Громоотвод принцип работы: «Как работает молниеотвод?» – Яндекс.Кью

Содержание

Как сделать громоотвод в частном доме: инструкция по установке молниезащиты

Чтобы избежать пожара или поломки бытовой техники из-за удара молнии, в частном доме делают молниезащиту.

Андрей Ненастьев

электромонтер

Профиль автора

В статье расскажу, как правильно ее установить и что дешевле: сделать молниезащиту своими руками или купить готовую в магазине.

Зачем частному дому молниезащита

Поражающие факторы молнии и их последствия. Разряд молнии переносит токи силой до 200 кА. Это очень много: такую силу тока дают, например, 57 000 одновременно включенных электрических обогревателей. Температура молнии достигает +3000 °C, поэтому если она попадет в дом, особенно в деревянный, может случиться пожар.

Кто в группе риска. В первую очередь — дома в зонах с частыми грозами.

Чем севернее, тем реже грозы. Источник: Wearpro

Вероятность попадания молнии рассчитывается по формуле:

N = ((А + 6Н) × (В + 6Н) − 7,7 − Н²) × n × 10⁻⁶

где:

А — длина здания, м,
В — ширина здания, м,

Н — высота здания, м,
n — среднегодовое число ударов молнии в 1 км² поверхности там, где стоит дом.

Как посчитать плотность ударов молнии

Среднегодовая продолжительность гроз Удельная плотность ударов молнии в землю, n
10—20 часов 1
21—40 часов 2
41—60 часов 4
61—80 часов 5,5
81—100 часов 7
> 100 часов 8,5

Среднегодовая продолжительность гроз

Удельная плотность ударов молнии в землю, n

Например, для здания размерами 14 × 12 м и высотой 10 м в Ленинградской области вероятность попадания молнии — один удар молнии в 62 года. Это не значит, что молния ударит в 62-й год с момента постройки дома. Также это не означает, что молния не ударит дважды или трижды за это время. Точно спрогнозировать молнию невозможно.

Как жить в России

Чтобы на все хватало и даже оставалось. Рассказываем дважды в неделю в нашей бесплатной рассылке

Что такое молниезащита

Молниезащита — это система, которая защищает здание от молнии. Молниезащита, громозащита и грозозащита — это одно и то же. Все термины верны, но специалисты чаще оперируют словом молниезащита.

Виды молниезащиты дома. Молниезащита бывает внешней и внутренней.

Внешняя — это громоотвод, который напрямую контактирует с разрядом молнии. Его также называет молниеотводом — это тоже правильно. Громоотвод защищает от удара молнии здание и людей в нем.

Внутренняя молниезащита обеспечивает безопасность электропроводки. Компоненты внутренней системы — это, например, устройство защиты от импульсных перенапряжений — УЗИП.

Внешняя молниезащита

Принцип работы. Молниеотвод улавливает молнию и перенаправляет удар в землю. Чтобы молния гарантированно попала в громоотвод, его ставят как можно выше: на крышу дома, специальную мачту или, например, на растущее рядом высокое дерево.

Точно зона защиты определяется по сложной математической формуле. Но, например, для штыревого молниеотвода — это устройство в виде металлического штыря на крыше — пользуются простым правилом: при угле в 45° радиус защиты будет равен высоте установки устройства. То есть если громоотвод стоит на высоте 10 м, зона защиты будет равна 10 м от оси штыря. Угол определяют визуально.

Для молниеотвода из штыря зона защиты будет в виде конуса. Источник: интернет-журнал «Самоделино»

Из чего состоит громоотвод

Громоотвод состоит из трех основных частей: молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

Молния попадает в самую высокую точку устройства и направляется в землю. Источник: «МТС-ТВ»

Молниеприемник бывает трех типов: штыревой, тросовый и сеточный.

Штыревой молниеприемник — это самый простой вид, штырь из металла длиной от 0,5 м. Он подходит для обычных загородных домов с размерами до 10 × 10 м и высотой до двух этажей.

