Заземление молниеотвода: Конструкции и заземление молниеотводов | Защита электростанций и подстанций 3-500 кВ от прямых ударов молнии | Оборудование

Основные принципы заземления молниеотводов

Зачем нужно заземление молниеотводов? В первую очередь, чтобы отвести опасное напряжение. Однако, причина кроется не только в этом. Оно делается и для того, чтобы обеспечить безопасное растекание тока в земле.

Дело в том, что при ударе ток молнии может превысить 150 кА. Это рискует стать причиной большого напряжения и соприкосновения тока с металлическими конструкциями в земле, например с водопроводными трубами. В результате это приведет к их пробоям и трещинам. Чтобы избежать подобных ситуаций и оборудуется заземление молниеотводов.

Немного о молниеотводах

Не допускаются оголенные молниеотводы. Также главным требованием является неподверженность металла, из которого он сделан, коррозии. Чаше всего для этого используют медь, алюминий, оцинкованную сталь, дюралюминий.

По расчётам специалистов, при установке молниеотводов под защитой оказывается территория, которую можно вписать в конус. Потому, чем выше это устройство, тем бОльшую площадь он может охватить. При этом высота его должна быть равна двум зонам безопасности.

Иными словами, если высота мачты молниеотвода – 20 метров, то в каждую сторону можно считать безопасным расстояние в 20 метров. Мачтой может выступать дерево на вашем участке, либо антенна (неокрашенная, металлическая). Помните, что молниеотвод нельзя прибивать гвоздями или металлическими хомутами. В последнее время все большую популярность приобретет крепление на магнитах, способствующее мобильности системы и сохранению целостности кровли.

Основные принципы

Заземлением называется система, которая надежно обеспечивает контакт земли с токоотводом и равномерное растекание заряда. Конструкция этого устройства достаточно проста и представляет собой три или больше электрода, которые связываются между собой и забиваются в землю. Заземление бытовой техники желательно делать общим с  молниезащитным.

Основные правила оборудования заземления молниеотводов:

• Оно должно иметь большое сечение. Для этого можно использовать полосы, профили либо смешанную проволоку. Старайтесь избегать при этом изделий, покрытых лаком.
• Чтобы устроенная система была действенной, ее стоит выполнять вместе с заземлением защитным и рабочим для электрических приборов.
• Сопротивление устройства не может превышать 11 ОМ.
• Помните, что чем больше заземлитель соприкасается с землей, тем больше места для того, чтобы ток перешел с этого заземлителя в землю. Зачастую, чтобы сделать больше эту площадь, достаточно просто увеличить количество электродов – для этого их можно соединить вместе. Или же можно увеличить их длину.
• Для верного расчета необходимо определить особенности земли на вашем участке.
• При оборудовании очень часто используют вертикальные электроды. Это происходит потому, что горизонтальные элементы сложно погрузить на необходимую глубину.
• В качестве заземлителей не редко выбирают специальные штыри либо стальные трубы.
• Заземлитель сам должен располагаться не далее, чем 5 метров от крыльца и дорожек, но не ближе, чем 1 метр от стен 

 

Это может быть интересно:

Видео о заземлении

​Заземление молниеотводов | Публикации | Элек.ру

Количество статей на эту тему трудно подсчитать. Заземляющее устройство — необходимый элемент каждого молниеотвода. Именно оно обеспечивает отвод в землю тока молнии. В любой инструкции по молниезащите написано, что этот процесс должен быть безопасным. Возникает вопрос, о какой безопасности речь? О безопасности людей и животных или о безопасности сложной электронной аппаратуры, которая смонтирована в защищаемом объекте?

На этот счет в нормативных документах нет пояснений. Попытка установить использованный принцип нормирования сопротивления заземления, как правило, кончается ничем. Составители нормативных документов на этот счет не распространяются. Чаще нормируется не сопротивление заземления, а минимально допустимая длина заземляющих шин (стандарт МЭК 62305) и даже полная конструкция заземлителя (отечественная Инструкция по молниезащите РД 34.21.122-87). Неоднозначность подобного “нормирования” достойна удивления. Вот, например, что следует из предписаний МЭК для регионов с различным удельным сопротивлением грунта.

Рис. 1

Зависимость сопротивления заземления от удельного
сопротивления грунта согласно стандарту МЭК 62305 

Для второго уровня защиты допускается линейный рост сопротивления заземления молниеотвода по мере увеличения удельного сопротивления грунта ρ до 800 Ом*м, а в еще более высокоомных грунтах этот параметр должен почему-то снижаться, асимптотически приближаясь к величине около 65 Ом (рис. 1). Трудно придумать хоть какое-то физическое обоснование для такой зависимости, тем более, что ни в лаборатории, ни в полевых условиях не удалось обнаружить связи защитного действия молниеотвода с его сопротивлением заземления, по крайней мере вплоть до 100 Ом. Последнее легко объяснимо. Точка удара молнии определяется конкурирующим развитием встречных лидеров от молниеотвода и от защищаемого объекта. В начальной фазе этого процесса ток встречного лидера не превышает 10 А, а потеря напряжения от этого тока на сопротивлении заземления молниеотвода – приблизительно 1000 В – величина несопоставимо малая, по сравнению с тем перепадом напряжения в электрическом поле атмосферы, что питает встречные лидеры.

Если для защитного действия молниеотвода величина его сопротивления мало значима, при его выборе действительно трудно опираться на что-то иное, кроме требования безопасности. Обсуждая безопасность человека и животных, приходится оперировать величинами напряжений шага и прикосновения. Оба этих параметрах мало пригодны для нормирования в молниезащите, поскольку опасность воздействия напряжения на живой организм в очень сильной степени зависит от времени. К сожалению, в существующих отечественных предписаниях оно не опускается ниже 0,01 с, что на 2 порядка больше длительности тока молнии, а следовательно и напряжений, обусловленных его растеканием в земле. Попытка экстраполировать опасные значения на более кратковременные воздействия, исходя из неизменной выделившейся энергии – это первое, что представляется хоть сколько-нибудь логичным. Тогда вместо предельно допустимого значения 600 В для времени воздействия 0,01 с приходится ориентироваться на величину в 6000 В для 100 мкс. Жаль, что основа такого пересчета не обоснована в физиологическом отношении, хотя и альтернативы ему пока тоже не предвидится.

Важно рассмотреть типовые ситуации, связанные с растеканием тока молнии, чтобы оценить хотя бы на качественном уровне, насколько часто грозовые воздействия создают напряжения шага, реально опасные для человека. Логично начинать с типовых заземляющих устройств, что упомянуты в отечественном нормативе РД 34.21.122-87 и в стандарте МЭК 62305. Результаты таких расчетов представлены на следующем графике (рис. 2).

Рис. 2

Расчет напряжений шага при растекании тока молнии
через заземлители типовых конструкций

Они выполнены для горизонтальной шины длиной 10 м, которая предписана стандартом МЭК для грунтов с удельным сопротивлением до 500 Ом*м (при Iуровне защиты), а с тремя вертикальными стержнями длиной от 3 м — Инструкцией РД 34.21.122-87 для любых отдельно стоящих молниеотводов. Расчетные значения напряжения шага на графике нормированы произведением ρI_М и потому пригодны для оценок в любой линейной среде при произвольном токе молнии I_M. Картина получается не слишком оптимистичной. Даже при удалении от молниеотвода на 10 м нормированное расчетное значение превышает по абсолютной величине 0,0015 м^-1. Это значит, что при токе молнии 100 кА (IIIуровень защиты) напряжение шага превысит 15 кВ в грунте с ρ = 100 Ом*м, и 150 кВ при ρ = 1000 Ом*м. Остается заметить, что на практике приходится иметь дело и с более высокоомными средами. Это означает, что окрестность любого отдельно стоящего молниеотвода с заземлителем, изготовленным по предписаниям ныне действующих нормативных документов, представляет реальную опасность для населения и обслуживающего персонала защищаемого сооружения.

Теперь о молниеотводах, установленных непосредственно на сооружении. Как правило, роль их заземлителя выполняет фундамент здания. Пусть это будет здание с большой площадью основания 50 х 50 м, свайный фундамент которого заглублен на 10 м. Такое исполнение контура заземления скорее всего типично для высотных многоэтажных зданий. Результаты расчета (рис. 3) показывают, что распределение электрического поля на земле в окрестности здания выровнено в значительно большей степени, чем у основания отдельно стоящего молниеотвода, но и здесь напряжение шага рядом с фундаментом может превысить 30 кВ, если здание построено на участке с удельным сопротивлением грунта выше 1000 Ом*м. Печальный опыт сотрудников высоковольтных лабораторий говорит, что микросекундное воздействие такого напряжения надолго остается в памяти. Без организации специальной защиты его вряд ли можно считать безопасным для человека. Как минимум, ее надо предусматривать непосредственно у стен здания, где тротуар следует покрывать сплошным изоляционным материалом (например, асфальтом), но никак не керамической плиткой, у которой зазоры заполнены грунтом и пропитаны влагой во время дождя.

Рис. 3. Расчет напряжений шага в случае молниеотводов,
установленных непосредственно на здании

Снова возвращаясь к отдельно стоящим молниеотводам, стоит отметить, что они наиболее опасны при установке на различного рода высоких мачтах и колоннах, размещенных в черте городской застройки, например, на памятных обелисках, у которых вполне возможно скопление людей. Стремление снизить напряжения шага здесь наиболее значимо. В этом отношении заслуживает внимания система изолированной молниезащиты с использованием изолированных токоотводов с высокопрочной изоляцией, подобных тем, что разработала и производит фирма DEHN+ SÖHNE. Монтаж такой системы позволяет отвести ток молнии в глубинный заземлитель, не загружая им непосредственно арматуру железобетонного фундамента сооружения. В итоге распределение потенциалов по поверхности грунта оказывается существенно выровненным.

Расчетные данные на рис. 4 позволяют оценить эффект в случае использования бетонного основания 30 х 30 м с вмонтированной в него металлической сетки с ячейками 5 х 5 м; стержневой заземлитель длиной 5 м размещен на глубине 30 м. Практически линейный закон изменения потенциала указывает на неизменность напряжения шага в окрестности защищаемого объекта. Значение величины U/(ρI_M) ≈ 6×10^-5 м^-1 означает, что при токе молнии 100 кА и удельном сопротивлении грунта 1000 Ом*м напряжение шага будет лежать в пределах 6 кВ, что примерно на порядок меньше, чем в случае традиционного решения.

Рис. 4 Расчет напряжений шага при использовании изолированной системы молниезащиты

В основе изолированной системы молниезащиты лежат токоотводы HVI^® с высоковольтной изоляцией и полупроводниковым покрытием, выравнивающим электрическое поле вдоль наружной поверхности токоотвода и предотвращающим развитие скользящих разрядов. Токоотводы семейства HVI^® (рис. 5) выпускаются трех типов в зависимости от электрической прочности их изоляции и рассчитаны на применение в системах молниезащиты различных уровней. Также возможны варианты токоотводов с дополнительным серым покрытием, обеспечивающим защиту от погодных условий и ультрафиолетового излучения. Кроме того, такие токоотводы могут быть выкрашены в цвет фасада здания, визуально сливаясь с ним, что может быть полезно с дизайнерской точки зрения.

Рис. 5 Семейство изолированных токоотводов HVI^® компании DEHN + SÖHNE

Более высокая стоимость изолированных молниеотводов по сравнению с традиционными не должна препятствовать их использованию, когда речь идет о массовой защите людей. Дело за уточнением нормативных требований действующих стандартов по молниезащите.

