Как молниезащита обеспечивает электрическую безопасность дачи и частного дома

Молниезащита дома

Статическое природное электричество, постепенно накаливаемое при движении облаков ветром относительно поверхности земли. Их энергия, достигает огромных потенциалов, способна раскалывать вдоль ствола высокие вековые деревья, сжигать дома, разрушать опоры воздушных линий электропередач, вызывать другие бедствия.

Люди нашли различные технические способы повышения электрической безопасности отдельно стоящего частного дома и дачи. Материал этой статьи объясняет эффективность их работы в современных конструкциях молниезащиты.


Виды электрической опасности при грозе

Рассмотрим варианты проникновения электрических разрядов молнии внутрь жилых помещений. Она может попасть в:

  1. строительные элементы дома;
  2. антенну телевизора или радиоприемника;
  3. провода воздушной ЛЭП;
  4. почву, расположенную рядом с домом;
  5. землю около ВЛ.

Эти случаи показаны на картинке.

Опасные случаи при разряде молнии
Рассмотрим их подробнее, учитывая, что мощные электрические токи, проходя по тоководу, наводят, индуцируют в соседних проводниках огромные потенциалы, которые тоже представляют опасность.

Прямое попадание молнии в здание

Возможно:

  • разрушение дома;
  • пожар;
  • вывод из строя электрооборудования и бытовых приборов, подключенных к сети через розетки.

Метод защиты: установка на здание эффективной внешней защиты.

Прямое попадание молнии в антенну

Возможно повреждение подключённого телевизора и радиоустройств. Для защиты достаточно их отключить от антенны во время приближения грозы.

Прямое попадание молнии в электрооборудование ВЛ

Высокая вероятность заноса в электропроводку здания высоковольтных импульсных разрядов порядка десятка киловольт или выше. В итоге создается:

  • пробой изоляционного слоя проводов и бытовых приборов;
  • выгорание электрических схем подключенного в работу оборудования.

Методы защиты:

  • полностью отключать электропитание на вводе здания при приближении грозы;
  • использовать импульсные разрядники УЗИП в вводном электрощитке здания.

Прямое попадание молнии в почву около дома

Возможно появление наведенного напряжения порядка нескольких десятков вольт в бытовой проводке. Оно способно повредить чувствительную электронную схему работающего компьютера, телефона и другой сложной бытовой техники.

Методы защиты:

  • полностью отключать из розеток чувствительные электронные устройства при грозе;
  • использовать импульсные разрядники УЗИП для защиты подобных устройств.

Прямое попадание молнии в почву около воздушной линии

Практически возможны те же случаи повреждения, что и при ударе в ВЛ. Защита выполняется аналогично ему.

Для обеспечения электрической безопасности частного дома и дачи при всех этих пяти случаях создаются различные защиты.

Виды молниезащиты

При грозе электрический разряд молнии может попасть в дом двумя способами:

  1. непосредственным ударом в строительную конструкцию здания — внешний путь;
  2. по подключенным к дому токопроводящим магистралям линий электропередач, трубопроводов водоснабжения, газа, телефонным кабельным линиям и другим элементам — внутренним путем.

По этому принципу молниезащита подразделяется на:

  • внешнюю;
  • внутреннюю.

Внутренняя молниезащита

Обширный материал этой темы не умещается в рамки этой статьи. Его изложение будет раскрыто в продолжении. Следите за публикациями или подписывайтесь на рассылку.

Внешняя молниезащита

Должна надежно решать в комплексе три задачи:

  1. принять удар молнии молниеприемником;
  2. перенаправить его в контур заземления по молниеотводу;
  3. распределить опасный высоковольтный разряд на потенциал земли через заземляющее устройство.

Все три составных части защиты (молниеприемник, молниеотвод, контур заземления) должны надежно выполнить свое предназначение. Иначе молния сделает свое черное дело.

Следует понимать, что технически обеспечить полную защиту дома от молнии можно только полностью экранировав его со всех сторон металлической клеткой по принципу Фарадея. Это для жилого здание выполнить просто нереально. Значит, абсолютных гарантий в этом вопросе нет.

Способы обеспечения внешней молниезащиты

Поскольку идеально защитить дом от прямого попадания разряда молнии невозможно, то остается выбирать доступную конструкцию из следующих устройств:

  • использовать довольно высокий молниеприемник на удалении от здания так, чтобы он перекрывал зону расположения дома. Тогда разряд молнии будет попадать в него и отводится на потенциал земли, минуя жилище;
  • ввести в описанную конструкцию дорогостоящий генератор импульсов, дополнительно провоцирующий разряд молнии в молниеприемник — активная молниезащита;
  • натянуть над крышей здания сетку из металлических тросов, которая будет отводить опасные разряды от дома на землю.

Эти три варианта защиты требуют выполнения сложных строительных работ и больших материальных затрат, что многим домовладельцам не по силам. Значит, приходиться делать выбор:

  1. не устанавливать молниезащиту вообще и оставить все как есть;
  2. или смонтировать упрощенную конструкцию.

В первом случае остается положиться на судьбу, а во втором — создается электрическая безопасность дома с вероятностью порядка 50/50, когда риски поражения снижаются, но частично остаются. Это следует обязательно учитывать при ее эксплуатации: предпринимать дополнительные меры при наступлении грозы.