Если дом больше или выше, потребуется длинный штырь, установленный на большой высоте. Нужно придумывать особое крепление на крышу или строить рядом с домом специальную мачту.

Так выглядит штыревой молниеприемник на крыше. Источник: «Профэлектро» Штыревой молниеприемник — самое дешевое решение для загородных домов. Это цены на «Яндекс-маркете»

Тросовый молниеприемник — это натянутый на крыше стальной трос. Такой молниеприемник крепится на конек — верхнее ребро крыши.

Тросовый молниеприемник дает большую зону защиты, чем штыревой, но чуть сложнее в монтаже. Его не рекомендуют использовать на крышах с металлическим покрытием. Он подходит для «мягкой» кровли, например из ондулина или гибкой черепицы.

Тросовый молниеприемник иногда комбинируют со штыревым: по краям крыши ставят стержни, а между ними натягивают трос. Источник: «Два молотка»

Сеточный молниеприемник — это сетка из металлического прутка, которая покрывает всю поверхность кровли. Размер ячеек может быть от 5 × 5 м до 20 × 20 м. Чем чаще бьют молнии, тем меньше должен быть шаг сетки.

Такой молниеприемник используют на больших по площади крышах и там, где грозы бывают очень часто. Это наиболее надежная, но и самая дорогостоящая конструкция. Готовые сеточные молниеприемники под определенную площадь крыши сложно найти в свободной продаже. Сеточную конструкцию придется собирать самому из прутка и кронштейнов или доверить монтаж подрядчику.

Если кровля металлическая, сетку кладут на расстоянии примерно 10 см от нее, чтобы разряд молнии не задел крышу. Источник: «Свет Новосибирска»

Для штыревого молниеотвода достаточно одного токоотвода. Тросовая молниезащита подразумевает два, а сетчатая — как минимум четыре, по количеству углов дома.

Токоотвод. Если бы молния не переносила огромный заряд энергии, ее бы отводили в землю с помощью обычного электрического кабеля — такого же, какой подходит к розеткам. Но сила молнии сожжет такой кабель, поэтому в качестве токоотвода применяют толстые металлические прутки. Они бывают из арматуры, оцинкованной или нержавеющей стали, меди, алюминия.

Стандартное решение — стальной оцинкованный пруток диаметром 8 мм. Он дешевый и надежный. На «Яндекс-маркете» можно найти прутки по 50 Р за метр

Заземлитель рассеивает ток, который прошел через молниеприемник и токоотвод.

Контур заземления — это вкопанные в землю металлические штыри, соединенные между собой.

Инструкция по организации молниезащиты требует, чтобы было не меньше трех штырей, поэтому обычно контур заземления — это треугольник. Одна из его вершин соединяется прутком или металлической полосой с токоотводом.

Заземлитель рекомендуют закапывать подальше от крыльца и садовых дорожек, чтобы избежать удара током во время грозы. Еще его лучше сделать в месте с влажной почвой: влага обеспечит лучший контакт конструкции с землей, когда пойдет ток.

Здесь токоотвод переходит в контур заземления. Источник: «Электромаг» Заземлитель, сделанный своими руками из арматуры. Источник: «Электроуслуги-рф»

Пассивные и активные громоотводы

Пассивные громоотводы — это устройства, в которые молния попадает сама, как бы ориентируясь на их высоту. Активный громоотвод «захватывает» молнию. Он генерирует ответный стример — нить электрического разряда высокого напряжения. Происходит пробой, и молния попадает в активный молниеприемник, а затем заземляется.

Российские нормативы не регламентируют использование активных молниеотводов. А испытания в Московском энергетическом институте им. Кржижановского показали, что активные молниеотводы бесполезны. Они давали напряжение встречного стримера только в 20 000 вольт. По мнению ученых, для воздействия на молнию нужно не менее 400 000 вольт.