Монтаж молниеотвода МСАП-16 с активным молниеприемником SCHIRTEC-A E.S.E. L: 60м

ООО «ЦМЗ» предлагает вашему вниманию фотоотчет (инструкцию) по монтажу молниеотвода МСАП-16 с активным молниеприемником SCHIRTEC-A E.S.E. L: 60м.

В нашей компании представлен весь спектр оборудования для электромонтажных работ на объектах любой сложности. Тщательно проработанные проектные решения в области молниезащиты и заземления и квалифицированная техническая поддержка поспособствует сдать ваш объект быстрее и с наименьшими затратами.

Молниезащита и заземление ООО «ЦМЗ» — это не просто качественное оборудование, а практичные инженерные решения для объекта любой сложности.

Для установки молниеотвода МСАП-16 требуется сделать фундамент с размерами 1000х1000х1700 мм. Для разных высот молниеотводов МСАП, разные размеры фундамента. Поэтапная установка молниеотвода МСАП.

ШАГ 1.

После определения места установки, выкопать яму в соответствии с размером фундамента.

 

ШАГ 2.

Собрать нижнюю часть основания молниеотвода, установив анкерные болты и зафиксировать гайками.

ШАГ 3.

Сделать обрешетку для будущего фундамента из арматуры и установить опалубку для верхней части фундамента на высоту не менее 100 мм. Нижнюю часть основания (с анкерными болтами) закрепить на доске, опирающейся на опалубку. Анкерные болты должны выступать на расстоянии 150 мм для квадратного и 115 мм для треугольного опрокидывающего устройства от будущего фундамента. Ось молниеотвода должна совпадать с осью фундамента.

ШАГ 4.

Залить фундамент бетоном В-20 вместе с анкерными болтами.

ШАГ 5.

После заливки фундамента необходимо проверить уровнем горизонтальное положение опалубки и нижней части основания молниеотвода. 

ШАГ 6.

Через 7-14 дней после заливки фундамента необходимо открутить верхние гайки, снять шайбы и шайбы-гровер. После этого установить верхнюю часть опрокидывающего устройства и закрепить ее осью.

ШАГ 7.

Снять необходимо снять опалубку, откинуть верхнюю часть опрокидывающего устройства и установить молниеотвод (далее будет информация по сборке молниеотвода) на гильзу основания. Далее поднять молниеотвод и закрепить гайками с шайбами.

ШАГ 8.

При помощи уровня и гаек, отрегулируйте молниеотвод по вертикали.

СБОРКА МОЛНИЕОТВОДА МСАП.

ШАГ 1.

Перед сборкой молниеотвода МСАП освободите трубы и аксессуары от упаковки.

Расположите секции мачты в порядке сборки на объекте.

Пропустите трос через все секции молниеотвода.

Немного смажьте консистентной смазкой соединительные элементы мачты.

Вставьте аккуратно до упора верхнюю секцию мачты в нижнюю. Таким образом соберите все секции мачты.

ШАГ 2.

Трос с наконечником соединить болтовым соединением с вершиной молниеотвода.

Трос и наконечник в комплектацию молниеотвода НЕ ВХОДИТ.

ШАГ 3.

Конец троса токоотвода вывести через отверстие в нижней пластине основания.

ШАГ 4.

Вкрутить молниеприемник в вершину для молниеотвода МСАП.

Установить вершину в верхнюю секцию и закрепить ее винтами.

ШАГ 5.

Стоя у молниеотвода со стороны вершины, поддерживая молниеотвод, установите его на гильзу опорной плиты, которая в данный момент находится в разложенном виде. Постепенно приближаясь к основанию, установите молниеотвод в вертикальное положение, соединив гайками на анкерах нижнюю плиту основания с опорной плитой, проявляя осторожность к верхним элементам молниеотвода.

ШАГ 6.

Необходимо заземлить трос токоотвода.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ МОЛНИЕОТВОДА МСАП.

Качественная молниезащита зданий и сооружений требует и соответствующего уровня исполнения заземления. На практике обычно применят европейский стандарт IEC 62305, на основе которого, собственно, и разработан ДСТУ Б В.2.5-38:2008. Этим стандартом определено, что электрическое сопротивление молниезащитного заземления для объектов, молниезащита которых определяется уровнем І-ІІ, должно быть менее 10 Ом, для объектов c уровнем ІІІ-ІV — не нормировано (но мы рекомендуем и для этих объектов выполнять заземление сопротивлением не более 10 Ом, чтобы исключить опасность поражения людей шаговым напряжением).

На данном объекте было сделано заземление в виде двух очагов заземления по 6 метров, на основе оцинкованных стержней заземления, диаметром 16 мм, длиной 1,5 метра и соединенных полосой стальной оцинкованной 40х4 в траншеи на глубине 0,5 метра.

Перечень комплектующих, используемых на данной объекте:

Если Вам требуется сделать расчет молниезащиты и заземления, поставка комплектующих и монтаж молниезащиты (молниеотводов МСАП), Вы можете обратится в нашу компанию и получить бесплатную консультацию, бесплатный расчет молниезащиты и заземления, наилучшую цену на комплектующие для молниезащиты и заземления, а также максимально оперативную доставку до вашего объекта и монтаж под ключ.

Купить молниезащиту и заземление в Москве можно двумя способами:

 1. Через почту: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 2. По телефонам: +7 (495) 532-03-95, +7 (925) 917-32-51

Молниеотводы. Виды и устройство. Работа и особенности

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.

Молниеотводы

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 алюминиевых или медных проводов, 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 кабель-канал.

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 мм².
• 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 пластиковых хомутов, 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.

Похожие темы:

Молниезащита и заземление дома

Помимо влажности, угрозы гниения, порчи грызунами и насекомыми-вредителями у деревянного дома есть ещё один серьёзный враг – это гроза. Не сама по себе, конечно же, а одна из её составляющих. Речь, естественно, идёт о молнии. Поэтому вопрос молниезащиты и заземления дома является крайне важным.

Причём вероятность поражения молнией является серьёзной угрозой не только для деревянного дома, но и для остального имущества на приусадебном участке. А самое главное – молния представляет серьёзную опасность для вас и ваших близких.

Далее в этой статье мы рассмотрим, что такое молния, как она возникает и что нужно сделать, чтобы создать комплекс молниезащиты дома, дачи или коттеджа.

Что такое молния и какова природа её возникновения

Что такое облако – это сгущение мельчайших капель воды и водяного пара, поднявшихся с поверхности земли высоко в небо. Образующиеся высоко в небе облака столь велики, что располагаются в разных температурных слоях из-за чего в одном облаке есть зоны, в которых температуры отличаются на 20-30 °С. И если нижний слой может быть охлаждён до -10 -15 °С, то верхние уже могут иметь температуры до -40 -50 °С. Вода и пар при таких условиях кристаллизуется в мельчайшие кристаллы льда, которые, под воздействием постоянного их перемешивания под ветровой нагрузкой, трутся и удараются друг о друга, создавая статическое электричество.

Из-за существенной разности температур в нижней и верхней частях облака в его теле формируются слои с разныим электрическими зарядами, и облако становится похожим на слоеный пирог. Силы токов, появляющиеся и гуляющие в облаках, поистине колоссальны. Но электричество не может накапливаться вечно и рано или поздно оно должно куда-то сбрасываться. В результате этого в облаках появляются молнии. А гром – это звук, вызываемый прохождением ствола молнии, раскаленного до сотен тысяч градусов, сквозь воздушные массы за доли секунды.

Обычные молнии бывают трех основных видов:

1. Молнии, разряжающиеся в сторону верхних слоев атмосферы;

2. Молнии, бьющие внутри разнозаряженных слоев внутри одного облака или между разными облаками;

3. И самый страшный для человека вид молнии – молния, замыкающаяся на поверхность земли.

 

Классификация молний

Как все мы помним из начального курса школьной физики – электрический ток на пути своего движения всегда выбирает наикратчайшее расстояние. Потому молнии часто бьют в высокие сооружения, в кроны деревьев, в шпили церквей. Причём некоторые виды деревьев являются естественными молниеотводами, чем в деревнях и селах люди пользуются испокон веков, а знание это передаётся из поколения в поколение, но об этом чуть позже.

Но самое удивительное, что опасны не только те грозовые облака, что кружат у вас прямо над головой, изливая стены дождя и оглушая раскатами грома. Учёные по всему миру уже много десятилетий бьются над феноменом, когда молния вдруг появляется и бьёт в поверхность земли за десятки, а иногда даже за сотни километров от прохождения грозового фронта. Так что в летние месяцы, когда активность молний особенно высока стоит быть особенно внимательным в вопросах защиты дома, особенно деревянного, от поражения ими.

По сути молния – это ни что иное как обычное короткое замыкание, возникающее между разнополярными проводниками – землёй и облаком. Что же предпринять, чтобы максимально защитить свой дом от молний? Здесь на помощь приходит изобретение Бенджамина Франклина – молниеотвод.

Как сделать молниезащиту дома

Молниеотвод представляет собой устройство, возвышающееся над защищаемым объектом, через которое ток молнии, минуя защищаемый объект, отводится в землю.

Бытует мнение, что молниеотвод предназначен как бы «перехватывать» молнию на подлёте её к дому или другому строению – это немного неверно, хотя суть от этого, конечно же, не меняется.

На самом деле молниеотвод, представляющий собой идеальный электропроводник, уходящий вертикально в грунт и поднятый максимально высоко в воздух, как бы «провоцирует, вызывает» образование электрического разряда именно над собой. И если разряд в облаке всё-таки образуется, то он беспрепятственно по кратчайшему пути уходит через систему молниезащиты прямо в землю. То есть молниеотвод – сооружение придуманное для намеренного вызова короткого замыкания между грозовым облаком и поверхностью земли именно там, где это необходимо сделать, чтобы обезопасить близлежащие объекты.

Устройство молниезащиты дома

Виды молниеотводов для молниезащиты дома

— Одиночные молниеотводы;

— Тросовые молниеотводы. Представляют собой тросы или систему тросов, натянутых между одиночными молниеприёмниками. Вы всегда можете увидеть такой вид молниезащиты над любой высоковольтной линией электропередачи в виде грозозащитного троса. В бытовых условиях такой молниеотвод может быть использован для защиты целых участков. Его натягивают между мачтами по периметру земельного участка, или для защиты длинных зданий и сооружений.

 

Одиночный и тросовый молниеотводы

Из чего состоит система молниезащиты дома:

— Молниеприёмник – электрод в виде тонкого, заострённого на конце стержня, устанавливаемый над защищаемым объектом;

— Токоотвод – кабель, покоторому ток молнии отводится вниз к заземлению;

— Заземлитель – собственно система заземления.

Молниеприёмник

Самая верхняя, заостренная часть всей системы, которая первой принимает на себя удар молнии. Так же как и заземлитель, молниеприёмник желательно делать из меди или сходных по своим качествам материалов.

Существует несколько способов организации молниеприёмника

Можно на крыше дома, с разных его сторон и по центру, при необходимости, установить невысокие молниеприёмники, высотой где-то в пол-метра – метр каждый. Затем соединить всё в общую систему и замкнуть на заземлитель.

 

 

Молниеотвод

Так же на крыше деревянного дома, печной трубе или близкостоящем дереве можно установить деревянную мачту, на самом верху которой закрепить схожий с предыдущим токоприёмник. А у домов с металлической кровлей может оказаться достаточным мероприятие по прямому заземлению крыши.