Упрощенная конструкция молниезащиты

Она сводится к следующему:

  • над верхним рельефом крыши, наиболее возвышающемся над землей, натягивается трос;
  • к нему подключают дополнительные молниеприемники, изготовленные для выступающих элементов крыши: печная труба, антенна, флюгер, башенки;
  • трос надежно соединяют с контуром заземления через молниеотвод.

При ее использовании учитывают местные условия:

  • близкое расположение промышленных и жилых высотных зданий, оборудованных молниезащитой, которые будут дополнительно экранировать дом от случайных разрядов;
  • погодные условия, характерные для местности, длительность грозоопасного периода.

Видеоролик владельца Егор Михайлович объясняет принципы работы внешней молниезащиты, особенности монтажа молниеотвода.

Типы конструкций заземлений для молниезащиты

Сразу необходимо четко представлять, что способы применения заземления для защиты электрооборудования и от грозовых разрядов могут:

  1. использовать один общий контур;
  2. выполняться индивидуально.

При этом молниезащита подразделяется на четыре категории:

  • №1 — изготовлена единым вертикальным стержнем или горизонтальным тросовым молниеприемником;
  • №2 и №3 — смонтирована на крыше самого дома без изоляции от нее;
  • №4 — не бюджетный вариант, рассматривать не будем.

Правилами устройства электроустановок предусмотрено, что заземляющие устройства для защитных заземлений электрооборудования зданий и молниезащит, отнесенных ко 2 и 3 категориям, как правило, необходимо объединять.

Наиболее дешёвый вариант обеспечивает категория №3. Ее будем рассматривать дальше для анализа возможности проникновения грозовых разрядов при ее создании.

Будем учитывать, что у нас смонтирован один общий контур заземления, а не два отдельных. Этим мы избавляемся от:

  • необходимости усложненной конструкции и анализа ее работы в разных ситуациях;
  • опасностей для жизни, когда высоковольтный разряд стекает по одному контуру и создает относительно другого разность потенциалов. Ибо, контактируя с этими частями при ударе молнии, человек получает электротравму;
  • возможности образования искровых разрядов между цепями различных контуров молниеотвода и электрической защиты.

Возможные ситуации прямого удара молнии в дом

Прямой удар молнии в дом
В этом анализе обязательно учитываем, что вероятность безопасности обеспечивается всего на 50%. Их можно свести к шести типовым случаям при использовании молниезащиты категории №3.

Ситуация №1

Разряд пробивает собранную внешнюю защиту, проникает в дом. Для исключения подобного случая требуется молниезащиту выполнять сразу усиленной конструкцией. Как пример: дублирование тросов над крышей или применение вертикальных штырей повышенной эффективности.

Ситуация №2

Ток, стекающий по молниеотводу, наводит во всех разомкнутых токопроводящих контурах здания (трубопроводы воды, газа, обогрева) высокую ЭДС. Наибольшая разность потенциалов образуется на концах незамкнутых контуров.

При близком расположении молниеотвода на них образуется искровой пробой. Этот вариант показан на картинке, когда внизу дома токопроводящая часть конструкции и молниеотвод закорочены через РЕ проводник, а вверху — разомкнуты и приближены. Поэтому, даже за счет небольшого электрического сопротивления этих участков между ними образуется высокая разность потенциалов.

Исключить такой пробой можно:

  1. удалением молниеотвода от токопроводящей части здания;
  2. выполнением уравнивания потенциалов;
  3. изоляцией молниеотвода, например, помещением его в полиэтиленовую трубу, когда случайно прикоснуться к металлу молниеотвода помешает слой созданной изоляции.

Ситуация №3

В землю стекает 50% разряда. Вторая его половина проникает в РЕ шину и через нее РЕ проводниками растекается по всем корпусам заземленных приборов. Если дом не имеет внешних металлических коммуникаций, то через какое-то время потенциал стечет на землю сам, а когда они есть, то ток пойдет через них.

Обращаем внимание, что на шине РЕ здания появляется потенциал высокого разряда. Его можно удалять разрядниками. схемы их подключения для систем TN-C-S и ТТ разные.

Ситуация №4

Прямой удар молнии провоцирует образование напряжения шага. Поэтому маршрут стекания высоковольтного разряда создают по малодоступным для человека местам вдоль заборов на удалении от пешеходных дорожек.

Маршрут линии заземления

Ситуация №5

Человек создал контакт с молниеотводом при прохождении по нему разряда. Предотвратить случай поражения можно изоляцией токопроводящей части полиэтиленовой трубой и прокладкой линии заземлителя вдали от дорожек.

Ситуация №6

Случай, рассмотренный в третьем варианте, предопределяет получение электротравмы даже при работе разрядников, которые защищают электрооборудование. Человек, стоящий на токопроводящем полу, после прикосновения к элементам РЕ-проводника, защищен не будет.

Спастись можно только хорошим заземлением и исключением случаев касания токопроводящих частей при грозе.

Для лучшего усвоения темы предлагаем посмотреть видеоролик пользователя lifightningil1 «Все о молниезащите».

Сейчас самое удобное время высказать свое мнение по теме в комментариях, задать вопросы, поделиться материалом с друзьями в соц сетях.

  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 2
  5. 1
(14 голосов, в среднем: 5 из 5)

Ответить

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *