536 4119 4318 4119 4318
Растяжение, тыс.фунтов на кв. дюйм мин. 120 120 125 140 145
Производительность, тыс.фунтов на кв. дюйм мин. 95 95 100 115 120
Твердость, Rc 22 мин 22 мин 22 мин 28 мин 28 мин

Размер стержня Максимальный рабочий крутящий момент (фут-фунт)
3/4 дюйма 500 525 535 670 670
7/8 дюйма 680 735 750 900 900
1 дюйм 1015 1100 1110 1350 1350
1 1/8″ 1445 1535 1550 1900 1900

Громоотвод D15C
  • Не содержит значительных количеств легирующих элементов
  • Используется в неагрессивных скважинах
  • Используется преимущественно в неглубоких скважинах с тяжелой нефтью
Громоотвод D41M / h51M
  • Сталь, легированная хромом и молибденом
  • До 2% хрома и 0.2% Молибден
  • Используется в слабокоррозионных скважинах, которые химически ингибированы и где C0₂ и H₂S являются основным источником коррозии
  • Преимущества хрома и молибдена
  • х51М применяется в скважинах, где требуется высокая прочность/больший крутящий момент
Громоотвод D43N / h53N
  • Сталь, легированная никелем, хромом и молибденом
  • До 1.25 % никель, 0,8 % хром и 0,25 % молибден
  • Используется в коррозионно-активных скважинах, которые химически ингибированы и где C0₂ и/или H₂S являются основным источником коррозии
  • Никель повышает пластичность стержней
  • h53N используется там, где требуется более прочный стержень, но более склонный к сульфидному растрескиванию
Приложения
  • Насосные и поршневые скважины.
  • Легкая нефть, тяжелая нефть, паровое вытеснение и обезвоживание.
  • Скважины вертикальные, наклонно-направленные, горизонтальные и наклонные.
  • Доступен в следующих конфигурациях:
    • D15C — Углеродистая сталь марки D.
    • Д41М/х51М — сплав CrMo марки Д/высокой прочности.
    • Д43Н / х53Н — сплав CrMoNi марки Д/высокой прочности.
  • Сплавы обеспечивают повышенную коррозионную стойкость.
  • Высокая прочность соответствует более высоким требованиям к нагрузке и повышенной стойкости к истиранию.

Преимущества непрерывного стержня LightningRod™
  • Снижает потери на трение в наклонно-направленных скважинах.
  • Широко распределенная боковая нагрузка снижает износ штока и НКТ.
  • Термическая обработка закалкой и отпуском обеспечивает улучшенную готовую микроструктуру, повышающую сопротивление изгибу и изгибу.
  • Снятие соединений устраняет поломки муфт и концов штифтов.
  • Снижает поршневой эффект и ограничение потока муфтами вдоль НКТ.
  • Увеличивает скорость падения штока с меньшим эффектом поршня.

ESE Lightning Rod Principal — POLYHARDWARE

Молния генерируется конвергенцией двух вещей: нисходящего лидера, который тянется вниз от грозового облака к земле, и восходящего стримера, созданного проводящей поверхностью на земле, которая достигает вверх.

Принцип работы ESE ( Early Streamer Emission ) молниеотвода/стержня , содержащего Механизм ионизации , заключается в управлении ударом молнии, заставляющим ее двигаться в определенном направлении. Стержень ESE искусственно генерирует восходящий лидер/стример в начале в воздухе, возникающий до того, как будут сгенерированы другие естественные восходящие лидеры от земли. Смотри. Тем самым устанавливается привилегированная, так сказать, организованная точка удара молнии.

Внутри стержня/проводника ESE находится генератор ионов . Интересно, что прибор ЭСЭ не требует для своей работы никакого дополнительного источника питания – он полностью автономен и работает от энергии воздуха. Как?

Грозовые облака естественным образом создают атмосферное электрическое поле прямо под собой из-за разницы зарядов между облаком и землей. Электрическое поле увеличивается при приближении к грозовому облаку. Затем стержень/устройство ЭЗЭ начинает заряжаться именно в результате этой разницы (это похоже на ощущение статики с волосами на руке, когда вы просто приближаетесь к наэлектризованному объекту, даже не касаясь его).Устройство хранит энергию в конденсаторах внутри. Непосредственно перед ударом молнии электрическое поле атмосферы быстро увеличивается. В момент, когда напряжение на проводнике ЭСЭ достигает максимального уровня емкости, устройство запускает полную разрядку конденсатора, т.е. ионизирует окружающий воздух в направлении наибольшей разности зарядов.