Причём чем выше будет находится токоприёмная часть молниезащиты дома, тем больше площадь будет защищена под ним, но вместе с тем не следует устраивать чрезмерно высокий молниеотвод. При возвышении больше чем на 12-15 метров от земли его эффективность будет только снижаться.

Токоотвод

С токоотводом всё проще. Здесь достаточно использовать медный или алюминиевый провод с максимальным сечением. Для его изготовления прекрасно может подойдёт стандартный витой алюминиевый провод, используемый при прокладке воздушных электролиний. Такими же муфтами, клеммниками или обжимными трубками, о которых мы уже упоминали выше, он крепится к молниеприёмнику, а другим концом – к заземлителю. Между ними направляется строго вертикально (чтобы соблюсти минимальное расстояние между молниеприёмником и заземлителем). На стене дома или специальном шесте закрепляется, по возможности, пластиковым крепежом. Токоотвод допускается использовать изолированным от внешней среды или убирать в кабель-канал.

Заземление дома своими руками

Самое главное в молниезащите деревянного дома – это качественное и правильное заземление. Многие считают, что для устройства заземления дома своими руками вполне хватит воткнуть прут из арматуры в землю, прикрутить к нему проволоку и пустить её к молниприёмнику. Это не просто далеко от истины – это абсолютно неправильно. Устройство такого заземления, да и всего остального, не только не поможет, но и с большой долей вероятности только навредит при ударе молнии, причём довольно существенно.

Для того, чтобы выполнить по настоящему качественно и действенное заземление дома своими руками необходимо руководствоваться следующими советами:

Само собой лучше всего использовать качественные материалы – подойдут медь, латунь, алюминий и другие нержавеющие материалы. Но по причине их дороговизны можно вполне использовать и обычную сталь. Согласно правил по работе с электроустановками и токоведущими частями такие заземлители необходимо обследовать на предмет повреждений и ржавчины не реже одного раза в год, а при уменьшении их в диаметре на 50% и более (в результате коррозии и разрушения металла) их следует незамедлительно менять на новые.

 

Стержни для заземления

Во-вторых, необходимо использовать не один металлический стержень, погружаемый в землю, а сразу несколько, причём чем больше, тем лучше. На самом деле количество таких стержней и их длина – величины расчётные. Но для простоты и с запасом, для стандартного одно- или двухэтажного дома вполне хватит использовать три, четыре стержня.

Их длина должна быть такой, чтобы пройти глубину сезонного промерзания грунта с запасом в 20-30 сантиметров.

Между собой стержни должны быть соединены электропроводящим материалом, желательно медной или аллюминиевой проволокой или луженой пластиной железа. По сути конструкция становится очень похожей на букву «Ш» или даже расчёску, закопанную в землю. Соединения стержней между собой, с применением проволоки, методом ее скрутки вручную или при помощи плоскогубцев крайне недопустимы. Ни в простом бытовом заземлении, ни в устройстве молниезащиты дома особенно.

Все соединения должны держаться на сварке, с использованием обжимных гильз или на жесткой скрутке (так называемая холодная сварка). Холодная сварка представляет собой специальные зажимные колодки и клеммы, обжимные гильзы, прижимающие две детали между собой абсолютно крепко, с максимальной площадь соприкосновения между ними.

 

Обжимная гильза и зажимная клемма

Такие соединения очень надёжны, они не имеют подвижек, люфтов и не разболтаются со временем. Выглядеть всё в сборе может примерно так.

 

Монтаж заземлителя

Заземлитель и токоотвод должны обязательно находится в недоступном для детей и домашних животных месте, и самым безопасным будет устроить вокруг них отдельную ограду.

В качестве заземлителя так же можно использовать любой крупный металлический предмет, причем чем большую площадь соприкосновения с землей он имеет, тем лучше. То есть на первых порах для устройства заземления дома своими руками вполне может подойти и арматурная сетка, и спинка от старой металлической кровати и просто металлическая бочка или старая чугунная ванна.

Характерной особенностью электричества является то, что оно «любит» влажность. Ведь вода – отличнейший проводник. Поэтому заземлитель лучше всего устраивать там, где земля максимально долго и часто находится в хоть сколько-то увлажненном состоянии. Это вполне можно обеспечить, например, направив сток дождевой воды с крыши в это место, или просто изредка выливая туда одно-два ведра воды.

Если в доме присутствует центральное отопление, водопровод или подведены внешние подземные электрические сети, то, как правило, заземление уже присутствует, и такие дома не нуждаются в устройстве дополнительных молниеотводов.

Зона защиты молниеотвода

Для расчёта зоны защиты молниеотвода достаточно пользоваться простейшим правилом. Защитная зона одиночного стержневого молниеотвода по своей форме близка к конусу с углом при вершине около 45°. У одиночного тросового молниеотвода защитная зона имеет форму уже трёхгранной призмы, ребром которой служит трос (мы уже говорили про грозозащитный трос у ЛЭП). Внутри таких зон вероятность прямого удара молнии составляет менее 1%.

Исходя из этого получается, что при нахождении молниеприёмника на высоте, скажем, в 10 метров над землей мы получим защитный «конус» с диаметром на поверхности земли равным так же 10 метрам.

Есть и ещё одна методика для расчёта зоны молниезащиты дома. В ней используется формула R = 1,732 • h, где R – диаметр зоны защиты молниеотвода над самой высокой точкой дома, h – высота от самой высокой точки дома до пика молниеотвода.

 

Методика расчёта защитной зоны молниеотвода

То есть при высоте дома в 7 метров и превышении пика молниеотвода над самой высокой точкой его крыши еще на 3 метра (общая высота молниеотвода получается 10 метров), мы получим диаметр защитной зоны R=1,732*3=5,2 метра над крышей дома, с получившимся углом при вершине в 47°. Продолжая лучи до поверхности земли получим в итоге конус с диаметром у основания равным 9 метрам при общей высоте в 10 метров.

Наглядно видно, что разницы особой нет, рассчитывать ли зону защиты молниеотвода по формуле или просто принять её равной высоте молниеотвода, разница между этими методами крайне несущественна.

Немного о народных приметах и естественных молниеотводах

В начале этой статьи мы уже упоминали о некоторых видах деревьев, которые являются естественными молниеотводами. Это в первую очередь сосна, ель и конечно же берёза.

Наверняка многие из вас замечали, что в сельской местности рядом с каждым деревянным домом растут березы. Садят их уже веками не только из-за красоты и привязанности «загадочной русской души» к этому дереву. Береза ко всему является прекрасным природным молниеотводом. Лучше неё с этой задачей справляются только сосна и ель, но в населённой местности с домами, улицами и дорогами их стараются не сажать. К тому же сосна и ель имеют более хрупкую древесину нежели береза.

Почему же именно эти деревья? Чем они так отличаются от остальных видов? Ведь в них нет металлических стержней или иных приспособлений, улучшающих электропроводимость.

Именно поэтому электрический разряд молнии за доли секунды буквально «притягивается» к тому дереву, по которому он, достигнув земли максимально быстро, благодаря большой площади корневой системы, уйдет в землю. Так же как и в случае с самодельным молниеотводом. Ситуация повторяется.

Ну вот вроде и всё, что можно было написать о молниезащите деревянного дома, устройстве молниеотвода и о том, как сделать молниеотвод. Главное, что нужно запомнить, что только при правильной организации молниеотвод будет представлять собой действительно качественную электрическую цепь с наименьшим сопротивлением, по которой разрушительный электрический разряд благополучно уйдёт в землю, защитив ваш дом, имущество и конечно же ваши здоровье и жизнь.

Заземление — молниеотвод — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Заземление — молниеотвод

Cтраница 1

Заземление молниеотводов состоит из трех вертикальных электродов, соединенных между собой полосовой сталью 40X4 мм.  [2]

Заземление молниеотводов обычно выполняется совместно с защитным и рабочим заземлением электрооборудования.  [3]

Заземление молниеотводов может ций и подстанций, если сопротивление контура не превы-прнсоеднняться к заземляющему контуру электростан — шает 1 ом.  [4]

Заземление молниеотводов может присоединяться к заземляющему контуру станций и подстанций, если величина сопротивления контура не превышает одного ома.  [5]

Заземление молниеотводов обычно выполняют совместно с защитным и рабочим заземлением электрооборудования. Исключение составляют отдельно стоящие или изолированные от здания молниеотводы, заземлители которых должны быть обособлены от заземлите-лей других назначений, а элементы их размещены на определенном расстоянии от защищаемого объекта. Эти требования обусловлены необходимостью исключить занос в защищаемый объект потенциалов, которые вследствие больших токов молнии достигают высоких значений ( десятков и сотен тысяч вольт) и могут явиться причиной взрывов и пожаров.  [6]

Заземления молниеотводов подстанций в соответствии с требованиями ПУЭ выполняются либо в виде отдельных заземлителей молниеотводов, либо путем подсоединения молниеотводов к заземляющему контуру подстанции.  [8]

Заземление молниеотводов открытых распределительных устройств в большинстве случаев выполняется путем присоединения их к заземлителю подстанции.  [10]

Сопротивление заземления молниеотвода должно быть не более 10 ом. Минимальное сечение токопроводов или спусков для отвода полного тока молнии должно быть при применении стали не менее 25 мм.  [11]

Установка и заземление молниеотводов на подстанциях 35 кв и выше осуществляется по-разному. С точки зрения защиты от прямых ударов молнии наиболее целесообразной и экономичной, очевидно, была бы установка молниеотводов на конструкциях подстанций. При такой установке наиболее полно используется защитная зона, а высота молниеотвода уменьшается по сравнению с размещением его на земле. Однако размещение молниеотвода на металлической конструкции подстанции предрешает вопрос о его заземлении на общий контур защитного заземления подстанции. Последнее же не всегда является допустимым из-за опасности обратных перекрытий изоляции подстанции.  [12]

Величина сопротивлений заземлений молниеотводов и разрядников приведена в нижеследующей таблице.  [13]

Расстояние в земле между — обособленным заземлением молниеотвода и ближайшей к нему точкой заземляющего контура токопровода должно быть не менее 5 м при сопротивлении заземляющего контура отдельно стоящего молниеотвода или троса ( на каждой опоре) не более 10 ом.  [14]

Защита от перекрытий обеспечивается достаточно малым импульсным сопротивлением заземления молниеотвода и выбором импульсной прочности гирлянд изоляторов и длин воздушных промежутков.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Требования к сопротивлению заземлителя молниезащиты

Тема заземления молниезащиты не такая простая, как может показаться на первый взгляд. В нормативных документах встречаются лишь требования по сопротивлению заземлителя, но при этом нет требований по конфигурации заземлителей. Рассмотрим различные ТНПА по данной теме.

Не будем углубляться в проблемы заземления, пусть этим занимаются соответствующие специалисты.

Изначально я хотел посвятить тему только заземлению отдельно стоящего молниеприемника, но потом решил вспомнить все требования, предъявляемые к заземлителям молниезащиты. Ну… или почти все =)

ТНПА РБ:

ТКП 336-2011 (Молниезащита зданий и сооружений и инженерных коммуникаций).

7.2.3 При рассмотрении рассеивания высокочастотного тока молнии в земле и с целью минимизирования любых опасных перенапряжений, конфигурация и размеры системы заземления являются важными критериями. Как правило, рекомендуется низкое сопротивление заземления (не более 10 Ом, измеренное на низкой частоте).

