Как устроены молниеотводы. Принцип работы

Молниеотвод – специальная конструкция, которую используют для защиты зданий и сооружений от попадания молнии. Еще его называют молниезащитой, грозозащитой, а в быту – громоотводом. Хотя «молниезащита» – это более широкое понятие, которым обозначают комплекс мер по обустройству защиты от прямых ударов молнии (внешняя защита) и от вторичных воздействий (внутренняя защита). Молниеотвод – только часть молниезащиты, предназначенная для установки на самом здании или рядом с ним. Ее проектируют и изготавливают в соответствии с СО 153-34.21.122-2003, а устанавливают на таких объектах, как аэродромы, порты, АЗС, промышленные здания и пр.

Как устроены молниеотводы

Самый распространенный и часто встречаемый тип грозозащиты – это стержневой молниеотвод. Каждая часть в его конструкции выполняет определенную функцию:

• Молниеприемник. Верхняя часть молниеотвода, предназначенная для приема разряда в момент удара молнии. Конструкция чаще всего представлена медным штырем диаметром 15 мм и заострением на конце. Молниеприемник нужно располагать выше остальных конструкций.
• Токоотвод. Выполнен в виде толстого провода. Используется для соединения молниеприемика с заземлителем с целью отвода заряда в землю. Токоотвод крепят к несущей конструкции при помощи элементов из диэлектрических материалов. Для присоединения к заземлителю и молниеприемнику используют специальные муфты.
• Заземлитель. Разветвленный проводник, который заглубляют в грунт или обеспечивают его контакт с землей. Заземлитель – это металлические стержни, соединенные между собой болтами или сваркой.

Кроме стержневого существует еще 2 вида молниеотводов: тросовый и в виде сетки. Трос, натянутый между опорами, используют для молниезащиты частных домов, а молниеприемную сетку – на плоских и крышах с незначительным уклоном.

Стержневая молниезащита может изготавливаться на базе других конструкций. К примеру, молниеотвод МОГК выпускается на основе граненой мачты, используемой для организации освещения на большой высоте. В основе конструкции листовая сталь, которую сгибают для получения дополнительных ребер жесткости.

Весь молниеотвод состоит из отдельных секций длиной до 10 м. Молниеприемник представлен в виде шпиля длиной до 6 м. Основной размер молниеотвода, т. е. высота, составляет от 20 до 45 м. Вся конструкция защищена методом горячего цинкования. Молниеотвод не окрашивают, поскольку нанесение лакокрасочных материалов и другой изоляции для таких конструкций запрещено.

Принцип действия молниеотвода

В основе принципа работы молниеотвода лежит работа большого конденсатора, постоянно накапливающего заряд. Облака и земля играют роль обкладок, которые при наступлении грозы начинают электризоваться между собой. Когда между ними будет разница напряжения, равная напряжению пробоя молнии, возникает разряд в несколько миллиардов вольт.

Молниеотвод помогает предотвратить накапливание заряда. Он замыкает этот большой конденсатор на землю, поэтому при грозе он разряжается и накладки не могут накопить заряд, поскольку он целиком уходит в грунт.

Зона защиты молниеотвода

Стандартная зона защиты стержневого молниеприемника – это круговой конус с вершиной, которая находится на вертикальной оси молниеотвода. Размеры этой зоны определяются двумя параметрами: радиусом основания конуса r0 и его высотой h0. Эти значения определяются в зависимости от высоты молниеотвода и необходимой надежности защиты от молнии.

Особенности установки молниеотвода

Установка молниеотвода возможна на здании или рядом с ним. Можно использовать высокое дерево вблизи объекта, но монтаж осуществляют на длинный деревянный шест, который крепят к стволу при помощи пластиковых хомутов. Молниеотвод МОГК устанавливается отдельно на предварительно смонтированный железобетонный фундамент, соединенный с контуром заземления в соответствии с РД 34.21.122-87.

По завершении установки необходимо проверить сопротивление молниеотвода, которое максимально может составлять 10 Ом. Его регулярно нужно контролировать, как и проводить визуальный осмотр открытых элементов защиты. В подозрительных местах также осуществляют осмотр с частичным вскрытием грунта (минимум 1 раз в 12 лет). Результатом испытаний должен быть акт о допустимости дальнейшей эксплуатации конструкции.

Дмитрий Петров