Производители говорят, что зона защиты активного молниеотвода в пять-шесть раз больше пассивных штырей. Ведущий российский ученый в области физики газового разряда Эдуард Базелян утверждает, что нет никаких доказательств этого. Базелян считает, что расчет зоны защиты активного молниеотвода следует выполнять, как для пассивного.

У активного молниеприемника зона защиты по форме, как купол. Источник: «Стэллайт»

От чего зависит стоимость молниезащиты

Активные молниеотводы — самый дорогой вариант защиты. Только молниеприемник стоит не менее 50 000 Р.

Готовые комплекты штыревых, тросовых и сеточных молниеприемников пассивного типа для частного дома продаются не более чем за 20 000 Р. В комплект часто входят и токоотвод с заземлителем.

Цена будет отличаться в зависимости от материала, из которого сделана вся система. Это может быть алюминий, медь, различные виды стали. Наиболее надежной считается нержавеющая сталь: она не подвержена коррозии и не плавится при ударах молнии.

Активные молниеприемники стоят в 20—30 раз дороже пассивных. Это цены в «Вольтстриме» Чем больше дом, тем дороже громоотвод. Цены с сайта Bolta Громоотвод можно частично собрать самостоятельно, а еще часть купить. Это цены на заводские заземлители на сайте Bolta

Выбор готовой молниезащиты

При выборе готовой молниезащиты самое важное — расчет пространственной геометрии. Если молниезащиту ставит подрядчик, он должен обосновать цифрами, как и где будет стоять мачта, какой она будет высоты, и почему. Еще предоставить расчет зоны защиты.

Если оборудование покупают и монтируют самостоятельно, то смотрят на сечение проводников, через которые пойдет молния. Это приемник, отвод и заземлитель. Минимальное сечение — 8 мм. Чем толще, тем лучше: меньше риск, что детали громоотвода сгорят или расплавятся при ударе молнии.

Монтаж готовой молниезащиты

С готовой молниезащитой обычно идут заводские крепления.

Монтаж приемника молний. Молниеприемники устанавливают на кровле на кронштейны. Если монтируют тросовый молниеприемник, то на краю конька делают выпуски на 30—50 см. Выпущенный пруток должен выступать за плоскость дома под углом около 45° к горизонту. Эту схему еще называют «куриная лапа».

Монтаж токоотводов. Токоотводы ведут по внешней части водосточных труб или прямо по фасаду при помощи держателей. При монтаже прутка токоотвода не делают острых углов: в них может заискрить.

За полметра до земли делают переход с прутка на металлическую полосу. Для этого в комплектах идет специальный держатель.

Монтаж заземлителя. На 1,5—3 м в землю вкапывается контур заземления. К нему присоединяется второй конец полосы.

Главное — соблюдать непрерывность линии до заземлителя, то есть элементы должны быть надежно соединены, чтобы электричество нигде не остановилось.

Самостоятельное изготовление молниезащиты

Штыревой громоотвод несложно собрать самому. В качестве стержня подойдет, например, арматура или стальной пруток. Его сечение должно быть не меньше 8 мм, длина — от 0,5 до 2 м.

Минимальные диаметры компонентов громоотвода, чтобы он не сгорел

Молниеприемник Токоотвод Заземлитель
Медь 7 мм 5 мм 8 мм
Сталь 8 мм 8 мм 11,5 мм
Алюминий 9,5 мм 6 мм Запрещено

Молниеприемник

7 мм

Токоотвод

5 мм

Заземлитель

8 мм

Молниеприемник

8 мм

Токоотвод

8 мм

Заземлитель

11,5 мм

Молниеприемник

9,5 мм

Токоотвод

6 мм

Заземлитель

Запрещено

Все компоненты громоотвода в идеале делают из одного и того же материала.

Стержень устанавливают в самой высокой точке, чтобы он выступал над всеми постройками. Обычно это край конька крыши. Если рядом есть дерево, которое значительно выше дома, штырь допустимо закрепить на нем. В этом случае оставляют запас материалов для токоотвода: дерево может вырасти и потребуется переносить штырь еще выше.