ТКП 339-2011 (Вместо ПУЭ).

6.2.8.5 Защиту от прямых ударов молнии ОРУ следует, по возможности, выполнять отдельно стоящими молниеотводами, установленными по периметру подстанции. Молниеотводы необходимо предусматривать на максимальном удалении от зданий ОПУ, ГЩУ, РЩ. Отдельно стоящие молниеотводы должны иметь обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом при импульсном токе 60 кА.

ТКП 181-2009 (02230) (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей).

5.9.1 Электроустановки Потребителей должны иметь защиту от грозовых и внутренних перенапряжений, выполненную в соответствии с требованиями правил устройства электроустановок. Величина сопротивления заземлений молниеотводов, если вблизи них во время грозы могут находиться люди, не должна превышать 10 Ом.

Таблица Б.29.1 Наибольшие допустимые сопротивления заземляющих устройств:

Отдельно стоящий молниеотвод — 80 Ом.

ТНПА РФ:

ПУЭ 7 (Правила устройства электроустановок).

4.2.137. Защиту от прямых ударов молнии ОРУ, на конструкциях которых установка молниеотводов не допускается или нецелесообразна по конструктивным соображениям, следует выполнять отдельно стоящими молниеотводами, имеющими обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом при импульсном токе 60 кА.

РД 34.21.122-87  (Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений).

8 … До недавнего времени для заземлителей молниезащиты нормировалось импульсное сопротивление растеканию токов молнии: его максимально допустимое значение было принято равным 10 Ом для зданий и сооружений I и II категорий и 20 Ом для зданий и сооружений III категории. При этом допускалось увеличение импульсного сопротивления до 40 Ом в грунтах с удельным сопротивлением более 500 Ом×м при одновременном удалении молниеотводов от объектов I категории на расстояние, гарантирующее от пробоя по воздуху и в земле. Для наружных установок максимально допустимое импульсное сопротивление заземлителей было принято равным 50 Ом.

РД 34.45-51.300-97 (Объем и нормы испытаний электрооборудования).

Таблица 28.1 — Наибольшие допустимые сопротивления заземляющих устройств:

Отдельно стоящий молниеотвод — 80 Ом.

Вывод: в очередной раз можно убедиться, что нормативные документы в части проектирования электроустановок в РБ и РФ мало чем отличаются.

Советую почитать:

Заземление и молниезащита

Введение

Это дополнение к Руководству по монтажу на крыше, в котором мы обсуждаем установку антенны на крыше. Конечно, когда вы устанавливаете любой металлический столб на своей крыше, вы создаете громоотвод! Молния может быть очень разрушительной, поэтому мы хотим убедиться, что у нас есть защита от нее. Важно отметить, что если ваш дом или здание не является самым высоким объектом в этом районе — например, если поблизости есть высокие деревья или если вокруг есть другие более высокие здания — ваш риск действительного удара молнией составляет раз. маленький .Имейте это в виду, и не паникуйте по поводу установки антенной мачты! Если вы выполните несколько из этих шагов здесь, вы можете защитить себя от повреждения вашего дома или электроники. Хотя молния опасна, ее удар крайне маловероятен. Более распространенной проблемой является накопление статического электричества из-за электрического заряда в воздухе во время грозы. Это статическое электричество может привести к тому, что заряд будет стекать по кабелям с крыши и повредить оборудование в вашем доме. Мы хотим направить этот заряд в землю, а не в вашу электронику!

На что заземлять?

Прежде чем говорить о том, что устанавливать, следует поговорить о том, что считается заземлением.Вариантов много, но безопасных три:

• Существующий заземляющий стержень, привязанный к вашей электрической панели.
• Водопроводная труба, ведущая в здание.
• Новый заземляющий стержень, которым вы управляете сами.

Использование существующего заземляющего стержня

У вас уже должен быть заземляющий стержень в доме или рядом с ним. Он будет очень близко к вашему электрощиту — либо под ним на полу в подвале, либо снаружи дома, куда входит электрический кабель от инженерных сетей.Вы можете использовать этот заземляющий стержень, если он находится относительно близко к мачте антенны, которую вы устанавливаете. Если мачта находится на другой стороне дома или на расстоянии более 20 футов или около того по земле, лучше использовать другую точку заземления.

Использование трубы холодной воды

Если труба, которая подает воду в ваш дом, сделана из меди или другого металла, вы можете использовать ее в качестве заземления. Скорее всего, единственный способ получить доступ к этой трубе — это подвал или подвальное помещение вашего дома.Обычно они не входят в дом над землей, чтобы предотвратить замерзание труб. Обычно водомер устанавливается сразу после ввода этой трубы в здание – на ближней к улице стороне дома. Возможно, ваша электрическая панель уже заземлена на эту трубу — возможно, вы сможете проследить за медным проводом, выходящим из нижней части панели. Опять же, вы можете использовать эту трубу в качестве заземляющего проводника, если она находится рядом с мачтой антенны на крыше.Если он находится на другой стороне дома, это может не сработать.

 

Установка нового заземляющего стержня

(Примечание: для этого вам понадобятся два человека, небольшая лестница с А-образной рамой и небольшая кувалда.) Если у вас нет других вариантов, вам нужно будет вбить новый заземляющий стержень. Выберите место на земле прямо под мачтой антенны. Чтобы облегчить себе задачу, это должна быть более мягкая почва, а не каменистый грунт — и уж точно не бетон или асфальт. Обязательно начинайте с расстояния не менее фута или 18 дюймов от края дома — бетонный или кирпичный цоколь дома иногда может простираться почти так далеко.Если вы хотите, чтобы новый заземляющий стержень был скрыт от глаз, выкопайте небольшую яму в том месте, где вы собираетесь поместить стержень. Затем вы можете засыпать почву поверх стержня, когда закончите. Выберите место на земле, куда вы хотите поместить удочку, и попросите партнера держать удочку вертикально. Поскольку заземляющие стержни обычно имеют длину 8 футов, вам понадобится небольшая лестница, чтобы добраться до вершины стержня. Затем аккуратно (чтобы не задеть напарника!) ударьте по верхней части удилища пятифунтовым молотком или маленькой кувалдой. Когда стержень опускается вниз, вам, возможно, придется спуститься по лестнице под лучшим углом, чтобы вести его.Как только удочка окажется в пределах нескольких дюймов от земли, вы можете остановиться.

Что НЕ заземлять?

Есть несколько вещей, которые не следует заземлять дома:

• Газопровод или газовый счетчик.

Газопровод от коммунальных служб не является хорошим заземлением — ему нельзя доверять.

Даже если к счетчику подведен медный провод, не используйте его — этот провод предназначен только для соединения с реальной землей в другом месте здания.

• Металлические балки или открытая металлическая арматура.

Они обычно изготавливаются из железа или стали, и очень сложно определить, обеспечивают ли они заземление, поэтому им нельзя доверять.

Так что же мне действительно нужно?

Есть несколько вариантов установки молниезащиты: провод от крепления антенны к источнику заземления (описано ниже) или разрядник.

Как решить? Как правило, если у вас на крыше есть металлическое крепление антенны высотой более 5 футов, вам нужно будет заземлить его с помощью длинного медного провода.Если крепление короче или не возвышается над линией крыши, то можно просто использовать разрядник. Даже если вы не заземляете оборудование на крыше, а просто используете разрядник, этот разрядник необходимо заземлить. Обычно это проще, так как это можно сделать на уровне земли и рядом с существующей землей, чтобы упростить проводку.

Установка ОПН

Вы, вероятно, уже использовали разрядник защиты от перенапряжения — он иногда встраивается в удлинители с несколькими розетками.Они функционируют, предотвращая скачок (быстрое накопление) электрической энергии от попадания в ваши приборы. Вместо этого этот выброс шунтируется или направляется на землю — либо с помощью большого круглого штыря на настенной вилке (в случае удлинителя), либо с помощью медного или алюминиевого провода, если вы заземляете наружное оборудование. Вы захотите установить ограничитель перенапряжения на кабель Ethernet, который подключается от беспроводного маршрутизатора на крыше к вашей внутренней точке доступа или компьютеру. Для этого нам фактически потребуется создать два кабеля Ethernet: один, идущий от маршрутизатора на крыше к разряднику защиты от перенапряжения, и другой, идущий от разрядника к внутреннему блоку.Ограничитель перенапряжения заземляется путем прокладки медного или алюминиевого провода № 10 AWG от металлического наконечника внутри ограничителя к одному из упомянутых выше заземляющих соединений. Доступно множество моделей разрядников для защиты от перенапряжений, но, к сожалению, они вряд ли продаются в местных хозяйственных магазинах. Нам нужны специальные разрядники для защиты от перенапряжения, которые устанавливаются на открытом воздухе и позволяют питанию от адаптера Power over Ethernet поступать на маршрутизатор. L-Com является хорошим источником для покупки их в Интернете:

• http://www.l-com.com — поиск по номеру детали AL-CAT5EJW24 или AL-CAT6JW

Наружный разрядник должен быть установлен непосредственно под маршрутизатором на крыше, как можно ближе к земле. Это делается для того, чтобы минимизировать длину провода между разрядником и заземляющим стержнем или заземляющим проводником, поскольку они должны быть установлены в земле или в подвале. Он должен крепиться двумя короткими шурупами к деревянному, бетонному или кирпичному основанию здания.

Заземляющий стержень заземления | Система молниезащиты

Стержень заземления

Заземление/заземление

Заземляющий стержень

Для успешной реализации системы молниезащиты значительную роль играют заземляющие электроды.Надлежащее заземление является важной мерой безопасности и обеспечивает бесперебойную работу. Система заземления помогает безопасно рассеивать электричество от молнии на землю. Провода заземления обычно представляют собой медные провода и могут быть неизолированными или изолированными.
Для успешной реализации системы молниезащиты значительную роль играют заземляющие электроды. Надлежащее заземление является важной мерой безопасности и обеспечивает бесперебойную работу. Система заземления помогает безопасно рассеивать электричество от молнии на землю.Провода заземления обычно представляют собой медные провода и могут быть неизолированными или изолированными.

Назначение заземлителей
Заземлитель предназначен для стабилизации избыточного напряжения и передачи его в землю от сети заземлителей. Мало того, эти стержни также помогают сбрасывать статический заряд (обычно от молнии) в землю. Избыток статического электричества в электронном оборудовании, таком как домашние компьютеры, может создавать проблемы в работе. Заземляющие провода также помогают защитить оборудование.

Где заканчивается система заземления?
Основной целью системы заземления является подача электричества в землю. Это достигается подключением заземляющего провода к заземляющим электродам в земле. Это можно сделать с помощью металлических водопроводных труб или через вбитые в землю металлические стержни.

На протяжении более 45 лет команда экспертов Lightning Eliminators помогает корпорациям по всему миру повышать свою безопасность и надежность, используя различные передовые услуги по тестированию и продукты заземления самого высокого качества, разработанные с учетом молниезащиты.Некоторые из этих продуктов включают:

1. Выравниватель потенциалов в баке (IPE) создан специально для решения проблемы внутренних электрических разрядов и последующего воспламенения паров внутри баков.
2. Выдвижной заземляющий узел (RGA® 750) для резервуаров с плавающей крышей
3. Заземляющий электрод Chem-Rod для достижения целевого сопротивления с использованием меньшего количества электродов и меньшей занимаемой площади.
4. Служба интеллектуальных наземных испытаний — это передовая система наземного аудита.
5.Наполнитель заземления
Дополнительные компоненты
Помимо стандартного продукта компания также предлагает дополнительные компоненты:
Эти компоненты необходимы для установки или обслуживания многих продуктов заземления.
Компоненты для экзотермической сварки: рекомендуется использовать при установке и обслуживании Chem-Rods и других заземляющих стержней.
Провода и трубки: необходимы для различного обслуживания.

