Ha figyelembe vesszük a villámcsapásban elhunytak statisztikáit, akkor ez a szám magasabb, mint a repülési balesetek áldozatainak száma. A villámcsapás évente több ezer emberéletet követel, és több millió dolláros anyagi kárt is okoz. Minden nyaraló vagy saját ház tulajdonosa tudja, hogy vagyonát és rokonait csak ő maga tudja megvédeni. Ezért jobb, ha saját kezűleg készít villámhárítókat.

A saját készítésű villámhárítók normálisan működnek, amit a gyakorlat is megerősít. Az ilyen eszközöknek másik neve van - villámhárítók. A mennydörgés nem árt, kivéve a hangos hangot. A villámlás elleni védekezéshez pedig valamilyen szerkezetet kell építeni.

A villámcsapás általában akkora magasságú szerkezetet ér, mint amilyen magasságban az útjában találkozik. Veszélyes hely zivatar idején egy lakóépület vagy más épület, mivel fémelemek vannak bennük - tető, televízió antenna stb. A városi lakások lakóinak nem kell aggódniuk, mivel a legtöbb többszintes épületben már van villámhárító.

Ha van a ház közelében sejttorony, akkor nincs szükség villámhárítóra. Minden más esetben továbbra is tanácsos otthonát biztonságba helyezni. Ha ilyen munkára szakembereket hív, akkor az nagyon sokba fog kerülni. De ha foglalkozik a villámhárító rendszer felépítésével, mindent megtehet saját maga.

A készülék típusai és jellemzői

Az ábra a villámhárító rendszer felépítését mutatja.

Többféle villámhárító létezik, de a fő részeik megegyeznek:

• Villámhárító.
• Vezetőképes eszköz.
• Földelés.

A villámhárítók fajtái

Ennek a védelmi rendszernek a tetejét villámhárítónak nevezik.

• Rúd a villámvevő a végére mutat. Zivatar közben villámcsapás éri. A legjobb lehetőség a villámvevő gyártása egy 15 mm átmérőjű rézcsap. Kellően magasan kell elhelyezni, de a túl magas vevő vonzza a villám elektromos kisüléseit.A rudas villámhárítók a legesztétikusabbak, szemben a felsővezetékkel, de kisebb védelmi sugarat biztosítanak a területen. A védett tér mérete a fémcsap magasságától függ.

• Kötél a vevő képes megvédeni nagy terület területen, ellentétben a rudas villámhárítóval. A kötélszerkezeteket az elektromos vezetékes berendezésekben használják. Ezekben fémcsapok helyett kábelt használnak, amely csavarkötéssel kapcsolódik más elemekhez.

• Hálós vevő cipzáras formában készül fémháló a ház tetején.

Levezető vezetékek

A villámkiürítési rendszer következő része egy levezető, amely vastag vezetékekből áll, amelyek speciális csatlakozókkal vannak rögzítve a villámvevőhöz és a földelő áramkörhöz. A falra rögzítéshez műanyag rögzítőket használnak. A levezető vezetéket el kell szigetelni a külső környezettől. Ehhez általában műanyagot használnak.

Földelés

A fő földelő elemek a földben vannak. A földelő kapcsoló fémrudakból áll, amelyek össze vannak hegesztve vagy csavarokkal vannak rögzítve.

A villámkisülési rendszer földelése az fontos rész az egész szerkezetet. Ez a földhurok hasonló egy otthoni földelőkészülékhez. Fontos követelmény azonban ezt a két különböző földhurkot soha nem szabad összekötni. Ellenkező esetben zivatar idején háztartás elektromos készülékek meghibásodhat vagy kigyulladhat faház villámcsapástól.

Villámkisülési rendszer földelésének követelményei

• A földbe helyezett fémcsapoknak legalább három méter hosszúnak kell lenniük.
• A fémcsapok keresztmetszete legalább 25 mm 2.
• A csapokat háromszög köti össze, ami eltér az otthon megszokott földeléstől.
• A háromszög csúcsai között legalább 3 méter távolságnak kell lennie.
• Csatlakozósínként legalább 12 mm átmérőjű fémrudat vagy 50 x 6 mm keresztmetszetű szalagot szabad használni.
• A hegesztett varratok hossza nem lehet kevesebb 20 cm-nél.
• A villámhárítók földeléséhez legalább 50 cm mélységet kell beállítani a talaj felett.

Földelés helye

Ezt a kérdést a legnagyobb körültekintéssel és pontossággal kell megközelíteni. A földelő elektródákat nem szabad elhelyezni olyan helyeken, ahol állatok vannak, vagy játszóterek közelében. Ezenkívül nem helyezheti el ezeket az elemeket padok vagy utak közelében.

A jobb földelés nedves talajon működik. A földelés működésének fenntartása érdekében önállóan megteremtheti a feltételeket, ha rendszeresen vizet önt a földelési helyre. Ha ezt a helyet nem lehet öntözni, és a terület talaja túl száraz, akkor ajánlatos, hogy a földelő elektródák talajba helyezésekor szórja meg őket só és szén keverékével.

Hogyan működnek a villámhárítók

A villám-ürítési rendszer működési elvének megértéséhez el kell képzelni egy nagy kondenzátort, amely folyamatosan töltődik. Felhők és föld lesznek a takarója. A zivatar kezdetekor ennek a nagy kondenzátornak a lemezei elkezdenek felvillanyozni egymás között, és töltést halmoznak fel. Ha a lemezek közötti feszültségkülönbség megegyezik a villámcsapás feszültségével, erős villámkisülés lép fel, amely eléri a több milliárd voltot.

A töltés felhalmozódásának megakadályozása érdekében ezt a kondenzátort rövidre kell zárni a testtel. A villámhárítók ilyen záróvezetők. Ezért zivatar idején a kondenzátor lemerül, és a lemezek nem tudnak töltést felhalmozni, és a villámhárító feszültsége nullára csökken. Más szóval, a villámkisülési rendszer olyan körülményeket teremt, amelyek között elektromos villámkisülés nem fordulhat elő, mivel a felhalmozott töltés a földre kisül.