Что делать? 06.07.18

Соседка хочет спилить мое дерево

При монтаже стержня уделяют особое внимание надежности крепления: ветер не должен уронить стержень.

Если молниеприемник в виде троса, то монтаж почти не отличается. Главное — оставлять зазор не менее 10 см от кровли до троса. Особенно это важно, если кровля металлическая.

Инструкция по устройству молниезащиты

Токоотвод крепят к молниеприемнику болтовым соединением.

Токоотводящие прутки монтируют на специальные изолирующие держатели — их проще купить.

Болтовое соединение прутков. Источник: Связькомплект Стоимость держателя в интернет-магазине «ЭТМ». Сделать похожие своими руками можно из фторопластовых пластин

Нельзя использовать в качестве креплений деревянные бруски: при ударе молнии они могут загореться.

Заземлитель закапывают в грунт на 1,5—3 м глубины подальше от пешеходных дорожек и крыльца. Норматив — не менее метра от стены дома и не менее 5 м от дорожек. Металлические штыри забивают в грунт, затем соединяют их между собой арматурой, трубой, лентой — по сути, чем угодно. Соединения выполняются только сваркой. Затем тянут металлическую ленту к токоотводу и соединяют его с контуром заземления.

Контур заземления желательно делать во влажном грунте: в низине участка, рядом с водоотводной канавой, прудом или полем фильтрации септика. Это даст лучший контакт стержней с землей.

Сколько стоит самодельный громоотвод для двухэтажного частного дома

Материалы Стоимость
Держатели токоотвода, 10 шт. 1000 Р
Металлическая полоса 40 × 4 мм, 3 м 308 Р
Болтовые зажимы, 10 шт. 300 Р
Расходные материалы (отрезные круги, электроды) 300 Р
Арматура 8 мм, 20 м 180 Р
Итого 2088 Р

Держатели токоотвода, 10 шт.

1000 Р

Металлическая полоса 40 × 4 мм, 3 м

308 Р

Болтовые зажимы, 10 шт.

300 Р

Расходные материалы (отрезные круги, электроды)

300 Р

Арматура 8 мм, 20 м

180 Р

Как делать нельзя

Бывает, что громоотвод собран с ошибками. В лучшем случае при ударе молнии он сгорит один, в худшем — вместе с домом. Вот возможные ошибки.

Торчащие из стен конструкции не попали в зону защиты. Любые металлические конструкции на фасаде также должны попадать в зону защиты громоотвода. Если из этой зоны выходит антенна телевизора или стальная труба вентиляции, то молния вместо громоотвода может попасть в них. Разряд придется прямо на дом.

Некачественный молниеотвод. Если молниеотвод сделан из слишком тонкого прутка, при ударе молнии он сгорит. То же самое касается токопровода.

Не выдержаны зазоры при монтаже. Молниеприемник и токопровод не должны касаться металлических элементов кровли или фасада. Рекомендуется зазор не менее 10 см. Это не касается того редкого случая, когда функцию молниеприемника выполняет сама металлическая кровля. Если, например, трос молниеприемника провис и касается металлического конька, от громоотвода будет больше вреда, чем пользы: молния замкнется прямо на кровлю.

Плохой контур заземления. Если заземлитель сделан в сухом месте, на песчаной почве, из ржавой арматуры, то молния найдет более простой путь уйти в землю. Не исключено, что этот путь будет пролегать через дом.

Внутренняя молниезащита — УЗИП

Бывает, что молния бьет не в дом, а в стоящую рядом опору с электрическими проводами. По проводам импульс придет в щиток.

При ударе молнии в сети возникает импульсное перенапряжение — кратковременный скачок напряжения до экстремального уровня. Он также может возникнуть, если молния ударит в землю рядом с домом или в дом соседа. В этом случае возникнет электромагнитное поле — оно спровоцирует импульс даже без прямого контакта с проводкой.