В дополнение к своим превосходным продуктам и услугам, Lightning Eliminators также предлагает стандартные услуги по наземным испытаниям.Для заказа продукции или любого вопроса свяжитесь с Lightning Eliminators прямо сейчас!

Радиолюбители Top Band — Надлежащее заземление для безопасности и защиты от молнии

Надлежащее заземление для обеспечения безопасности и защиты от молнии

Кен Поллок, WB3JOB и Джерри Сильверстайн, K3FKI

 

Введение;

            Надлежащие методы заземления используются для решения нескольких потенциальных проблем, обеспечения электробезопасности и защиты оборудования от ударов молнии.Возникает вопрос: «Что подразумевается под наземной системой?» Простой ответ — хорошее соединение с землей, чтобы обеспечить путь с низким импедансом для нежелательных токов или напряжений, которые могут присутствовать. Нормы NEC требуют заземления для защиты от поражения электрическим током и для уменьшения последствий разряда молнии. В этом документе обсуждаются методы заземления, которые используются в коммерческой сфере, и то, как их может использовать обычный радиолюбитель для эффективной защиты своего оборудования.

 

Требование к хорошему основанию;

Требование к хорошему заземлению важно для безопасности любого, кто использует электрооборудование. Статья 250 Кодекса NEC 2005 (Национальный электротехнический кодекс) требует, чтобы электрическое заземление имело низкий импеданс и сопротивление менее 25 Ом (раздел 250.56), в то время как Раздел 810.51 Свода правил NEC касается юридических требований для любительских радиостанций . Кодексы NEC сформулированы как минимальные требования, и их можно превзойти.Для стандартных электрических цепей в доме обычно используются два заземляющих стержня. По правилам должно быть не менее двух 8-футовых заземляющих стержней, расположенных на расстоянии не менее 6 футов друг от друга (раздел 250.53 NEC). В некоторых местах это даст сопротивление около 15-20 Ом в нормальных условиях. Это нормально до тех пор, пока не произойдет засуха или какое-либо другое изменение влажности почвы, когда сопротивление резко возрастет. Иногда в уравнение вступает закон нравов: «Если мало — хорошо, больше — лучше, а слишком много — в самый раз.Другими словами, количество заземляющих стержней можно увеличить, чтобы сопротивление было низким.

При наличии хорошей системы заземления не только повышается безопасность от поражения электрическим током, но и обеспечивается защита подключенного электрооборудования от неожиданного электрического разряда. Чего НЕ ДОЛЖЕН обеспечить хороший грунт, так это более низкого КСВ или лучшей антенной системы! Но, если все сделано правильно, шум МОЖЕТ быть уменьшен из-за существующей плохой установки с помощью правильно спроектированной и внедренной системы.

 

Что можно использовать в качестве заземляющих стержней?

Для системы заземления можно использовать несколько устройств, обеспечивающих электрический контакт с землей. Какой тип устройства будет использоваться, будет зависеть от условий в месте, которое должно быть заземлено. Например, если 8-футовый заземляющий стержень не может быть забит в землю из-за того, что коренная порода находится на глубине всего 4 фута, необходимо использовать какое-то другое устройство. Вместо стержня можно использовать пластину или химические стержни.Ниже приведены некоторые из распространенных устройств, которые разрешено использовать в качестве заземляющего устройства.

 

            Самый простой заземляющий стержень представляет собой 8-футовый стальной стержень с медным покрытием и диаметром не менее 5/8 дюйма, вбитый в землю. Можно заменить твердым медным стержнем или использовать стержень длиной 10 футов, но они стоят дороже. Стержень должен быть вбит в землю вертикально или в пределах 45 градусов от вертикали. Обратите внимание, что разрешены заземляющие стержни из нержавеющей стали, но не из алюминия! (статья 250.52, свод правил NEC, редакция 2005 г.)

 

            Металлические подземные трубы могут использоваться, если они не являются газопроводами, они должны поддерживать прямой контакт с землей на протяжении не менее 10 футов и не иметь каких-либо изолированных рукавов, соединений или изолированных секций в пределах этих 10 футов. Кроме того, электрическое соединение должно находиться в пределах 5 футов от стены или поверхности, через которую выходит труба, но ни в коем случае не на противоположной стороне в метре от поверхности земли. Можно использовать обсадные трубы скважин, если они имеют длину не менее 10 футов и соединение выполнено ниже поверхности земли.

 

            Вместо заземляющего стержня можно использовать металлическую пластину из стали или железа с площадью поверхности не менее 2 квадратных футов и толщиной не менее ¼ дюйма или пластинчатые электроды из меди и других цветных проводников толщиной не менее 0,06 дюйма. Пластины не могут быть покрыты или защищены каким-либо образом.

 

            В основном это отрезки медной трубы диаметром 1 ½ дюйма, образующие букву «Г» с отверстиями 1/8 дюйма в горизонтальной части. Трубы заполнены каким-то солевым соединением (например, сульфатом меди), которое выщелачивается из трубы при наличии влаги.Затем соль значительно снижает сопротивление заземления. Проблема с химическими стержнями заключается в том, что они требуют технического обслуживания и периодически пополняются солью.

 

            Заземляющее кольцо представляет собой петлю из оголенного или луженого провода № 2 AWG, закопанную на 30 дюймов ниже поверхности земли. Это даст большую площадь поверхности и обеспечит хорошее заземление системы. Заземляющее кольцо должно состоять из неизолированного медного провода #2 длиной не менее 20 футов.

 

            Обратите внимание, что Кодекс разрешает использование двух или более заземляющих электродов, но каждое устройство должно быть отделено от других не менее чем на 6 футов.

 

Как насчет размера заземляющего провода?

            Провод, используемый для заземления электродов, должен быть как можно большего сечения. Минимально допустимый размер составляет 6 AWG (с исключениями) и должен прокладываться между всеми электродами в непрерывном режиме. Если должны быть какие-либо разрывы, они должны быть соединены методом «кад-сварки». Проволока может быть соединена с заземляющими электродами посредством сварки кадмием или зажимом. Провод большего размера используется по нескольким причинам, во-первых, чем больше размер провода, тем ниже его сопротивление и ниже ущерб в случае удара молнии.Далее, провод большего диаметра имеет гораздо меньшую индуктивность, и это действительно важно для молнии, так как изменение тока во времени (dV/dT) очень велико, и в течение небольшого периода времени кажется, что земля даже не подключена! Катушка индуктивности противодействует изменению тока, и на катушке индуктивности будет появляться большое напряжение, пока ток не начнет течь из-за собственной индуктивности. По всем правильным причинам лучше иметь самую низкую индуктивность.

            По возможности используйте многожильный провод с тонкими жилами.Хорошим примером является сварочная проволока. Он довольно дорогой, но рассчитан на большой ток с малыми потерями и малой индуктивностью. Луженый входной провод тоже подойдет, но он не такой гибкий, зато дешевле и доступнее. Этот провод доступен даже в магазинах Lowe’s и Home Depot.

            Провод, который соединяет заземляющие стержни вместе, обычно называется соединительным проводником и должен иметь сечение не менее №6, алюминий допускается, но должен иметь калибр не менее №4.Соединения с медным заземляющим устройством должны быть защищены с помощью ингибитора коррозии, такого как «NoAlOx» или аналогичного вещества.

 

Установка заземления

            Заземляющие стержни и соединительный провод образуют так называемую «заземляющую подушку» и представляют собой фактическую систему заземления для шунтирования нежелательных токов на землю. Первое, на что следует обратить внимание, — где физически расположены защищаемые устройства. Например, для защиты Ham Shack заземляющий провод от комнаты к заземляющей кровати должен быть как можно короче и прямее.Заземляющий слой должен обеспечивать защиту радиооборудования, мачты или опорной конструкции антенны, электрической системы и зданий, в которых находится система. Обратитесь к рисунку 1 для объяснения системы.

               Вокруг здания, в котором находится радиооборудование, должно быть установлено заземляющее кольцо, а вокруг башни – второе кольцо. Ряд заземляющих стержней должен быть установлен на расстоянии от 8 до 10 футов в заземляющем кольце. Заземляющее кольцо будет расположено примерно в 3 футах от здания и в 6 футах от башни.Заземляющее кольцо вокруг башни будет соединено с заземляющим кольцом, окружающим здание, с помощью выравнивающих проводов. Целью такого устройства является выравнивание напряжений, которые будут присутствовать в земле из-за поверхностного сопротивления, если поблизости произойдет удар молнии. Хотя этот план кажется «чрезмерным», нужно понимать, что это идеальный проект, поскольку он выполняет следующие функции:

1. Выравнивает напряжения в земле, окружающей оборудование (так называемый Градиент Земли).
2. Гарантирует, что сопротивление заземляющего слоя будет менее 25 Ом.
3. Это обеспечит удобную систему, позволяющую соединить вместе все различные основания (NEC Раздел 250.50 и Раздел 250.53).

Эта система эффективно решает все эти проблемы и обеспечивает надежную наземную систему для необходимых услуг.

            Теперь, с практической точки зрения, большинство радиолюбителей не могут установить такую ​​хорошую систему из-за проездов, деревьев и кустарников и т. д., мешают. Вместо того, чтобы заземляющее кольцо окружало дом, можно было бы выбрать только часть заземляющего кольца, пересекающую заднюю часть дома или здания, или, может быть, заднюю часть и только одну сторону. Это нормально, так как это определенно лучше, чем заземление, установленное большинством электриков, для электробезопасности силовой сети и для проверки. Кольцо вокруг мачты является обязательным, и от каждой опоры мачты к заземляющему кольцу должны идти два кабеля заземления. Сделайте все изгибы заземляющего провода широкими изгибами, чтобы свести к минимуму индуктивность, и расположите провода так, чтобы при подключении к заземляющему кольцу они были направлены в разные стороны.

            Заземляющие стержни должны иметь длину целых 8 футов и быть полностью вбитыми в землю так, чтобы их вершины находились на 4–8 дюймов ниже верхней части земли или почвенного покрова. Соединительный провод можно закрепить на заземляющих стержнях с помощью бронзовых зажимов. Соединительные провода должны быть закопаны не менее чем на 18 дюймов ниже уровня грунтового покрытия.

            См. рис. 2. в следующем объяснении. Обратите внимание, что верхние части заземляющих стержней находятся ниже поверхности земли и что заземляющий провод прикреплен к заземляющему стержню , но не обрезан и не сломан .В противном случае соединение будет выполняться с помощью кадмовой сварки, чтобы максимально снизить сопротивление и обеспечить надежное соединение. Также обратите внимание, что соединительный провод не изолирован, так как поверхность провода, находящаяся в контакте с почвой, способствует снижению сопротивления системы заземления. Поэтому кабель должен быть из луженой меди и т.п.

            Одно предостережение; если бы для соединительного кабеля использовался алюминиевый провод, произошла бы химическая реакция с медным стержнем, и соединение очень быстро подверглось бы коррозии.Потребуется некоторый тип защиты, такой как использование «NoAlOx» или какой-либо другой формы предотвращения коррозии, смазки или покрытия. Кроме того, необходимо проводить периодические или ежегодные проверки для обеспечения целостности соединения.

Для этого потребуется выкопать верхнюю часть заземляющего стержня или установить смотровые отверстия, чтобы можно было проверить и при необходимости затянуть соединение соединительного провода с заземляющим стержнем.

            Хитрость заключается в том, чтобы спроектировать наземную систему не просто адекватно, если ожидается, что она будет надежной, когда возникнет необходимость.Если рассматривать ситуацию в перспективе, спроектируйте заземление так, как если бы вы ожидали удара молнии или имели дело с большим током на землю, например, когда трансформатор закорачивает свою первичную обмотку на землю! Если следовать этому совету, все будет готово на случай, если вы все-таки попадете, и урон будет минимальным. Плохие наземные системы могут нанести больше вреда, чем предотвратить!

 

Одноточечное заземление

            Целью одноточечного заземления является предотвращение протекания электрических разрядов или токов от одного элемента оборудования к другому и причинения ущерба.Проще говоря, это сведение всех заземляющих соединений в одну общую точку, которая заземлена. Токи, вызванные молнией, будут течь от части оборудования к заземленной точке, а затем к земле.

            Промышленные и коммерческие пользователи тратят много денег на пластины заземления. Одна такая пластина сделана из твердой меди толщиной ¼ дюйма, имеет высоту около 5 дюймов и длину 20 дюймов. Эта пластина имеет ряд отверстий, просверленных в ней для болтов 3/8 дюйма или ½ дюйма, чтобы можно было прикрепить различные провода заземления с помощью обжимных соединителей.Пластина изолирована от здания и т. д. и используется для всех заземлений только электронного оборудования. Электрическое оборудование заземляется через электрическую сервисную панель на землю, которая соединена с заземляющей пластиной, но не через эту пластину. Это образует так называемую тихую землю.

            Более дешевым вариантом будет установка 1-дюймового куска медной водопроводной трубы сзади скамейки. Убедитесь, что труба изолирована от скамейки и доступна.В коммерческом применении обычно есть два провода № 2 AWG, которые соединяют заземляющую пластину с заземляющей пластиной. Для большинства любительских работ достаточно одного провода заземления № 6 AWG или больше.

            Просверлите отверстия в трубе и используйте обжимные соединители на проводах, идущих от подключаемого оборудования. Не подключайте заземление от одного устройства к другому! Проложите отдельное заземление для каждой единицы оборудования и надежно прикрутите каждый провод к одноточечной шине заземления.Используйте одно отверстие для одной клеммы и одной части оборудования, и оборудование будет заземлено, но в то же время разделено, чтобы никакие токи не протекали от одной части к другой. Делайте заземляющие провода, идущие от каждого элемента оборудования, как можно короче и избегайте любых изгибов под прямым углом, которые могут увеличить индуктивность провода.

            См. рис. 3 на следующей странице. Вот как будет организована типичная одноточечная заземляющая планка. Вы заметите, что провод заземления поставляется для каждой единицы оборудования.Используйте провод как можно большего сечения и достаточно короткий, чтобы просто выполнить соединение с помощью гибкого провода, чтобы провод можно было перемещать. Обычно для этой цели используется зеленая сварочная проволока #2.

            НЕ ДОВЕРЯЙТЕ ВНЕШНЕМУ ЭКРАНУ СОЕДИНИТЕЛЬНОГО КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ, ТАК КАК ЛЮБОЙ ТОК, ПРОТЕКАЮЩИЙ ПО ЭКРАНУ, МОЖЕТ НАВЕСТИ НАПРЯЖЕНИЕ НА ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОВОД И ПОВРЕДИТЬ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ ИЗ-ЗА МАГНИТНОЙ СВЯЗИ! К сожалению, это основная причина повреждения радиооборудования.Используйте коаксиальный кабель для передачи РЧ-сигналов и провода заземления для защиты оборудования.

Заземление коаксиальных кабелей

            Коаксиальные кабели должны быть заземлены как минимум в одной точке; что находится в месте до того, как коаксиальный кабель входит в радиолюбительскую лачугу. Неразумно вводить молнию в здание, остановите ее до того, как она войдет в здание. Простой способ сделать это — установить разъемы с двойной розеткой на листе металла (алюминий, медь, даже кусок печатной платы для этого подойдет), который затем заземляется на заземляющий слой.В этом случае заземляющий провод будет проходить от металлической пластины непосредственно к заземляющему основанию… а не к заземлению в одной точке.

            Это также позволяет устанавливать устройства молниезащиты, такие как «Transi-Traps», «Trans-Sorbs» или любые другие коммерческие устройства, доступные сегодня на рынке. Есть ряд производителей, которые предлагают широкий ассортимент продукции.

            Еще один способ заземления коаксиальных кабелей – осторожно срезать внешнее покрытие и обнажить экран под ним.Затем заземляющий провод соединяется с экраном либо зажимом, либо путем припайки заземляющего провода непосредственно к экрану. Заземления от каждого из коаксиальных проводов затем будут подключены ко второй одноточечной шине заземления (не к шине заземления в радиолюбительской хижине), а шина заземления напрямую заземлена на круглую кровать. Если используется башня, такое же заземляющее устройство будет выполнено путем заземления экрана с помощью заземляющих проводов к шине заземления, установленной на башне, но изолированной от нее. Эта шина заземления затем заземляется на кольцо заземления, которое проходит вокруг основания башни.

            Несмотря на то, что этот тип заземления требует больших усилий, его преимущества того стоят. Есть что сказать о наличии надежной наземной системы, которая не даст вам знать, что вас ударила молния, а оборудование, кажется, продолжает работать!

 

Разное

 

            Есть пара небольших, но важных моментов, на которые следует обратить внимание, чтобы предотвратить повреждение из-за «невидимых путей». Прежде всего, эти скрытые пути исходят от таких проводов, как источник питания, аудиокабели, проводка периферийных устройств и так далее.Чтобы предотвратить повреждение от молнии из-за этих соединений, все провода между двумя устройствами должны быть защищены путем пропускания проводов через ферритовый тороидальный сердечник с примерно 3-5 витками в катушке. Это повысит индуктивность в проводке, так что любой статический разряд сначала пойдет на шину заземления через заземляющий провод и будет сброшен, вместо того, чтобы течь между двумя устройствами, такими как источник питания трансивера. Каждый кабель или провод должен иметь собственную жилу для защиты.

            Материал сердечника должен быть ферритовым, а размер сердечника должен быть достаточно большим, чтобы провода легко проходили через него.Практически любой из доступных на hamfests подойдет для наших целей. Точное значение индуктивности, которое получится при намотке выводов через сердечник, не имеет значения. Важно то, что катушка и сердечник вносят некоторую индуктивность, чтобы кабели имели достаточно высокий импеданс, чтобы эффективно блокировать внезапное и быстрое повышение напряжения или изменение тока, тем самым предотвращая протекание токов.

            Еще одна вещь, которую нужно сделать, это изолировать все от земли и полагаться на провода заземления для обеспечения заземления.Это означает, что металлические столы должны быть изолированы от бетонного пола и т. д. Это устраняет еще один возможный путь, который может привести к повреждению.

            Наконец, когда станция не используется, заземлите центральные клеммы антенны, чтобы ВЧ-соединения с радиостанциями были закорочены. Большинство радиолюбителей уже делают это, но важно закрепить этот совет.

 

Резюме

            Работают ли эти меры? В Уилкинсбурге есть микроволновая печь, где были приняты эти меры.Этот участок обычно подвергается прямым ударам молнии примерно 4 раза в год. До того, как были приняты эти меры, можно было ожидать, что при каждой забастовке будет выноситься около 4 или 5 плат, два или три модема, коммунальный электросчетчик и другие устройства. В прошлом году (2005) было 5 различных забастовок, и единственный ущерб состоял в том, что компьютер нужно было сбросить и перезагрузить.

 

Картинки

            Ниже приведены фотографии, сделанные на объекте микроволновой печи, чтобы проиллюстрировать то, что только что обсуждалось.Прежде всего, как бы мы защитили следующий громоотвод?

 Это изображение 250-футовой самонесущей башни, расположенной в Уилкинсбурге. Самый высокий предмет на башне находится наверху и представляет собой громоотвод длиной 4 фута. Ниже находится блок маяка, а затем различные антенны. Обратите внимание, что есть двусторонние антенны, а также микроволновые тарелки.

           

           

К чему подключены антенны?

           

Это небольшая часть оборудования в основании башни.Показаны микроволновые передатчики, банки каналов, рации и другое радиооборудование. Хотя это плохо видно на этом изображении, присмотритесь, и вы сможете найти заземляющие провода 4/0 (они зеленого цвета и находятся в левом верхнем углу изображения). Обратите внимание, что провода питания (красный и черный провода в правой части рисунка) изготовлены из сварочного кабеля 2/0 и проложены отдельно от сигнальных проводов. Волноводный и коаксиальный кабели для ввода в приемники проложены отдельно и пересекаются под прямым углом к ​​сигнальным проводам.Это удерживает любой статический разряд на стороне антенны и вне пути прохождения сигнала.

Желтые провода на самом деле являются оптоволоконными кабелями, так как они не являются электропроводными и способны обрабатывать обрабатываемые высокоскоростные сигналы. Эта станция обрабатывает нагрузку трафика, состоящую из трех сигналов OS3 в каждом направлении, что соответствует полосе пропускания сигнала более 45 МГц. Если вы думаете, что видели высокоскоростной Интернет, значит, вы еще ничего не видели! Этот «узел» обрабатывает 1024 телефонных звонка, 128 различных интернет-линий T1, сигнализацию и управление 512 контрольными точками для системы SCADA, а также измерения, проводимые вдоль 428 миль межгосударственного трубопровода, одновременно

 

 

На следующем рисунке показано, что используется одноточечное заземление, при этом каждая стойка оборудования имеет собственный заземляющий кабель №4/0, идущий к общему заземлению.

 

            К этому блоку заземления все кабели прикручены болтами, и все они направлены в сторону заземления. Это снижает любую индуктивность и высокое сопротивление статического разряда. При размещении одноточечного заземления вдали от оборудования, как показано, электрический разряд, который обычно протекал бы от одного элемента оборудования к другому, теперь должен был бы течь к заземляющему блоку, а затем обратно к другому элементу оборудования.Поскольку это путь с высоким импедансом (по сравнению с землей), разряд течет на землю. Провода между стойками оборудования имеют соединительные кабели, пропущенные через ферритовый сердечник, чтобы предотвратить проводимость по этому маршруту.

            Затем все кабели от башни заземляются с помощью изолированного заземляющего блока снаружи здания. Здесь мы можем видеть отдельные волноводы и коаксиальные кабели по мере их заземления.

Толстый провод, идущий от центра медного заземляющего блока, подводится непосредственно к заземлению и соединяется в той же точке, что и заземление внутри здания.

            Да, вы правильно видите, заземляющий провод представляет собой посеребренный провод с покрытием, и все изгибы сделаны с плавными изгибами, чтобы максимально снизить индуктивность. Два провода Heliax имеют петлю, которая служит двойному назначению. Прежде всего, петли действуют как капли дождя. Во-вторых, дополнительная индуктивность, возникающая из-за этого контура, препятствует попаданию молнии в здание.

 

            От каждой опоры башни отходит два провода заземления.Обратите внимание, что изгибы в петлях, опять же, являются плавными петлями для минимизации индуктивности. Эти заземляющие провода изготовлены из сварочного кабеля № 4/0 и приварены к опорным плитам с помощью CAD-сварки.