Sajátosságok önálló telepítés villámhárító

• Javasoljuk, hogy a villámhárítókat korróziónak nem kitett anyagokból készítsék. Ehhez horganyzott sarkot, ónozott lemezt, duralumínium profilt vagy csupasz rézhuzal hálót használnak. A csatlakozó vezetékeknek a szükséges keresztmetszetűeknek kell lenniük. A villámhárítót nem szabad letakarni festékek és lakkok vagy más szigetelés.
• A villámhárító kényelmes elhelyezéséhez használhat egy magas fát, amely a ház közelében található. Hogy a fát ne sértse meg, a cipzáros vevő egy hosszú faoszlopra rögzíthető, amelyet segítséggel rögzítünk a fához, és a maximális magasságban helyezzük el.
• Ha nincs fa, akkor a villámhárító felszereléséhez használhat egy televíziós antennát, amely a ház tetejére van rögzítve.
• Egy másik telepítési mód az kémény, amelyre fémcsapot rögzíthet és földelhet.

Karbantartás

Ahhoz, hogy a villámhárító rendszer hibátlanul működjön, meg kell őrizni szerkezetét, hogy működőképes legyen. A villámfogóként funkcionáló fémrudat hagyományos tisztítószerekkel kell tisztítani, mint pl csiszolópapír vagy más hasonló szerek az oxidok felhalmozódásának megakadályozására és a szennyeződések eltávolítására.

Száraz időben rendszeresen meg kell nedvesíteni a talajt a talajhurok helyén.

A villámhárító közvetlenül érzékeli a közvetlen villámcsapást. Ezért megbízhatóan kell ellenállnia az áram és a magas hőmérsékletű villámcsatorna mechanikai és hőhatásainak. A tartószerkezet hordozza a villámhárítót és a levezetőt, egyesíti a villámhárító összes elemét egyetlen, merev, mechanikusan szilárd felépítés... Az elektromos berendezésekben a villámhárítókat az üzemi feszültség alatt álló, feszültség alatt álló részek közelében helyezik el. A villámhárító ráesése a villanyszerelés áramvezető elemeire súlyos balesetet okoz. Ezért a villámhárító tartószerkezetének nagy mechanikai szilárdságúnak kell lennie, ami kizárja azt az esetet, amikor a villámhárító ráesik az üzemben lévő erőművek és alállomások berendezésére. A villámhárítónak megbízhatóan kell kapcsolódnia a földeléshez 5-25 Ohm ellenállással az impulzusáram terjedéséhez. A rudas villámhárítók védő tulajdonsága, hogy a kialakuló villámkisülés vezére felé orientálódnak. A kisülés szükségszerűen a villámhárító tetején történik, ha egy bizonyos területen, a villámhárító felett van kialakítva. Ez a terület úgy néz ki, mint egy kúp, amely felfelé tágul, és 100%-ban érintett területnek nevezik.

Tapasztalt adatok azt mutatják, hogy a H villámirány magassága függ a h villámhárító magasságától. Legfeljebb 30 méter magas villámhárítókhoz:

a 30 méternél magasabb villámhárítóknál pedig H = 600 m.

ahol a villámhárító aktív része, amely megfelel a védett objektum magassága feletti túllépésének:

1.1 ábra Egy rudas villámhárító védelmi zónája: 1 - a védőzóna határa; 2 - a védelmi övezet szakasza a szinten.

A védelmi sugár kiszámításához a védelmi zóna bármely pontján, beleértve a védett objektum magasságát is, a következő képletet kell használni:

ahol a korrekciós tényező 1-gyel egyenlő a 30 méternél kisebb magasságú villámhárítók esetén, és egyenlő a magasabb villámhárítók esetén.

Kihúzott objektumok védelmi zónái, ahol több villámhárítót használnak, célszerű, hogy a 100%-os becsapódási zónák az objektum fölé zárjanak, vagy akár átfedjék egymást, kizárva a függőleges villám áttörést a védett objektum között. A távolság (S) A villámhárító tengelyeinek egyenlőnek vagy kisebbnek kell lenniük a függőség alapján meghatározott értéknél:

A védett objektum magasságában a tervben szereplő kettő és négy villámhárítóból álló védőzóna az 1.3, a, b ábrán látható körvonalakkal rendelkezik.

A rajzon látható legkisebb védőzóna szélesség, a védelmi sugarat ugyanúgy határozzuk meg, mint egy villámhárító esetében, de speciális görbék határozzák meg. Az 1.2. ábra a rudas villámhárítók kialakítását mutatja be. Ha legfeljebb 30 méter magas villámhárítók vannak egymástól távol, a védelmi zóna legkisebb szélessége nulla.

1.2 ábra Villámhárítók szerkezetei vasbeton tartókon: a - vibrált betonból; b - centrifugált beton

1.3. ábra Rúdvillámhárítók fém tartókon: a - felsővezetékes villámhárító (tartószerkezet); b - rudas villámhárító (tartószerkezet)

Az 1.3. ábra a fém tartókon lévő rudas villámhárítók kialakítását mutatja be. Ebben az esetben a védelmi sugarakat ugyanúgy kell meghatározni, mint az egyes villámhárítók esetében. A méretet az egyes villámhárítópárok görbéi határozzák meg. A négyszög átlójának vagy a három villámhárító által alkotott háromszög csúcsain átmenő kör átmérőjének a teljes terület védelmi viszonyai szerint ki kell elégítenie a következő függőségeket:

30 m-nél kisebb magasságú villámhárítók esetén:

30 m-nél magasabb villámhárítók esetén:

Vasbeton alapokra szabadon álló, fém tartókkal ellátott villámhárítókat szerelnek fel. Az ilyen villámhárítókhoz levezetőket használnak csapágyszerkezetek... Fémen és vasbeton szerkezetek A kültéri kapcsolóberendezések általában fém csapágyakkal ellátott villámhárítókkal vannak felszerelve. Rögzítésük kialakítását a kültéri kapcsolóberendezés kialakításának sajátosságai határozzák meg, amelyre a villámhárítót rögzítik. Jellemzően a kültéri kapcsolóberendezések szerkezeteire szerelt villámhárítók kialakítása az acélcső, amely gyakran több átmérőjű csövekből áll. Az 5 m-nél magasabb aljzatmagasságú villámhárítók szögacélból készült rácsszerkezettel rendelkeznek. A villámhárító potenciálját a kisülés pillanatában a függőség határozza meg:

hol van a villámhárító földelésének impulzusellenállása 5-25 Ohm;

Villámáram jól földelt létesítményben.

