Search in:

Защита от молнии

молнияМолния — прохождение электрического тока через воздух, источником которого является атмосферное заряд, накопленный грозовым облаком. Молнии возникают между облаком и землей, между облаками или различными областями одного и того же облака. Наблюдателю они представляются в виде ярко светящихся зигзагообразных линий с многочисленными разветвлениями. Этот тип молний называется линейной молнией. Длина канала молнии может достигать нескольких километров, сила тока до 200000А, напряжение до 150кВ, а температура до10000°С и более. Время существования молнии 0,1-1с.

Значительно реже наблюдается шаровая молния. В большинстве случаев она появляется одновременно с линейной молнией и выглядит, как огненный шар. Удовлетворительного объяснения феномена шаровой молнии и причин ее возникновения пока не найдено.

По данным спутниковых наблюдений на земле одновременно существует примерно 3000 грозовых очагов, и каждую секунду поверхность ее поражается 100 ударами молнии. Интенсивность грозовой деятельности в какой-либо местности характеризуется средним числом грозовых часов в год. В большинстве районов Украины, исключая южные районы, число грозовых часов не превышает 100 в год. Для Киевской области, например, число грозовых часов в среднем составляет 60-80 в год.

Для практических задач молниезащиты наземных сооружений важна удельная плотность ударов молнии в землю, т. е. годовое число ударов на 1 кв. км земной поверхности. В Украине принято считать, что за 100 грозовых часов происходит в среднем 6,7 ударов молнии на 1 кв. км поверхности земли. Возвышающиеся над поверхностью земли объекты собирают удары молнии с площади, превышающей занимаемую ими территорию, так вероятное количество ударов молнии в здание размером 10мх10мх10м, согласно расчетам, будет порядка 1 раза в 30лет!

Поражение молнией объекта может привести к самым серьезным последствиям: пожару, взрыву, гибели людей и животных, механическим повреждениям элементов объекта.

Классический подход к организации молниезащиты зданий и сооружений заключается в том, чтобы путем оборудования специальных молниеприемников, токоотводов и заземления устранить прямое воздействие молниии на объект, исключить проникновение тока молнии и занос высокого потенциала в объект.

В международной практике в качестве базовых документов по молниезащите зданий и сооружений используются стандарты Международной электротехнической комиссии (МЭК) 61024, 61312, 61662.

Обследование молниезащитных устройств, выполненных по старым отечественным нормам и правилам, большого количества объектов (телекоммуникационные сооружения, административные и промышленные здания, коттеджи и др.) показывает, что эти объекты надежной защитой от опасных воздействий молнии, как правило, не обеспечиваются.

Следует заметить, что применение молниеприемников стержневого типа, установленных на зданиях и сооружениях, увеличивает вероятность удара молнии в данный объект. Поэтому целесообразно для зданий сельского типа применять молниезащитную сетку, как это распространено в Европе.

В последнее время на нашем рынке достаточно энергично предлагают устанавливать для защиты объектов активные молниеприемники. Испытания таких молниеприемников показали, что фактически они работают, как стержневые молниеприемники определенной высоты. К достоинствам этих устройств можно отнести малые габариты, возможность обеспечить защиту антенн, не закрывая их зону действия. Существенным недостатком является необходимость подавать электропитание на это устройство.

Ток молнии от молниеприемника по токоотводам должен быть отведен в землю через специально оборудованные заземлители. Эффективность молниезащитного устройства на 90% зависит от того, насколько правильно выполнены токоотводы и заземление молниеприемников. К сожалению, на практике в большинстве случаев мы встречаемся именно с неправильным выполнением токоотводов и заземления, даже если их исполнение в полной мере отвечает требованиям отечественных нормативных документов.

Проектирование и выполнение молниезащитных устройств (в соответствии с международными нормами) обеспечивают более надежную защиту от опасных воздействий молнии. Вместе с тем, в стандарте МЭК 6162 рекомендуется перед началом проектирования молниезащиты определять возможный ущерб от молнии при отсутствии защиты. В соответствии с предполагаемым ущербом принимается решение о том, какие средства целесообразно вкладывать в молниезащиту. Необходимо знать, что абсолютно надежная защита от молнии либо невозможна, либо может стоить чрезвычайно дорого.

Важно знать, что даже самые совершенные нормативные документы не дают рецептов на все случаи жизни. В тех же стандартах МЭК изложены основные принципы построения молниезащиты и даны конкретные рекомендации по выполнению основных элементов. Только специалисты могут, руководствуясь этими рекомендациями, правильно спроектировать молниезащиту конкретного объекта.

В основе международных норм заложены следующие принципиальные положения. Молниеприемники обеспечивают с определенной вероятностью то, что молния попадет в них, а не в защищаемый объект. Система токоотводов и заземления таким образом распределяют токи и потенциалы, чтобы не возникали искровые разряды внутри объекта, а также разность потенциалов во всех точках не превышала допустимых значений для человека и оборудования. Чем более развита система уравнивания потенциалов, тем надежнее защита. Обязательно должна быть предусмотрена защита от воздействия импульсных электромагнитных полей системы электроснабжения, пожарной и охранной сигнализации и телекоммуникаций. Для предотвращения повреждения электронной аппаратуры устанавливаются специальные устройства защиты от импульсных перенапряжений. Все элементы молниезащитного устройства рассчитываются на определенные термические и электродинамические воздействия тока молнии.

Важным моментом является экспериментальная проверка эффективности выполненной молниезащиты объекта на этапе приемо-сдаточных испытаний. Для этого можно использовать специальные устройства для имитации удара молнии в молниеприемник.

Молния часто ударяет в высокие объекты. Удар молнии в обычное здание маловероятен. И конечно, можно надеяться, что пронесет и молния не попадет в ваш дом. Однако, чтобы быть спокойней во время грозы, лучше заранее предпринять определенные меры по защите от молнии. Помните только, что должны это делать хорошие специалисты.