Последствия попадания молнии в электрическую сеть могут быть разными. Например, в поселке Сотниково от удара молнии едва не сгорел храм. Источник: Тивиком

Чтобы обезопасить проводку и щиток, ставят УЗИП. Внутри него находится варистор — резистор, который меняет сопротивление в зависимости от напряжения. При ударе молнии варистор мгновенно снижает сопротивление и через себя уводит импульс на контур заземления.

Предусмотрена возможность спасения щитка и проводки ценой жизни варистора: если возникнет сверхмощный импульс, варистор сгорит. На панели УЗИП появится красный индикатор. В таком случае из УЗИП достается блок с варистором, он меняется на новый.

УЗИП устанавливается на вводе проводки в дом. Потребуется обесточить не только сам дом, но и линию от электрической опоры до щитка. Для таких работ лучше вызвать электрика.

УЗИП бывают однофазными и трехфазными — по числу вводов в дом. Это цены в интернет-магазине «ЭТМ»

Запомнить

  1. Перед установкой молниеотвода рассчитывают зону защиты исходя из размеров дома.
  2. Для обычного частного дома площадью до 100 м² подойдет стержневой громоотвод. Для больших домов — тросовый. Если кровля занимает большую площадь, а молнии бьют часто, — сетчатый.
  3. Не стоит переплачивать за активные громоотводы. Их эффективность не доказана.
  4. Громоотвод защищает от удара молнии дом, но не спасет проводку. Для ее защиты ставят УЗИП.

Принцип работы молниеотвода-основная функция громоотвода

СОДЕРЖАНИЕ

1. Принцип работы громоотвода.

2. Основная функция громоотвода

 

В грозовую погоду вы когда-нибудь задумывались над таким вопросом: почему в грозовую погоду все виды деревьев, особенно на открытых участках, всегда уязвимы для ударов молнии и ломаются или загораются, в то время как некоторые высотные здания материал часто поражается громом и молнией, но может ли он стоять в вертикальном положении и невредимым? Просто потому, что здания сильнее деревьев? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны поговорить об обычном «артефакте» в нашей жизни — громоотводах. Так в чем же основная функция громоотвода? Это потому, что молниеотводы и соответствующие молниезащитные устройства установлены так, чтобы молния избегала этого здания?

Принцип работы громоотвода

Теперь у людей есть четкое представление о принципе работы громоотводов. Громоотводы и соответствующие устройства молниезащиты обычно состоят из трех частей: заземляющего корпуса, заземляющего токоотвода и молниеприемника. Как правило, молниеприемник состоит из круглой стальной или стальной трубы длиной 1-2 метра и диаметром 15-20 мм, которая закреплена на верхнем конце стойки и соединена с заземляющим корпусом через заземляющий токоотвод. Во время дождя и снега некоторые высотные здания могут вызвать большое количество положительных зарядов в заряженных облаках. Когда грозовая туча разряжается близко к земле, она искажает электрическое поле земли. В этом коротком процессе разряда молнии огромная электрическая энергия мгновенно преобразуется в энергию, такую как свет и тепло, что приводит к разрушению зданий. Принцип работы громоотвода заключается в том, что верхняя часть громоотвода предназначена для заострения. Когда кончик молниеотвода подвергается электростатическому воздействию, накапливается большое количество электрического заряда. Громоотвод и эти облака образуют путь между молниеотводом и заряженным слоем облаков, тем самым активно притягивая молнию для разряда молниеотвода. Когда громоотвод установлен выше здания, напряженность поля на громоотводе чрезвычайно велика из-за эффекта разряда на наконечнике, который будет разряжаться только между заряженным облачным слоем и громоотводом, тем самым эффективно предотвращая повреждение здания молнией. .