Качественные громоотводы ESE от дистрибьюторов в Чикаго

Стержень/проводник является основной частью системы молниезащиты ранней стримерной системы «Форенд».Он состоит из воздушного терминала ESE с ионным генератором внутри и соединителя опоры/мачты. Воздушный терминал изготовлен из прочной нержавеющей стали, и его размер и форма рассчитаны (на основе испытаний), чтобы выдерживать высокое напряжение тока молнии. Генератор ионов ЭСЭ расположен внутри в специальной изолированной секции, которая выполнена из корпуса из нержавеющей стали и покрыта изнутри специальной смолой, защищающей его от внешних воздействий. По мере увеличения атмосферного электрического поля во время грозы стержень ЭСЭ становится активным и ионизирует окружающий воздух.Начало ионизации воздуха за некоторое время до того, как молния разрядит свой ток, является важным фактором, позволяющим держать удар под контролем и не допускать его попадания в дома, здания и другие ценные объекты. . Чтобы еще больше облегчить выход ударного разряда, во внешней конструкции стержня используются дополнительные атмосферные электроды. Проводник с такими электродами имеет лучшие временные характеристики ионизации.

Все модели стержней ЭСЭ «Форенд» поверяемы – каждое устройство имеет стандартный коаксиальный выход для подключения нашего тестера, который мы продаем отдельно. Такой функции нет ни у одного другого бренда.

Мы Electra USA, Inc. – единственный прямой представитель Forend Electrical Materials & Foreign Trade Co. в США. Electra USA базируется в Уилинге, штат Иллинойс, в северо-западном пригороде Чикаго.

Громоотвод — Stardew Valley Wiki

Громоотвод создает аккумулятор на следующий день после удара молнии во время грозы.Игроку не обязательно находиться на ферме, когда происходит удар молнии.

Поскольку стержни не защищают определенную область, точное размещение стержня на ферме не влияет на его шанс перехватить удар молнии. Громоотвод имеет очень хорошие шансы перехватить разряд молнии, если он еще не обрабатывает его.

Поскольку каждый стержень защищает ферму от вреда только в том случае, если он еще не обрабатывает предыдущий удар молнии, рекомендуется размещать на ферме несколько стержней.Количество ударов молнии в течение суток является случайным.

Громоотвод — награда за завершение набора 10 000 в Хранилище.

Шанс перехватить

Вероятность того, что удар молнии будет перехвачен, обратно пропорциональна проценту молниеотводов на ферме, которые в настоящее время держат заряд (пульсируют или держат аккумулятор). Точная вероятность равна шансов перехвата = 1 - (количество заряженных молниеотводов / общее количество молниеотводов)² [2] .То есть, если ни один из молниеотводов в данный момент не держит заряд, удар молнии гарантированно перехватывается на 100%. Если 50% молниеотводов заряжены, вероятность того, что удар молнии будет перехвачен, составляет 75%. Если 90 % молниеотводов заряжены, вероятность того, что удар будет перехвачен, составляет всего 19 %. На ферме должен быть хотя бы один громоотвод, чтобы иметь шанс перехватить удар.

Неперехваченный удар молнии имеет базовый 25% шанс поразить объект на ферме, на который влияет ежедневная удача и баффы удачи.

Примечания

  • Хотя громоотводы можно размещать за пределами карты фермы, там они никогда не будут поражены молнией и, следовательно, не будут производить аккумуляторы.
  • Зимой не бывает штормов (и, следовательно, молний). Штормов на острове Джинджер никогда не бывает.
  • Чем дольше игрок не спит, тем больше будет ударов молний, ​​что потребует больше громоотводов и даст возможность производить больше аккумуляторов.
  • Размещение громоотвода на травяном стартере приведет к тому, что животные не смогут есть траву.Его можно использовать в качестве постоянного источника расширения травы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.