A villámhárító-potenciál meghatározása:

hol van a jelenlegi hullámfront meredeksége;

• - villámhárító pontja az objektum magasságában;
• - a villámhárító fajlagos induktivitása.

Egy objektum villámhárítóhoz való minimálisan megengedett megközelítésének kiszámításához a függőségből indulhatunk ki:

ahol az elektromos tér megengedett impulzuserőssége a levegőben, 500 kV/m értékben.

A túlfeszültség-védelmi irányelvek azt javasolják, hogy a villámhárító távolsága egyenlő legyen:

Ez a függőség 150 kA-es villámáramra, 32 kA / μsec árammeredekségre és 1,5 μH / m villámhárító-induktivitásra érvényes. A számítás eredményétől függetlenül a tárgy és a villámhárító távolságának legalább 6 méternek kell lennie.

Felsővezetékes villámhárító. A k és z együtthatók értékeit a védelmi zónába történő villám áttörés megengedett valószínűségétől függően veszik. A védelmi zónába történő villámcsapás valószínűsége megegyezik a védett építménybe becsapott villámcsapások számának a villámhárítóba és a védett építménybe történő összes villámcsapások számához viszonyított arányával. Ha a villám védelmi zónába való áttörésének valószínűsége 0,01, akkor az együttható 1, megengedett valószínűsége pedig 0,001, vagyis a felsővezetékes huzalvillámhárítók védőzónái valamivel kisebbek, mint a rudas villámhárítók védőzónái . Két párhuzamos felsővezetékes villámhárító védőövezetének formája legfeljebb 30 m magasságig Az egyes vezetékek védelmi zónájának külső határait ugyanúgy határozzuk meg, mint egyetlen felsővezetékes villámhárító esetében. A tartók kialakításától függően egy vagy két kábel használható, szorosan rögzítve a fémtartóhoz vagy a földelő fémlejtőkre. fa támasztékok... A kábel villámáram általi kiégés elleni védelme és a földelés szabályozása érdekében a kábeltartó támasztékokat egy felfüggesztés szigetelővel készítik, szikraközzel söntölve. Minél nagyobb a kábelvédelem hatékonysága, annál kisebb szöget zár be a kábelen áthaladó függőleges és a kábelt a vezetékek legkülső részével összekötő vonal. Ezt a szöget biztonsági szögnek nevezzük, értékét a tartományba véve

Két 30 m-nél magasabb felsővezetékes villámhárító védelmi zónája. A védőzóna kialakításának módja erre az esetre megegyezik a legfeljebb 30 m magas felsővezetékes villámhárítókkal, de a tetejétől bizonyos távolságra , a zóna ugyanúgy csonka, mint az egyvezetékes vezetékes villámhárítók esetében. A védőzóna szélességét, kivéve a vezetékek közvetlen károsodását a felfüggesztés magasságában, a függőség határozza meg:

Ez a függés 30 m és az alatti kábelfelfüggesztési magasság esetén érvényes.

A városok lakói nem sokat törődnek a villámvédelemmel és a földeléssel, az állam már gondoskodott róluk, kötelezve a tervezőket és építőket, hogy gondoskodjanak a megfelelő műszaki megoldások... A villámvédelem kérdése különösen fontos a nyaralók és vidéki házak tulajdonosai számára.

Hogy kell-e villámvédelmet tenni vagy sem - a háztulajdonos maga dönti el. A földelés és a megbízható villámhárító felépítése azonban többszörösen csökkenti a tűzveszélyt, lehetővé teszi a vezetékek, elektromos készülékek és a ház lakóinak életének védelmét.

Villámcsapás veszélye

A felhők vízgőz vagy kis jégkristályok. Folyamatosan mozognak, súrlódnak a meleg levegősugarakhoz és felvillanyoznak. Amikor a köztük lévő töltések különbsége eléri a kritikus értéket, kisülés következik be. Ez villámlás.

Amikor a felhő és a talaj között a legkisebb a vezetőképesség, akkor a villám lecsap a földre, az összes felhalmozódott töltés abba áramlik. Ezután földelésre van szükség a kisülési energia felvételéhez.

A villám becsapja a szerkezet legmagasabb pontját, áthaladva a minimális távolságon a felhő és az objektum között. Valójában rövidzárlat keletkezik, óriási áramok folynak, hatalmas energia szabadul fel.

Ha nincs villámvédelem, akkor az összes villámenergiát az épület elnyeli, és szétterül a vezető szerkezeteken. Egy ilyen ütés következménye tűz, személyi sérülés, elektromos berendezések meghibásodása.

A villámvédelem elnyeli a kisülési energiát, és a vezetőn keresztül a földelőelektródán keresztül a földre küldi, amely teljesen elnyeli azt. Ezért a villámhárítók (villámhárítók) és egyéb villámvédelmi elemek készülnek vezető anyagok nagy vezetőképességgel.

A védelem típusai

Hely szerint a villámvédelem külső és belső részekre oszlik. Külső védelem a cselekvés elve szerint passzívra és aktívra oszlik. A passzív villámvédelmi berendezés három kötelező részből áll:

• villámhárító;
• levezető (áramvezető);
• földelő kapcsoló.

A tetőszerkezettől függően különféle villámhárítókat szerelnek fel. Az aktív villámvédelemben a rúd vagy árboc tetején egy légionizáló található, amely további töltést hoz létre, és így vonzza a villámot. Az ilyen védelem hatássugara sokkal nagyobb, mint a passzívé, néha elég egy árboc a ház és a telek védelméhez.

Belső villámvédelem

A villámvédelemre különösen nagyszámú számítógépes berendezéssel rendelkező épületen belül van szükség. A belső villámvédelem túlfeszültség-védelmi eszközök (SPD) komplexuma.

Amikor villámcsapás csap be az elektromos vezetékbe, abban hatalmas, rövid távú túlfeszültségek keletkeznek. A fázis- és nullavezetőkkel, a fázis- és a földeléssel, a nullával és a földeléssel párhuzamos oltáshoz SPD-ket kell felszerelni. Ezek nagyon gyors eszközök, 100 ns és 5 ns közötti válaszidővel.

Az SPD beépítési rajza és jellemzői attól függnek, hogy van-e külső villámvédelem vagy nincs. Felépítésükben különböznek, lég- vagy gázkisülések, varisztorok, de a lényeg ugyanaz.

Rövid idejű túlfeszültség esetén a védett áramkör söntölésre kerül, és a teljes kisülési energia átvételre kerül. De vannak ilyen eszközökkel soros csatlakozás... A működési elv ugyanaz, ha túlfeszültség lép fel, minden feszültségesés következik be a készüléken.

Az SPD-k három osztályba sorolhatók. Az első osztályú eszközök a főbe vannak telepítve kapcsolótábla... Az SPD 4 kV-ra csökkenti a feszültséget. A második osztályú készülékek elé vannak telepítve bevezető gép lakást vagy házat elektromos táblaés csökkentse a feszültséget 2,5 kV-ra.

A harmadik osztályba tartozó eszközöket védett eszközök (számítógépek, szerverek és hasonló eszközök) közelébe telepítik. 1,5 kV-ig csökkentik a feszültséget. Ez a feszültségesés a legtöbb berendezéshez elegendő, különösen akkor, ha a túlfeszültség időtartama rövid. ajánlatos szakemberekre bízni.

Természetes villámhárítók

Ezen kívül vannak természetes villámhárítók. Őseink akarva-akaratlanul is jó villámvédelemmel rendelkeztek. A házhoz közeli nyírfák ültetésének hagyománya több életet és több házat is megmentett. A nyírfa, annak ellenére, hogy nem túl jól vezeti az elektromosságot, csodálatos villámhárító és egyben földelést is biztosít.

És mindez az erőteljes gyökérrendszer miatt, amely szinte a talaj felszínére terjed. Ennek köszönhetően a villám energiája, amikor egy fába ütközik, nagy területen szétterül, és biztonságosan a talajba kerül. Villámvédelemként még jobb a fenyő és a luc, de a fa törékenysége miatt nem hasonlíthatók össze a nyírfával.

Villámhárító kivitel

Az épületek és építmények villámvédelme általában egy villámhárítóból, egy áramvezetőből és egy földelektródarendszerből álló komplexum. A villámhárítókat rúd, hálózat és feszített kábel formájában használják.

Rúdvillámhárító

A rúdrendszer felépítése egyszerű. A villámhárító egy levezető vezetéken keresztül csatlakozik a földben lévő fémcsapokhoz, amelyek földelést biztosítanak.

A rudak (csapok) fél métertől 5-7 méter magasságig horganyzott vagy rézbevonatú acélból készülnek. Az átmérő a rúd magasságától és a hely éghajlati régiójától függ. A rézbevonatú rúd jobb elektromos vezetőképességgel rendelkezik, mint a horganyzott acél.

Az épület és a tető konfigurációjától függően több rúd van felszerelve a tetőre. A gerinchez, oromfalhoz, szellőző kutakhoz és egyéb állandó szerkezetekhez vannak rögzítve.

A villámvédelem hatászónája egy kúp, amelynek csúcsa a villámhárító hegyén található. A rudak úgy vannak elhelyezve, hogy hatásterületük az egész épületet lefedje. A rúdvillámhárítóknál a 90 fokos védőkúp szabálya 15 m magas rúdra érvényes, minél magasabb a légkivezetés, annál kisebb a védőkúp szöge.

Hálózati villámhárító

A villámvédelmi hálózat 8-10 mm átmérőjű horganyzott vagy rézbevonatú huzal, amely az épület teljes tetejét hálózat formájában lefedi. Általában a hálós villámvédelmet lapos tetőkre szerelik fel.

A hálózatot egymásra merőleges, bizonyos osztásközű vezetékek alkotják. Tartók segítségével a vezetékek össze vannak kötve és a tetőre rögzítve. Néha huzal helyett acélszalagot használnak.

A vezetéket vagy szalagot földelni kell. A csatlakozáshoz hegesztést használnak, de ezt speciális bilincsekkel is megteheti. Ha az összes alkatrészt szaküzletben vásárolja meg, gyakran mellékelnek bilincseket a földelőelektródák vezetékekhez történő csatlakoztatásához.

Felsővezetékes villámhárító

A felsővezetékes villámhárítók két árboc közé feszített acél vagy alumínium kábel. Az árbocok a levezető vezetékekhez vannak kötve, amelyek viszont a földeléssel vannak összekötve. Képzelje el, hogy a kábel egy nyeregtető gerince.

Ekkor a virtuális tető alatti terület védve lesz a villámcsapásoktól. Így több kábel áthúzásával a ház tetején és a szomszédos területen megbízható villámvédelmet biztosíthat.

A vezetők 10 mm átmérőjű horganyzott vagy rézbevonatú acélhuzalok, gyakran cinkkel vagy rézzel borított, 40x4 mm keresztmetszetű acélszalagokat használnak. Összekötik a villámhárítókat a földelőelektródával.

A villámvédelmi készlet villámhárító- és -vezető-tartókat is tartalmaz. Acélból és műanyag anyagok, különböző kialakításúak.

A földelő vezetékek elhelyezkedése

A villámhárítók földelése a legegyszerűbb esetben három három méteres fémrúdból áll, amelyeket egymástól 5 méter távolságra a földbe hajtottak. A földelő rudakat a föld alatt 50-70 cm mélységben elhelyezett acélszalag köti össze egymással.

A csatlakozás hegesztéssel történik, amelyet ezután korróziógátló bevonattal vonnak be. Azokon a helyeken, ahol a csapok találhatók, a rudaknak ki kell jönniük a felületre, hogy a vezetékeket össze lehessen kötni.

A földelést legalább 1 méter távolságra kell elhelyezni a szerkezettől és több mint 5 méterre a tornáctól, utaktól és egyéb helyektől, ahol az emberek folyamatosan sétálnak. Erre azért van szükség, hogy az ember ne essen a villámtöltés során keletkező léptetőfeszültség alá a földelőelektródarendszerről a talaj mentén.

Ha az épület masszív vasbeton alapozás, akkor a villámvédelmi földelést javasolt tőle távolabb elhelyezni és a belső villámvédelmet villámhárítók formájában felszerelni a berendezés védelmére. Erre azért van szükség, mert a töltet egy részét az alapra kell dobni, és minden olyan elemet, amely jól érintkezik vele, mindenekelőtt a berendezésház, a mérnöki kommunikáció.

Ellenállási követelmények

A ház földhurkát a villámvédelmi földeléssel össze kell hegeszteni acél vezetékeken keresztül. A földelési ellenállásnak a lehető legkisebbnek kell lennie. A standard érték 10 Ohm legfeljebb 500 Ohm ellenállású talajoknál, de nagy értékeknél eltérő ellenállás megengedett, amelyet a következő képlettel számítanak ki:

Rz a földelektróda ellenállása, ρ pedig a talaj fajlagos ellenállása.

A standard érték elérése érdekében a talajt időnként cserélik. Ásnak egy árkot, új, megfelelő tulajdonságokkal rendelkező talajt fektetnek le, majd ezt követően a földelést szerelik fel. Egy másik lehetőség a vegyszerek hozzáadása.

A villámvédelmi földelés felszerelése után rendszeresen mérni kell az ellenállását. Ha meghaladja a normál értéket, akkor hozzá kell adnia egy tűt, vagy ki kell cserélnie egy újra.

Ebben az esetben nagyon oda kell figyelni a készülék elemei közötti kapcsolatokra. A rozsdamentes anyagok használata jelentősen megnöveli a földelőkapcsoló élettartamát.

A modern házakban és ipari helyiségekben gyakorlatilag lehetetlen kiváló minőségű villámvédelem nélkül megtenni - ezért a villámhárító eszközt nem lesz felesleges tudni mindenkinek, aki valamilyen módon kapcsolódik az építőiparhoz. Azonban, ez az információ nem bántja a "hétköznapi" embert.

Villámhárító működési alapismeretek, általános villámhárító készülék

A villámhárító épületekre és építményekre szerelt, villámcsapás elleni védelemre szolgáló eszköz.

A zivatar és a villámlás még nem is olyan távoli időkben elkerülhetetlen természeti jelenségnek számított, amelytől csak a véletlennek köszönhetően lehetett megvédeni. Az idő múlásával a villámlás nézőpontja minden bizonnyal megváltozott. A tudósok már régen behatoltak a villámlás fizikai lényegébe. De már korábban is észrevették az emberek, hogy a villám nem csap be sehova, hanem a legmagasabb helyeket és tárgyakat választja ki ehhez. Teljesen logikus volt azt feltételezni, hogy lehetséges volt mesterségesen biztosítani neki ezt a lehetőséget - hogy elérje a legmagasabb pontot, miközben védi a közeli épületeket és természetesen az embereket.
Sok tudós foglalkozott a villámvédelem problémájával. De csak a híres orosz tudós, Mihail Lomonoszov ért el igazán kiemelkedő sikereket ezen a területen. Korának más neves tudósaival együttműködve sikerült egy hatékony villámhárítót megterveznie, melynek elve a mai napig működik.
A klasszikus villámhárító (más néven villámhárító) általában csak két részből áll:

• Villámvevő, amely fémrúd, a lehető legmagasabbra megerősítve;
• Az a vezeték, amelyen keresztül a villámból érkező áram belép a földhurokba.

Mivel a Föld bolygó mindenesetre nagyobb lesz, mint bármely rajta található objektum, ezért a villámhárító által felvett több millió volt a földbe kerül anélkül, hogy károsítaná az állatokat és az embereket, anélkül, hogy károsítaná az épületeket.

Mik azok a villámhárítók: konstruktív típusok

A villám kiszámíthatóan működik, ennek a természeti jelenségnek a teljes kiszámíthatatlansága ellenére - nem választ célt, hanem a legmagasabb tárgyba csap.

Általánosságban elmondható, hogy a villámhárító, amint már említettük, meglehetősen egyszerű eszköz az építés szempontjából. Azonban fontos figyelembe venni néhány finomságot annak érdekében, hogy megfelelően működjön és jó védelmet nyújtson.
A vasvillámvevőt tehát több méterrel a közeli legmagasabb épület teteje fölé kell emelni. Magán az épületen és a közelben lévő külön oszlopon is megerősíthető.
A levezető egy meglehetősen vastag vezető, amely rézből és vasból is készülhet. Célja az áram átvitele a villámvevőből a földelő áramkörbe.
Földhurok. Lehetővé teszi az áram közvetlen átvitelét a földre egy áramvezetőn keresztül.
Kivétel nélkül minden villámhárító ezen elv szerint működik. Ezenkívül a levezető vezeték és a földhurok mindig változatlanok maradnak. Ha a villámhárítók típusairól beszélünk, ezek általában különbségeket jelentenek a villámvevőben. Erről lesz szó a cikk további részében.

Tehát milyen típusú villámvevők vannak?

A rúd-villámhárító kialakításának jellemzői

A villámhárító legegyszerűbb és ezért egykor (és most is) típusa a rúd típusú. Ezt sok magánszektorban telepítik. Általában ez egy közönséges fémárboc, amely két méterrel a ház teteje fölé emelkedik. Azonban, mint már említettük, a villámhárítót külön árbocra is fel lehet szerelni, nem messze a háztól.

Jegyzet! Ha a villámvevőt egy fémoszlopra szereli, akkor az oszlop egyidejűleg áramvezeték formájában kiáll. A földhurokhoz hagyományos hegesztéssel rögzíthető.

Tekintettel arra, hogy a zivatarokat gyakran meglehetősen erős szél kíséri, az árbocot a lehető legerősebben meg kell erősíteni. Ellenkező esetben egy súlyos szerkezet egyszerűen leeshet - és károkat okozhat az épületekben vagy akár az emberi egészségben.

Mi a figyelemre méltó egy lineáris villámhárítóban?

Egy másik típusú villámhárító lineáris. Kábelnek is nevezik. Szerkezetileg valamivel bonyolultabb, mint a fent említett árboc. Szigorúan véve két árboc közé kifeszített fémkábel.

Ebben az esetben maga a kábel is a földhurokhoz csatlakozik egy vastag réz- vagy acélvezető formájú levezető segítségével. Ugyanakkor fontos, hogy a vénát meglehetősen nagy szakaszon vegyük be. Ellenkező esetben az elektromos áram hőhatása miatt egyszerűen megolvadhat.
Úgy tartják, hogy ez a fajta villámhárító több villámot képes elkapni, ezáltal nagyobb biztonságot nyújt még a legintenzívebb zivatar idején is.

A hálós villámhárító és a villámhárító tulajdonságai felhasználása alapján

Amint már a névből is megérthető, ez a típusú villámvevő egy speciális háló, amelyet fémvezetőkből szerveznek. Egy ilyen háló viszont a tető tetején található, és elnyeli az összes zivatarot.
Nos, akkor minden a megszokott séma szerint történik: az "elkapott" villám egy vastag áramvezetéken keresztül az összes áramát közvetlenül a földhurokba vezeti, ahol a töltés biztonságosan kialszik.
Tekintettel arra, hogy a háló meglehetősen nagy felülettel rendelkezik, még több villámot képes elkapni, és megakadályozza, hogy bármelyikük hozzácsapódjon az épület fémrészeihez.
Egyes lakástulajdonosok akár többféle villámhárítót is használnak egyszerre. Általában azonban egy is elég. A lényeg az, hogy a szerkezet összeszerelése és telepítése során mindent helyesen végezzenek.

A villámhárító és a földelő hurok felszerelésének jellemzői

A földhurok a villámhárítók esetében megközelítőleg ugyanúgy van elrendezve, mint magának a háznak a földhurok. De szem előtt kell tartani, hogy ez a két kontúr nem metszi egymást. Ezek egymástól elkülönülten működő elemek.
Ha nem veszi figyelembe ezt a szabályt, akkor a zivatar első fújása után erős kisülést kaphat az aljzatokba és az elektromos berendezésekbe - és ennek eredményeként nemcsak a drága háztartási készülékeket veszíti el, hanem talán magát a házat is. . Tehát a ház földeléséhez és a villámhárító földeléséhez két különböző független áramkört kell biztosítani.
A villámhárító áramkörének elkészítésének folyamata azonban pontosan ugyanaz, néhány különbséggel, amelyeket figyelembe kell venni:

• A földelő elektródák nem lehetnek három méternél kisebbek;
• Ebben az esetben maguknak az elektródáknak legalább 2,5 cm keresztmetszetűnek kell lenniük, és fémrúd formájában kell lenniük;
• A földhurok csak háromszög alakú legyen – ez nagyon fontos!
• Ezenkívül a háromszög teteje között három méter távolságot kell biztosítani - valójában ez a követelmény az elektródák hosszán keresztül biztosított;
• A busz, melynek segítségével az elektródákat áramkörbe egyesítik, legalább 1,2 cm átmérőjű legyen, ha fémcsíkot használunk buszként, akkor a paraméterei a következők legyenek: 50 x 6 mm;
• A hegesztett kötéseket a legjobb minőségben kell elkészíteni - hogy a melegedés hatására ne szóródjanak szét

A villámfogadó az épület teteje fölé több méterrel emelt vaselem. Elhelyezhető közvetlenül az épületen vagy mellette, a közelben.

Ebben az esetben fontos, hogy a kontúr felső részének mélysége legalább 50-80 cm legyen.

Hogyan csatlakozik a föld az áramszedőhöz

Az áramvezetéket alkotó mag keresztmetszete tömör mag használata esetén nem lehet kisebb 6 milliméternél. Ha egy rudat veszünk, akkor annak átmérőjének legalább egy centiméternek kell lennie.
A busz és a vevő közötti kapcsolatot megkönnyíti, ha a teljes rendszer acélból készül. Ezután minden csatlakozás hegesztéssel elvégezhető. A hegesztett kötés hossza fontos: a behatolásnak legalább 60 cm hosszúnak kell lennie. Ha magról beszélünk, akkor ebben az esetben speciális kapcsok segítségével kell eljárnia, amelyek speciális hornyokkal ellátott lemezek. a kábelt.
A vezető rögzítése a ház falához műanyag kapcsokkal történhet. Magát a vezetéket is elhelyezheti egy áramszigetelő dobozban.

A villámhárítóba történő villámcsapást egy speciális földhurok kisüti.

Egor Dmitrievich Petrov, villanyszerelő: ha az épületben van kémény, ajánlatos a nyomómagot több fordulattal körbetekerni, majd rákötni a villámhárítóra. A tető olyan elemei, mint a csövek, ereszcsatornák, ha fémből vannak, szintén külön védelemre szorulhatnak. Ideális esetben általában a tető minden fém részét villámhárítóval kell ellátni, de a gyakorlatban ez vagy egyszerűen nem kivitelezhető, vagy a leküzdéshez kapcsolódik. egy nagy szám nehézségek.
Mihail Szurkov, elektromos berendezések szerelője: nem lesz felesleges gondoskodni a villámvevők korrózió elleni védelméről. Végül is muszáj lesz hosszú idő nem bírja a legkedvezőbb természeti feltételeket. Ehhez egyszerűen lefestheti a vevőrudat vagy horganyozhatja. Ha a vevő rézből készült, akkor kiegészítő védelem nincs szükség korrózióra.

következtetéseket

Kiváló minőségű villámhárítót bárki felszerelhet a telephelyén. Ez nem igényel sok időt és erőfeszítést. Ugyanakkor rendkívül fontos, hogy megfeleljen a fent jelzett összes követelménynek. Végül is ne felejtsük el, hogy a villámon belüli kisülés nagysága eléri a több millió voltot. Tehát a villámhárító elrendezéséhez való hanyag hozzáállás balesetet és károkat okozhat a helyszínen lévő épületekben.
1. SK Light Prof http://www.light-prof.ru/catalog - kész villámhárítók gyártása, helyszíni telepítési szolgáltatások.
2. Ezetek cég http://ezrf.ru/goods/flash/ - villámhárítók és árbocok megfizethető áron, szolgáltatások a készlet felszereléséhez az objektumra.
3. ALEF EM http://www.groze.net/komplektuyushhie_dlya_molniezashhity.html - Villámvédelem, földelő berendezések, szolgáltatások biztosítása a vásárolt készletek szállításához és telepítéséhez.
4. Hackel Ros http://www.zandz.ru/molniezashchita - villámvédelmi készleteket és tartozékokat árusító hazai cég.
5. Atomerőmű EST http://www.uziprov.ru/shop/trosovyi-molnieotvod/ - felsővezeték-villámhárítók és a hozzájuk tartozó tartozékok, a cég bármilyen bonyolultságú rendszereket gyárt, és készletek beszereléséhez kínál szolgáltatásokat.

Először is értsük meg a koncepció lényegét. Villámhárító ugyanazt jelöli, amit Villámvédelem vagy Villámvédelemés eltér attól Villámhárító, amelyet gyakran csak az épületek és építmények védelmi rendszerének villámvédelmi részének neveznek. Azaz villámhárító- ez egy "villámhárító + levezető + földelés", vagy a rendszer külső alkatrésze. Ha megnézed bármelyik komplex villámvédelem diagramját, legyen az privát ház vagy ipari, irodai és adminisztratív épület, akkor ez egy olyan része, amely kifejezetten a közvetlen villámcsapás elleni védelemre készült.

Villámhárítók kivitelei (típusai).

Összességében 3 alapvető séma létezik: egy rúd (a, b ábra), egy felsővezeték (c) és egy villámhárító légcsatlakozó háló (vagy háló) formájában (d). A kombinált rendszer az alapvető lehetőségek kombinációját feltételezi.

Az azonos légzáró részek száma szerint - egyszeres, dupla stb.

A rúd a beépítés jellege és helye szerint villámhárítóra, előregyártott rúdra van felosztva, amelyek felszerelhetők karimára, konzolokra, speciális támasztékokra vagy szabadon állóak lehetnek. A légi terminálárbocok általában teleszkóposak, és a földre vagy a talajba szerelhetőek.

A kábel a támasztékok közé feszített kábel. A kontúr lehet bármilyen, beleértve a zárt is. Lényegében a villámhárító legegyszerűbb és legolcsóbb változatát tartalmazza magánházba vagy nyaralóba, amikor kábel helyett a tetőgerinctől rövid távolságban egy 8-10 mm sugarú vezetéket (alumínium, acél) vagy réz, a tető anyagától és színétől függően) magától a gerinctől legalább 20 mm-re húzzuk, a végét kb. 30 mm távolságra távolítsuk el a szélső pontokból, és enyhén hajlítsuk felfelé.

A légzáró hálót lapos vagy enyhe lejtős tetőkön használják.

Tehát, mint mondtuk, a külső villámvédelmi rendszer szigetelhető az építménytől (szabadon álló villámhárítók - rudak vagy felsővezetékek, valamint szomszédos szerkezetek, amelyek természetes villámhárítóként működnek), vagy felszerelhető a védettre. épít, és akár a részese is lehet.

Villámhárító számítás

A villámhárítók kiválasztását olyan speciális számítógépes programok segítségével javasoljuk, amelyek képesek kiszámítani a villám áttörési valószínűségét és a védőzónákat az épületek méretei, a tetőtervek és a rajta lévő szerkezeti elemek alapján. Ezért biztonságosabb olyan speciális szervezetekkel fordulni, amelyek gyorsan megadják Önnek különböző lehetőségeketés a villámhárítók konfigurációja.

Bár, ha a védett objektum konfigurációja lehetővé teszi a legegyszerűbb villámhárítók (egyrúd, egyszálú felsővezeték, kétrúd, kettős felsővezeték, zárt felsővezeték) használatát, ezek méretei egymástól függetlenül is meghatározhatók, a pontban megadott utasítások alapján. SO 153-343.21.122-2003 és RD 34.21.122 -87 védelmi övezetek.

Védettnek minősül egy objektum, ha teljesen a léglezáró berendezés védelmi zónájába esik, amelyhez hozzárendelték a szükséges megbízhatósági szintet.

Egy rudas villámhárító védelmi zónája (СО 153-34.21.122-2003 szerint)

Ebben az esetben a szabványos védelmi zóna egy kör alakú kúp, amelynek csúcsa egybeesik a villámhárító függőleges tengelyével. A zóna méreteit ebben az esetben 2 paraméter határozza meg: a kúp magassága h 0 és alapjának sugara r 0.

Az alábbi táblázat a talajszint feletti 150 m-ig terjedő villámhárítók megkövetelt védelmi megbízhatóságától függően mutatja az értékeket. Nagy magasságokhoz speciális programokat és számítási módszereket kell használni.

A villámhárítók egyéb típusaival és kombinációival, a védelmi zónák számításának eltéréseivel kapcsolatban lásd a СО 153-343.21.122-2003 3.3.2 fejezetet és az RD 34.21.122-87 3. függeléket.

Most annak meghatározásához, hogy az X objektum a védelmi zónába esik-e, kiszámítjuk az r x vízszintes szakasz sugarát a h x magasságban, és elhelyezzük a villámhárító tengelyétől az objektum szélső pontjáig.

A legfeljebb 60 m magas objektumok védőzónáinak meghatározására vonatkozó szabályok (az IEC 1024-1-1 szerint)

A CO utasításban található egy módszertan a hagyományos szerkezetek villámhárítóinak az IEC 1024-1-1 szabvány szerinti tervezésére, amely csak akkor fogadható el, ha az erre vonatkozó számítások "szigorúbbak" a megadott utasítás követelményeinél. .

Eszerint a következő 3 módszer alkalmazható különböző esetekben:

• védőszög módszer nagy szerkezetek egyszerű vagy kis részeihez
• fiktív gömb módszer összetett szerkezetekhez
• védőháló általában és különösen a felületek védelmére

A villámvédelem különböző kategóriáinak (szintjeinek) táblázata (a kategóriákról vagy osztályokról itt olvashat bővebben) az egyes módszerek paramétereinek megfelelő értékeit mutatja (a fiktív gömb sugara, a megengedett legnagyobb védelmi szög és a rácscellák távolsága) .

Védelmi szögeljárás tető felépítményekhez

A szög értékét a diagramon látható grafikon szerint választjuk ki a villámhárító megfelelő magasságához, amelyet a védendő felülettől mérünk, és az épület villámvédelmi osztályát.

A védelmi zóna, mint fentebb említettük, egy körkúp, amelynek csúcsa a villámhárító felső pontján található.

Fiktív gömb módszer

Akkor alkalmazzák, ha a védősarok módszerrel nehéz meghatározni a védőzóna méretét egyes építmények vagy épületrészek esetében. Határja egy képzeletbeli felület, amelyet egy kiválasztott r sugarú gömb körvonalaz (lásd a fenti táblázatot), ha a szerkezet tetején a villámhárítókat megkerülve gördítjük végig. Ennek megfelelően egy objektum akkor tekinthető védettnek, ha ennek a felületnek nincs vele közös metszéspontja vagy érintési pontja.

Villámvédelmi háló

Ez a tető tetejére fektetett vezető, amelynek cellaemelkedése az épület villámvédelmi osztályától függően kerül kiválasztásra. Ebben az esetben a tetőn lévő összes fémelemet (tetőablak, szellőzőakna, légbeömlő, csövek stb.) a hálóhoz kell kötni. Ellenkező esetben további villámhárítókat kell beszerelni hozzájuk. Tudj meg többet tervezési jellemzőkés a beépítési lehetőségek a "Villámvédelem lapostetőn" című anyagban találhatók.

Az orosz szabványok szerinti cellaosztást az épület villámvédelmi kategóriája alapján választják ki (lehet kevesebb, de nem több).

A villámvédő hálót számos feltételnek megfelelően kell felszerelni:

• a vezetőket a legrövidebb úton kell lefektetni
• villámcsapás esetén a talajba történő vízelvezetés áramának legalább 2 különböző útvonalat kell választania
• ha van gerinc és a tető lejtése 1-10-nél nagyobb, a vezetőt ezen kell elhelyezni
• a fémből készült alkatrészek és elemek nem nyúlhatnak túl a háló külső kontúrján
• egy vezetőháló külső kontúrja szükséges, amelyet a tető kerületének széle mentén kell felszerelni, és a tető szélének túl kell állnia az épület méretein

Villámhárító anyagok és keresztmetszetek

Horganyzott és rozsdamentes acélt, rezet és alumíniumot használnak a léglezáró berendezések és levezetők gyártásához. A korrózióállóságra vonatkozó követelmények vonatkoznak rájuk és mechanikai erő ha használják védőburkolat akkor jól kell tapadnia az alapanyaghoz.

A táblázat bemutatja a vezetékek és rudak profiljára vonatkozó követelményeket a minimális keresztmetszeti területre és átmérőre vonatkozóan (a GOST 62561.2-2014 szerint)

Villámhárító szerelése magánházba és ipari épületbe

Nézzük meg, hogy általában milyen szerelési elemeket tartalmaz a külső villámvédelmi rendszer. Az alábbi ábrák villámhárító példákat mutatnak be magánházhoz és ipari épülethez.

A megfelelő számok itt a következő termékeket és elnevezéseiket jelzik:

Kör és lapos vezetékek, kábelek

Villámvédelmi alkatrészek lapostetőkhöz, áthidalókhoz és dilatációs hézagokhoz

Villámvédelmi alkatrészek ferde tetőkhöz, tetővezetéktartók

Villámvédelmi alkatrészek a fém tetők, tetővezetéktartók

Levezető vezetékek, levezetők tartói

Földbevezető rudak, összekötő vezetékek, aknák, vezetéktartók

Ereszcsatorna bilincsek, bilincsek, csatlakozó alkatrészek

Villámhárítók, alkatrészek

Szigetelt villámvédelem

A szerelés három szakaszra osztható: a külső villámvédelmi rendszer léglezáró részének (villámhárítók és rögzítőelemeik) beépítése, vezetékek lerakása (épület tető- és homlokzati része), ill. ásatás a földelő készüléken. Általános szabály, hogy minden vállalat esetében a munka költsége az anyagköltség bizonyos százaléka.

Az MZK-Electro cég kínál remek árak villámhárítókhoz és tartozékokhoz. A raktárunkban található termékpaletta több mint 1500 darab, a vásárlás közvetlenül a közvetlen gyártóktól származó kereskedői szerződések alapján történik, ami kötelező tanúsítást és garanciát jelent. Minden termék rendelkezik a szükséges minőségi tanúsítvánnyal és garanciával. Vállaljuk épületek és építmények bármely villámvédelmi rendszerének tervezését és telepítését, mind magánlakások, mind ipari vállalkozások... Árainkat a megfelelő rovatban ismerheti meg.

Költségszámítás

Válassz méretet... 10x15 15x15 20x15 20x20 20x30 30x30 30x40

Válassza ki a méretet... 10 12 14 16 18 20 22

Tárgyaink

JSC "Mosvodokanal", A "Pyalovo" pihenőház testkultúra és rekreációs komplexuma

Az objektum címe: Moszkva régió, Mytishchi kerület, der. poroszok, 25

Munka típusa: Külső villámvédelmi rendszer tervezése, szerelése.

Villámvédelmi összetétel: A védett szerkezet lapos tetejére légzáró hálót helyeznek el. A két kémény védelmét 2000 mm hosszú és 16 mm átmérőjű léglezáró rudak rögzítik. Levegőzáró vezetékként 8 mm átmérőjű (50 nm-es keresztmetszetű, RD 34.21.122-87 szerinti) tűzihorganyzott acélt használtak. A levezető vezetékeket az ejtőcsövek mögé fektetik a szorítóbilincsekkel ellátott bilincsekre. A levezető vezetékekhez 8 mm átmérőjű tűzihorganyzott acél vezetéket használtak.

GTPP Tereshkovo

Az objektum címe: Moszkva város. Borovskoe autópálya, közösségi zóna "Tereshkovo".

Munka típusa: külső villámvédelmi rendszer beépítése (levegőkapocs és levezető vezetékek).

Alkatrészek: az OBO Bettermann gyártotta.

Végrehajtás: A létesítményben 13 szerkezetre összesen 21.5000 méter tűzihorganyzott acél vezetékek száma volt. A tetők mentén léglezáró hálót fektetnek le 5x5 m cellaemelkedéssel, az épületek sarkaira 2 levezető vezetéket szerelnek fel. Rögzítőelemként fali tartókat, közbenső csatlakozókat, beton lapostetőkhöz való tartókat, nagysebességű csatlakozókapcsokat használnak.