Основная функция громоотвода

Из приведенного выше простого введения о принципе работы громоотводов мы можем узнать, что настоящая роль громоотводов заключается не в защите от молний, а в их возникновении. Установка молниеотводов и соответствующих устройств молниезащиты в зданиях в основном выполняет две следующие функции. Основная функция громоотвода — это, во-первых, защита от прямых ударов молнии: в основном это предотвращение прямого попадания молнии в здания. Например, некоторые высотные здания должны быть оборудованы громоотводами или другими средствами защиты от молнии, чтобы уменьшить процесс огромного тока, который генерируется во время удара молнии и просачивается в землю вдоль здания, и уменьшает повреждение внутреннего пространства. здания. Второй — защита от индуцированной молнии: индукционная молния — это явление, при котором возникает электромагнитная индукция, создаваемая ударами молнии по линии металлических объектов здания, и возникает явление разрушения электронных компонентов. Основная функция молниеотводов — защита бытовой техники и слаботочного оборудования. Кроме того, установка устройства защиты от утечки также может защитить бытовую технику, и его необходимо заземлить для защиты от молнии. При ударе молнии по бетонному столбу на полу ток может пройти по металлу внутри здания до земли. Если на жилом этаже нет необходимых молниеотводов и соответствующих средств молниезащиты, энергия, генерируемая током молнии, не может быть эффективно высвобождена, тогда полы, через которые он проходит, будут иметь определенную степень опасности, которая прямо или косвенно вызовет электрическая система здания или этажа. Определенная степень повреждения. Поэтому в случае грозы необходимо вовремя отключать домашнюю бытовую технику, что может эффективно защитить жизнь и имущество людей.

Теги: Принцип работы молниеотвода, основная функция молниеотвода, молниеотводы и соответствующие средства молниезащиты

Связанные рекомендации

Как ваше здание защищено от ударов молнии

Система молниезащиты морских установок

Как молния повреждает нефтегазовые объекты

Громоотвод своими руками: материалы, расчет и монтаж

Дачные домики обыкновенно построены из горючих материалов, а пожарная часть находится далеко. Да и подъехать можно не к каждому строению, а от сильного ветра, сопровождающего любую грозу, тоже ничего хорошего ожидать не следует.

Порой от удара молнии выгорают целые дачные поселки.

Расскажем о том, как своими силами сделать эффективный молниеотвод и свести на нет риск прямого попадания «небесного разряда» в дом.

Принцип действия и устройство

Система защиты от молнии состоит из трех компонентов:

  • молниеприемник;
  • токоотвод;
  • заземлитель.

Схема устройства представлена на рисунке ниже.

Функция приема разряда молнии возлагается на молниеприемник. По токоотводам электричество поступает в заземлительный контур, который передает разряд в грунт.

Молниеприемник

Существует три разновидности молниеприемников:

  • стержневой;
  • штыревой;
  • сетчатый.

Также в качестве приемника может выступать сама крыша.

Стержневой приемник представляет собой металлический штырь, установленный на станине (на кровле, рядом со зданием, на высоком дереве). С помощью токоотвода (проводника) штырь соединяется с заземлительным контуром. Для изготовления громоотводов применяют медь, алюминий или сталь. Причем первая— оптимальный вариант с точки зрения качества защиты, а самые дешевые приемники производятся из стали.

Сечение молниеприемника стержневого типа должно составлять не менее 35 кв. мм, если речь идет о меди, и 70 кв. мм — для стальных устройств. Длина штыря колеблется от 50 до 200 см.

Стержневые приемники обычно выглядят эстетично, однако площадь их покрытия не слишком большая. Для расчета покрываемой территории от наивысшей точки штыря прочерчивают мысленную линию к уровню земли под углом 45 градусов. Защищенным является все пространство, оказавшееся в треугольнике по периметру. Ввиду маленькой зоны действия, стержневые громоотводы используют для защиты небольших домов, банных построек, гаражей и т.п.

Обратите внимание! Молниезащиту можно как сделать своими руками, так и приобрести готовую.

Сеточные молниеприемники выполняются в виде металлических сеток и представляют собой арматурный каркас с ячейками размером от 3 до 12 м. Толщина арматуры — в среднем 6 мм. Сетку размещают на определенной высоте над материалом кровли, оставляя зазор не менее 15 см. Наиболее подходящие объекты для применения сеточных систем — большие кровли (многоквартирные дома, торговые центры, промышленные и складские здания и т.п.).

