Молниезащита и заземление

Началоs 1 2 3 4 5 a Конец
Началоs 1 2 3 4 5 a Конец
Молниезащита и заземление

Молниезащита является одной из обязательных инженерных коммуникаций, без которых невозможна безопасная эксплуатация любого здания и сооружения. Ее задача состоит в безопасном перехвате и отводе тока молнии в контур заземления, защите от поражающих факторов. Различают первичные и вторичные поражающие факторы. К первичным факторам относят прямые попадания молнии в здания, сооружения, линии электропередач, телекоммуникаций. К вторичным факторам относят перенапряжения, вызванные ударами молний до 2 км от защищаемого объекта вблизи линий коммуникаций из-за наведенных токов. К ним же относят коммутационные перенапряжения, вызванные резкими включениями и отключениями, переключениями между индуктивными и емкостными нагрузками. Удар молнии представляет собой существенную опасность. Наибольшие связанные с ним риски – это, прежде всего, риски для жизни и здоровья, вызванные прямыми попаданиями молний, шаговыми напряжениями, пожарами и разрушениями, произошедшими вследствие грозовых разрядов. Другие риски, мене тяжелые, зато намного чаще происходящие – связанные с экономическим ущербом. К ним, прежде всего, относят выход из строя дорогостоящего электронного и электротехнического оборудования, связанного с перенапряжениями, утерянной ценной информацией на электронных носителях, а так же повреждениями зданий и сооружений от прямых ударов молнии.

Молниезащита по своему назначению разделяется на внешнюю и внутреннюю. Внешняя молниезащита предназначена для защиты от первичных порывающих факторов, состоит из молниеприемника, токоотвода, контура заземления. Внутренняя молниезащита – это комплекс мер по защите от вторичных поражающих факторов. К таковым мерам относят экранирование защищаемого объекта, уравнивание потенциалов (соединение всех металлических нетоковедущих элементов конструкции между собой и контуром заземления), установка ограничителей перенапряжений.

В нашей стране применение молниезащиты регламентируется двумя нормативными документами – ДСТУ Б В.2.5-38:2008 и международным IEC 62305:2006. В этих же нормативах содержатся требования к обустройству контуров заземления для систем молниезащиты.

Первого исследователя, который изучил физику процессов при разряде молнии, принято считать Бенджамина Франклина. Именно он своим знаменитым экспериментом с воздушным змеем и прикрепленным к его веревке металлическим ключом доказал, что молния носит характер электрического разряда. Грозозащита – это так же его изобретение. В качестве защиты от удара молнии, Франклин предложил использовать громоотвод – стальной стержень, установленный на здании над самой верхней его точкой. Предположения об электрической природе молнии высказывал ранее и Исаак Ньютон. Среди прочих первых исследователей можно назвать Ломоносова, а так же Рихмана, погибшего при эксперименте. С темой грозозащиты связаны судьбы многих исторических личностей. Так в 18 веке во Франции состоялся громкий судебный процесс. В одном из провинциальных городков некоторые реакционно настроенные жители пытались через суд убрать установленный на ратуше громоотвод, так как он якобы противоречит Божьей воле. Молодой начинающий адвокат построил свою защиту на тезисе, что грозозащита является плодом человеческого познания созданного Богом мира, имеет, как и любое другое познание, Божественную природу, следовательно, громоотвод на ратуше Божью волю не нарушает. Судебный процесс получил огромный резонанс, молодой адвокат его выиграл и приобрел известность по всей стране. Имя адвоката – Максимилиан Робеспьер.

Принцип действия грозозащиты основан на физике процесса возникновения молнии. Разряд происходит в результате возникновения электрического поля между заряженными частицами грозового облака и земли, когда его напряженность достигнет значений 0,5-10 кВ/см. Свой заряд частицы получают, когда при подъеме теплых влажных масс, они конденсируются, превращаясь в кристаллики льда, в процессе столкновения и трения между собой. Внизу облака концентрируется отрицательный заряд, в верхней его части – положительный. Поверхность земли так же получает положительный заряд. Большинство грозовых разрядов происходит внутри молнии или между облаками. Разряды между облаком и землей происходят гораздо реже. Изредка встречаются удары молнии обратной полярности - между положительно заряженным облаком и отрицательно заряженной поверхностью земли. Молния формируется, когда несколько каналов из различных частей облака сливаются вместе, образуя лидер. Навстречу лидеру из различных частей поверхности земли, крон деревьев, крыш домов, металлических мачт, громоотводов выбрасываются каналы ионизированного воздуха, называемые стримерами. С одним из таких стримеров соединяется лидер, в результате возникает грозовой разряд.