 

НИКОГДА НЕ СВАРИВАЙТЕ ОПОРЫ БАШНИ САПР, ТАК КАК ЭТО ВЫЗЫВАЕТ ВНУТРЕННЮЮ КОРРОЗИЮ И ОСЛАБЛЯЕТ СТАЛЬ!

На последнем рисунке показан метод, используемый для проверки сварных швов на заземляющем кабеле, соединительном кабеле и заземляющих стержнях.С коммерческой точки зрения необходимо ежегодно измерять сопротивление заземления и периодически проверять соединения. Для этого предусмотрены инспекционные порты, чтобы можно было проводить эти проверки. Смотровые отверстия изготовлены из кусков 4-дюймовой трубы из ПВХ и имеют съемные заглушки. Это просто, но эффективно!

Сопротивление заземляющих стержней, соединительных проводов и т. д. измеряется каждый год и каждый раз неизменно ниже 1 Ом.Сравните это с номинальным сопротивлением стандартного заземления, используемого для среднего дома, которое составляет от 10 до 20 Ом.

 

Защита от громоотвода Сведения об установке

(1) Я НЕ ПОНЯЛ, КАК УСТАНОВИТЬ ГРОМООТВОДЫ? Начните с часто задаваемых вопросов № 24 и изучите приведенные ниже Основные инструкции или: Вы можете приобрести копию инструкций по установке, содержащих полную информацию, за почтовые расходы в размере 12 долларов США. У нас также есть дизайнер / установщик, готовый помочь с вашими вопросами.Если вы ИЗУЧИТЕ ВСЕ эти FAQ, это значительно поможет вам.

(2) КАК Я МОГУ УВЕРИТЬСЯ, ЧТО ВАШЕ ОБОРУДОВАНИЕ БУДЕТ РАБОТАТЬ? За исключением некоторых декоративных элементов, все наше оборудование молниезащиты с гордостью СДЕЛАНО В США и изготовлено в соответствии с требованиями Лабораторий страховщиков (UL) и Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA). Вы можете быть уверены, что приобретаемое у нас оборудование соответствует самым высоким стандартам качества. Позвоните, чтобы получить ссылочные номера из листинга UL.

(3) МНЕ НУЖНА СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ, КОТОРОЙ Я НЕ ВИДЕЛ НА ВАШЕМ САЙТЕ? У нас есть сотни деталей для домов, деревьев, коммерческих зданий и других специальных приложений. Если вы не видите их здесь, ПОЖАЛУЙСТА, СПРАШИВАЙТЕ.

(4) ЧТО О ЦЕНЕ? Наша цена указана оптом производителя. Наше качественное оборудование — ваша лучшая ценность в области качества, обслуживания и технической поддержки

(5) ЧТО О ССЫЛКАХ? Да, ссылки важны. Вот некоторые из наших наиболее известных клиентов; AMERICA WEST AIRLINES, HERTZ RENT A CAR, DUPONT COMPANY, ДЕПАРТАМЕНТ АРМИИ, ВМС, ВВС И БЕРЕГОВОЙ ОХРАНЫ, HARFORD MUTUAL INSURANCE COMPANY, USF&G INSURANCE HEADQUATERS, WORLDCOM TELEPHONE COMPANY, GREYHOUND NATIONAL, USDA FOREST SERVICE, US DEPARTCULTURE, UNISYS CORPORATION, BECHTEL CORPORATION, BLUE CROSS BLUE SHIELD, LOYOLA COLLEGE, WESTINGHOUSE ELECTRIC, BANK OF AMERICA И МНОГИЕ ДРУГИЕ.

(6) КАК ДОЛГО ВЫ ЗАНИМАЕТЕСЬ БИЗНЕСОМ ЗАЩИТЫ ОТ ГЛАЗ? Мы являемся семейным предприятием, которое установило тысячи систем молниезащиты с 1972 года, и вы можете рассчитывать на нашу поддержку в будущем.

(7) КАКОВА ВАША ПОЛИТИКА ВОЗВРАТА? На ВСЕ возвращенные товары взимается комиссия в размере 15%. НИКАКИЕ возвраты не будут приняты после 20 дней. Нет возврата на кабель и специальные заказы.

(8) КАК И КОГДА ВЫ ДОСТАВЛЯЕТЕ? За исключением декоративных элементов и специальных заказов, ваш заказ обычно отправляется с завода в течение 48 часов курьерской службой UPS или почтовой службой США, в зависимости от того, какой из способов предпочтительнее.

(9) ВЫ УСТАНАВЛИВАЕТЕ ИЛИ ПРОВЕРЯЕТЕ СИСТЕМЫ ГОЛНЕЗАЩИТЫ? Да, мы можем организовать установку и проверку в выбранных местах. За информацией обращайтесь по телефону

FAQ по техническим вопросам (часто задаваемые вопросы):

(10) Для чего нужны стеклянные шары? Более 100 лет назад стеклянные шары стали украшать громоотводы. Они не выполняют никакой функции. Многие люди добавляют их к громоотводам для причудливого украшения крыши. Вопреки распространенному мнению, стеклянные шары обычно не разбиваются при ударе молнии по стержню.

(11) У меня голая металлическая крыша, какие материалы можно использовать? Медь окрашивает алюминий и оцинкованную сталь. Поэтому НЕ прикрепляйте медные материалы к этим поверхностям и НЕ прикрепляйте алюминий к меди по той же причине. В некоторых случаях вы можете использовать луженый (покрытый свинцом) медный кабель на металлических поверхностях. Если вам нужно соединить медь с алюминием, у нас есть специальный биметаллический разъем для этой цели (#25-Z).

(12) У меня плоская крыша, и я не хочу использовать гвозди или шурупы? Проходки НЕЛЬЗЯ делать на плоских крышах коммерческого типа.У нас есть клеевое оборудование, специально предназначенное для этой цели, а также специальные соединители для металлических крыш (см. стр. 2).

(13) Будут ли алюминиевые тросы и стержни работать так же хорошо, как медные? Да, если соблюдаются правила установки. Конечно, медь является лучшим проводником, чем алюминий, но алюминиевый кабель больше, чем медный кабель, что компенсирует меньшую проводимость алюминия.

(14) Могу ли я использовать собственные электрические провода и детали для своих молниеотводов? Нет! — Кабель должен быть в оплетке, а обычное электрическое оборудование не предназначено для работы с огромной силой молнии.Если вы собираетесь установить громоотводы, СДЕЛАЙТЕ ЭТО ПРАВИЛЬНО и используйте правильное оборудование и кабель в оплетке, которые разработаны специально для молниезащиты (см. FAQ № 23).

(15) Кабель не нагреется и не спалит мне крышу? НЕТ! — Кабель в специальной оплетке не нагревается от Lightning. Правильно заземленный кабель в оплетке соответствующего размера обеспечивает путь к земле с низким сопротивлением. Если нет сопротивления, то нет и тепла. Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) говорит, что вы можете устанавливать оборудование для защиты от молнии на древесину и большинство других строительных материалов или через них.Ключевым моментом здесь является использование специального плетеного кабеля, специально разработанного для защиты от молнии. Никогда не используйте кабели или провода, предназначенные для постоянного электрического питания.

(16) Вокруг моего дома растут высокие деревья, молния не ударит первой в дерево? Она может попасть в дерево, но со всем металлом, приборами, водопроводными трубами и электрическими проводами, которые есть в доме, молния может ударить в дом, спускаясь по дереву. Дерево НЕ является заменой Молниезащиты.

(17) Я живу в низменной местности, нужна ли мне по-прежнему молниезащита: Если грозовой разряд находится над вашим строением и если молния доберется до вашего дома на более коротком расстоянии, чем до близлежащих более высоких объектов, то вы будет поражен. Ваш дом, в котором много металла и электропроводки, обычно является гораздо лучшей мишенью для молнии, чем возвышенность и деревья. За некоторыми исключениями, большинство открытых пространств не застрахованы от ударов молнии.

(18) Правда ли, что громоотводы притягивают молнии? НЕТ! НЕТ.Однако молниеотводы НЕ притягивают молнию, так как они размещаются в высоких точках на крышах, и при правильном заземлении молния ударит в стержни. Если бы молния ударила в ваш дом, она ударила бы независимо от того, есть ли там стержни или нет. Незаземленный громоотвод ничем не отличается от любого другого металлического предмета на крыше, например металлических вентиляционных отверстий, труб, антенн, флюгеров и т. д.

(19) Кто-то сказал мне, что громоотводы не работают? Громоотводы установлены на; Штаб-квартира State Farm Insurance, Белый дом, комплекс космических шаттлов и миллионы других коммерческих зданий и домов по всему миру, в некоторых странах громоотводы являются обязательными.- Громоотводы работают по двум простым законам физики; (1) Они обеспечивают; КРАТКИЙ ПУТЬ К ЗЕМЛЕ и (2) ОНИ ОБЕСПЕЧИВАЮТ ПУТЬ НАИМЕНЬШЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ.

(20) У кого-то из моих знакомых были громоотводы и были повреждения; ТВ и бытовая техника. ЗАЧЕМ? Громоотводы защищают от прямого удара молнии. Повреждение внутри дома иногда происходит из-за попадания молнии через электрические, телевизионные и телефонные провода. Столб электропередач может получить удар (даже за много миль), и ток пойдет по проводам (над или под землей) в дом и разрушит электрооборудование.Жезлы на крыше тут ни при чем. Поэтому на входящие в конструкцию электрические провода также следует устанавливать РАЗРЯДНИКИ.

(21) Я слышал, что для установки громоотводов нужен специалист? Если вы используете правильное оборудование, изучаете инструкции и принимаете меры предосторожности, то нет никаких причин, по которым вы не можете сделать это самостоятельно. Копию инструкций по установке можно получить здесь или на веб-сайтах UL и NFPA.

(22) Я думал, что мой дом был заземлен, когда он был построен: Да, он заземлен, но электрическое заземление в основном предназначено для обеспечения электроэнергией.Электрическое заземление мало поможет, если молния ударит в вашу крышу, и молния должна пройти через ваш дом, чтобы попасть на землю. Громоотводы и кабель с тяжелой оплеткой — единственный способ защитить крышу и конструкцию от физических повреждений.

(23) Технические факты: Молния распространяется по поверхности молниеотводов и кабеля. Многожильные жилы в специально разработанном плетеном кабеле значительно увеличивают площадь его поверхности. ОПЛЕТКА в кабеле Lightning очень важна, так как она гасит электромагнитный импульс (ЭМИ).Поскольку ток проходит по каждой плетеной жиле провода, и поскольку жилы пересекаются друг с другом и подобные заряды отталкиваются, плетеный кабель нейтрализует ЭМИ. По сравнению с обычным электрическим проводом, ЭМИ вокруг обычного провода может соединяться с другими проводами под крышей и за стенами и может передавать очень высокие напряжения в электропроводку. ИСКЛЮЧЕНИЕ: В зданиях из конструкционной стали и под землей можно использовать непроволочный кабель достаточного размера, поскольку ЭМИ будет поглощаться сталью конструкции и землей.

(24) — ОСНОВНЫЕ ДЕТАЛИ УСТАНОВКИ: Крышные стержни (называемые воздухораспределителями), высота которых меньше 24, должны располагаться на расстоянии не более 20 по периметру коньков и плоской крыши. Если стержни имеют высоту более 24, их можно разместить на расстоянии 25 .Стержни должны располагаться в пределах 2-х концов коньков и внешних углов крыш. Каждый громоотвод должен обеспечивать двусторонний путь к земле, а один из кабелей должен поддерживать горизонтальный или нисходящий путь вниз к заземляющему стержню или пластине. — ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ СТЕРЖНИ или ПЛАСТИНЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ Должны быть размещены на расстоянии 2 или более от здания.Верхняя часть заземляющего стержня, а также медный соединительный кабель должны быть закопаны под землю. — Ни одна конструкция не должна иметь менее 2 заземляющих стержней или пластин. Алюминиевый кабель никогда не должен прокладываться под землей (см. детали заземления ниже). — Кабели должны быть прикреплены к зданию каждые 3 или меньше, и кабель должен поддерживать плавный поток без острых изгибов. СОЕДИНЕНИЕ: Везде, где кабель громоотвода находится в пределах 6 больших металлических объектов, таких как вентиляционные отверстия на крыше, должно быть соединение между ними, чтобы предотвратить боковую вспышку.Коммуникации, такие как электрическое заземление, также должны быть подключены к системе громоотводов. Медь без покрытия не следует устанавливать на оцинкованные или алюминиевые поверхности (см. FAQ № 11). ЭЛЕКТРОННЫЕ РАЗРЯДНИКИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ должны быть установлены на оборудовании, чтобы предотвратить проникновение перенапряжений через инженерные сети (см. FAQ № 20).

Молниеотводы и заземляющие стержни/провода – Dot11AP

HomeCWNARadio Frequency (RF) TechnologiesГрозащитные разрядники и заземляющие стержни/провода

Грозозащитные разрядники

• Грозозащитный разрядник предназначен для перенаправления (шунтирования) переходных токов, вызванных ближайшими ударами молнии или внешним статическим электричеством, от электронного оборудования в землю.
Грозозащитные разрядники
• используются для защиты электронного оборудования от внезапных скачков напряжения, которые могут быть вызваны ближайшим ударом молнии или накоплением статического электричества.
• Грозозащитные разрядники не способны защитить от прямого удара молнии.
Грозозащитные разрядники
• обычно защищают от перенапряжения до 5000 ампер при напряжении до 50 вольт.
• IEEE указывает, что грозовые разрядники должны перенаправлять переходный ток менее чем за 8 микросекунд.
• Большинство разрядников молнии способны сделать это менее чем за 2 микросекунды.
• Грозозащитный разрядник устанавливается между трансивером и антенной.
• Любые устройства, установленные между грозовым разрядником и антенной, не будут защищены грозовым разрядником.
• Поэтому грозовой разрядник обычно размещают ближе к антенне, а все остальные устройства связи (усилители, аттенюаторы и т. д.) устанавливают между грозовым разрядником и приемопередатчиком.
• На рис. 4.22 показаны правильно заземленные радиомодули, кабели и антенна.
• После того, как грозоразрядник выполнил свою задачу по защите оборудования от скачков напряжения, его необходимо заменить, либо он может иметь сменную газоразрядную трубку (как предохранитель).
• В большинстве установок молниеотвод размещается на выходе из здания. Комплекты заземления кабеля могут быть установлены рядом с антенной и через каждые 100 футов.

Рис. 4.22 Монтаж оборудования молниезащиты

 

Стержни заземления и провода

• Когда молния ударяет в объект, она ищет путь наименьшего сопротивления или, точнее, путь наименьшего сопротивления.
• Система заземления, состоящая из заземляющего стержня и проводов, обеспечивает путь к земле с низким импедансом.
• Этот путь с низким импедансом установлен для того, чтобы молния проходила через него, а не через ваше дорогое электронное оборудование.
• Заземляющие стержни и провода также используются для создания так называемого общего заземления.
• Одним из способов создания общего заземления является вбивание в землю медного стержня и подключение электрического и электронного оборудования к этому стержню с помощью проводов или перемычек (заземляющих проводов).
• Заземляющий стержень должен быть не менее 6 футов в длину и должен быть полностью вбит в землю, оставляя достаточную часть стержня, доступную для крепления к нему заземляющих проводов.
• Создав общее заземление, вы создали путь с наименьшим сопротивлением для всего вашего оборудования, если молния вызовет скачок напряжения.
• На опорных конструкциях заземляющий стержень должен располагаться на каждой опоре с луженым медным проводом № 2.
• Эти соединения должны быть экзотермически приварены к опорам башни.
• Луженый медный провод № 2 также должен образовывать кольцо вокруг заземляющих стержней, как показано на рис. 4.23.
• Штриховые линии — луженый медный провод № 2, кружки — заземляющие стержни.
• Ледяные мосты и строительные площадки также должны быть связаны с этим кольцом, чтобы обеспечить равные потенциалы заземления.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Почему не в каждом доме есть громоотвод? — Брей Электрик Сервисес

Возможно, вы кое-что знаете о громоотводах. Их изобрел Бенджамин Франклин… они защищают строения… но знаете ли вы, что делают громоотводы? Вы знаете, есть ли он у вас дома? Это разумные вещи, которые следует знать, особенно если вы живете на юго-восточном побережье, которое, по данным Национальной сети обнаружения молний (NLDN), гораздо более подвержено ударам молнии, чем остальная часть Соединенных Штатов.

В этом посте есть немного всего о громоотводах, от того, как Бен Франклин доказал, что молния — это электричество, до того, стоит ли вам устанавливать громоотвод в вашем доме. Оказывается, громоотводы все еще существуют и эффективны, но во многих домах их нет.

История громоотвода

Бену Франклину было любопытно почти все, и он был очень заинтригован молнией. Он был не первым ученым, отметившим, что молния выглядит и действует во многом как электричество, но он был первым, кто это доказал.Это эксперимент с воздушным змеем, с которым знакомы многие.

Терпение не было сильной стороной Франклина, и он не мог ждать, пока будет закончен церковный шпиль, чтобы привлечь электричество. Итак, он решил, что воздушный змей был лучшей альтернативой, чтобы добраться до грозы. Он привязал ключ к воздушному змею и изолировал свою руку, держащую веревку (несколько). Когда воздушный змей попал в бурю, ключ притянул к себе электрический заряд, Франклин почувствовал признаки электричества, и его гипотеза подтвердилась.Молния была электричеством.

Позже он обнаружил, что электричество, проходящее через тупые проводники, дает трещину или треск, а заостренные проводники молчат. Это привело его к мысли, что установка острых наконечников (громоотводов) на вершинах зданий сведет к минимуму эффект электрической молнии, пытающейся достичь земли. Конечно, это означало, что стержень должен быть заземлен.

О Бене Франклине и громоотводе рассказывается гораздо больше, чем у нас есть время, чтобы рассказать здесь, но если вам интересно больше, ознакомьтесь со статьей Physics Today , расположенной здесь.

Громоотводы и заземление

Молния, или электричество, ищет кратчайший путь к земле. Если у него нет легкого маршрута, он может ударить где угодно и искать высокие предметы, чтобы найти кратчайший путь к земле.

Почему это происходит с молнией? Во время грозы возникает дисбаланс между зарядом неба и зарядом земли, поэтому электричество притягивается к этому дисбалансу (вернее, молния является результатом этого притяжения)… вроде батарейки.Если молния ударяет во что-то, что не является хорошим проводником электричества, оно нагревается и вызывает пожар. Вот почему заземленный громоотвод работает… он обеспечивает путь наименьшего сопротивления для передачи электричества на Землю, не повреждая дом… или, по крайней мере, уменьшая ущерб.

Молниеотводы не притягивают молнии, но если молния ударит в стержень или очень близко от стержня, она выберет путь наименьшего сопротивления. Вот почему одного громоотвода может быть недостаточно для хорошей защиты.

Современные громоотводы

Молниеотводы не ушли в прошлое, и многие из них установлены в домах по всей стране. Фактически, надлежащие системы молниезащиты имеют несколько молниеотводов, разбросанных по верхней части конструкции. Вы их не видите, потому что они уже не те высокие чудовища, какими когда-то были. Большинство людей не заметят и не узнают их, потому что они очень незаметны.

Институт молниезащиты (LPI) проводит сертификацию установщиков систем молниезащиты, и общение с одним из них позволит человеку узнать подробности о том, как правильно защитить дом.

Нужен ли вам громоотвод?

Наличие или отсутствие системы молниезащиты в вашем доме является личным выбором и не требуется по закону. Последствия удара молнии могут варьироваться от поражения электрическим током до пожаров и потери электроники. Система молниезащиты не является гарантией того, что молния не повредит ваш дом. Тем не менее, это, вероятно, снизит вероятность каких-либо крупных потерь.

Тем не менее, это инвестиция, и если вы живете на западном побережье в доме средней высоты, риск довольно низок.В конечном счете, решение о системе молниезащиты зависит от риска и беспокойства. Если вам нужна любая доступная защита от всех стихийных бедствий, тогда вам подойдет система молниезащиты. Если вы живете во Флориде, то система молниезащиты для вас.

Шансы невелики, но если молния ударит в ваш дом, система молниезащиты с несколькими громоотводами обеспечит некоторую защиту. Однако молния может ударить где угодно, и один громоотвод не может обеспечить того, что может сделать комплексная система молниезащиты.

В Атланте профессионалы Bray Electrical Services могут помочь вам с электрическими услугами.

Проверка систем заземления и молниезащиты

Проверка целостности вашей системы молниезащиты

Эффективная система молниезащиты обычно состоит из трех основных элементов.

1. Наземные ударные объекты (молниеприемники, контактные провода, металлоконструкции), соединительные соединители и токоотводы. Надземные системы молниезащиты могут быть реализованы как одна или комбинация следующих топологий:
   • Склеенные системы, в которых соединители для уравнивания потенциалов установлены между системой молниезащиты и всеми коммуникациями, конструкционным металлом объекта и т. д.
   • Изолированные системы, в которых воздушные контактные сети полностью защищают расположенные ниже активы от прямого удара молнии.
2. Подземные заземляющие проводники, противовесы и заземляющие сетки
3. Устройства защиты от перенапряжения для электрических панелей и электроники

Чтобы система молниезащиты могла безопасно и быстро рассеивать прямые и косвенные токи и напряжения молнии, необходимо проверить целостность всех элементов системы молниезащиты.

В дополнение к трем основным элементам системы молниезащиты существуют другие важные элементы молниезащиты, которые часто упускают из виду и вызывают серьезные проблемы в отраслях, использующих системы мониторинга и управления (электростанции, химические заводы и т. д.). Этими элементами являются защита от переходных процессов , экран и соединение . Защита от переходных процессов обеспечивается комбинацией устройств фильтрации и подавления перенапряжений. Разработка и внедрение надлежащей защиты от переходных процессов зависят от таких факторов, как топология схемы, рабочее напряжение, управление током, физическое расположение схемы, интерфейсы и воздействие.Неадекватное экранирование и соединение могут вызвать чрезмерные и опасные наведенные напряжения на интерфейсах или оборудовании из-за ударов молнии поблизости. В результате на объектах часто возникают перегоревшие предохранители, поврежденные карты сбора данных или управления, поврежденные датчики или передатчики и т. д. Важно отметить, что эти типы повреждений могут возникнуть, даже если три основных элемента молниезащиты были правильно установлены и работает должным образом. SLS является отраслевым лидером в разработке топологий защиты от переходных процессов, экранирования и соединения для конкретных площадок, чтобы обеспечить оптимальную защиту и минимизировать время простоя, связанное с молнией.