Тросовый приемник располагается на двух или четырех мачтах, связанных друг с другом проволокой из стали или алюминия. Трос протягивают по коньку крыши, используя деревянные бруски, которые выступают в качестве опор. Наименьший рекомендуемый диаметр троса — 5 мм.

По сравнению со стержневыми описываемые устройства покрывают гораздо большую площадь. С точки зрения эффективности тросовые системы лучше, чем стержневые или сеточные приемники справляются с задачей защиты от молнии. Особенно распространены такие системы на шиферных кровлях.

Иногда в качестве молниеприемника используют саму крышу. Это возможно, когда кровля изготовлена из профнастила, металлической черепицы и любых других материалов, в основе которых есть металл. Существуют требования, которые дисквалифицируют конструкционный материал кровли, если его толщина меньше 4 мм (иначе возможно его прожигание молнией). Также не допускаются какие-либо горючие материалы, способные легко воспламениться.

Токоотвод

Для изготовления проводников применяют шестимиллиметровую медную, стальную или алюминиевую проволоку. Соединения с другими элементами системы — молниеприемником и заземлительным контуром — выполняют посредством болтов или сварных швов. Токоотвод нуждается в качественном изолировании от окружающей среды (подойдут кабель-каналы). Еще одно требование — выбор для токоотвода самого краткого пути от молниеприемника к заземлительному устройству.

Заземлитель

Заземлительный контур располагают неподалеку от здания. При этом выбирают место, находящееся вне прогулочной территории и поближе к какому-либо ограждению. Электрический заряд, поступающий к заземлительному контуру через токоотвод, через металлические стержни отводится в грунт. Стержни вкапывают в землю на глубину примерно 80-100 см. Их размещают таким образом, чтобы они при соединении формировали треугольник.

Откуда появляются молнии

Упрощенно физику процесса можно описать так: источником молнии являются кучево-дождевые облака.

Во время грозы они превращаются в своеобразные гигантские конденсаторы. На верхней плюсовой части в виде кристаллов льда скапливается огромный положительно заряженный потенциал ионов, а в нижней минусовой области собираются отрицательные электроны в виде водяных капель.

Во время разряда (пробоя) этого природного аккумулятора между землей и грозовым облаком появляется молния — громадный электрический искровой разряд:

Протекать этот разряд всегда будет по цепи наименьшего локального сопротивления электрическому току. Факт общеизвестный и проверенный. Такое сопротивление бывает обычно у высотных построек и деревьев. Чаще всего именно в них и ударяет молния.

Подготовительные мероприятия

Перед тем как сделать громоотвод необходимо провести подготовку. Причем по важности этот этап ничем не отличается от собственно процесса установки молниезащитной системы. Понадобится произвести расчеты согласно формуле, подобрать материалы и найти правильное место для установки молниезащиты.

Формула расчета

Молниезащита — достаточно сложная и ответственная в силу выполняемых задач система. При ее планировании необходимы точные расчеты и оценка потенциальных рисков. В то же время необходимости в чрезмерно сложных математических вычислениях нет. Нужно лишь определить зону действия системы, исходя из формул. Для стержневого молниеотвода существуют коэффициенты, применяемые для расчета нужной высоты устройства. Используется такая формула:

Она подходит для громоотводов высотой до полутора метров, что вполне достаточно для обеспечения защиты частного дома от ударов молнии.

Материал для громоотвода

Для создания защитной системы понадобятся конструкционные материалы. Придется сделать выбор из стали, меди или алюминия. При этом площадь необходимого поперечного сечения будет отличаться, что продиктовано разным сопротивлением каждого вида из перечисленных металлов. Чтобы объяснить сказанное более наглядно, внизу приведена таблица, в которой указаны минимальные требования к компонентам молниезащиты, исходя из вида металла:

МатериалМолниеприемникТокоотводЗаземлитель
Площадь сечения, ммДиаметр, ммПлощадь сечения, ммДиаметр, ммПлощадь сечения, ммДиаметр, мм
Медь357165508
Сталь50850810011,5
Алюминий709,5256Не применяется

Исходя из данных, представленных в таблице, оптимальный выбор материала — медь. Однако наиболее дешевым вариантом громоотвода, изготовленного своими руками, является сталь.

Токоотвод отличается меньшим сечением в сравнении с другими компонентами защитной системы. Рекомендуется постепенно увеличивать его толщину от приемника к заземлительному контуру.

Совет! При создании молниезащиты желательно применять один и тот же вид металла для всех элементов конструкции.

Для изготовления молниезащиты необходимы такие материалы и инструменты:

  1. Молниеприемник. В случае со стержневой системой понадобится металлический заостренный штырь. Также подойдет ТВ-мачта или антенна для приема радиосигналов. В продаже имеются готовые приемники, например, GALMAR или SCHIRTEC.
  2. Металлическая проволока нужного сечения.
  3. Устройства для заземления (металлические штыри, трубы или лента).
  4. Пластиковые фиксаторы, скобы, болты.
  5. Инструменты для выполнения работы (сварочный аппарат, электродрель, молоток, лопата).

Место установки

Громоотвод следует располагать на наиболее высокой точке из имеющихся на участке. При этом нужно помнить про защитную конусообразную зону. Громоотвод должен находиться в таком месте, чтобы здание полностью было покрыто защитой. Получается, что, чем более отдален громоотвод от дома, тем выше он должен быть.

По финансовым соображениям предпочтительнее разместить молниеприемник на кровле здания. В этом случае не понадобится сооружение высокой опоры, которая к тому же вряд ли будет эстетически привлекательной.

Совет! Не рекомендуется установка громоотвода в центральной части крыши. Лучше поставить приемник с краю кровли и зафиксировать его к стене. При таком подходе уменьшается риск попадания молнии в какую-либо часть кровли.

Отдельный вопрос — правильное размещение заземлительного устройства. При ударе молнии высокомощный разряд проходит в землю и в этот момент рядом с заземлителем не должны находиться живые существа. Поэтому разработаны требования к минимальным расстояниям от заземления к стене дома — 1 м и до пешеходных дорожек — 5 м. Заземляющее устройство должно быть установлено в таком месте, где нет вероятности нахождения людей. К тому же, вокруг заземлителя следует установить ограждение и поставить рядом предупреждающий знак.

Обратите внимание! Эффективная работа заземления возможна только во влажном грунте. Это нужно учитывать при выборе места для заземлительного контура. Если постоянно мокрый участок отсутствует, следует задуматься об искусственном орошении.

Расчет защитной зоны

Для каждого строения необходимо произвести расчет громоотвода, так как каждая конфигурация способна обеспечить защитную зону различных размеров. Параметры данной зоны можно рассчитать самостоятельно, учитывая особенности и габариты дачного дома.

Одиночный стержень образует защитную зону, которая по геометрии близка к конусу, имеющему угол при вершине примерно 45°. Вершина этого конуса будет находиться в наивысшей точке громоотвода. У молниеприемника тросового типа зона защиты имеет более сложную геометрию, в которой трос служит ребром, а каждый стержень образует свой конус.

Расчет защитной зоны одиночного стержня можно произвести по следующей формуле:

R = 1,732 * h,

где R – радиус зоны над самой высокой точкой дома, h – расстояние от самой высокой точки дома до пика громоотвода.

Чтобы выяснить, достаточно ли высоты стрежня для защиты определенной зоны на уровне земли, можно воспользоваться следующим расчетом. Допустим, высота конуса будет обозначена ho, радиус на земле – Ro , высота здания – hx , радиус на уровне высоты здания – Rx, высота стержня – h. Тогда с учетом высоты имеющегося громоотвода и высоты дома неизвестные значения будут вычисляться по формулам:

ho= 0,92*h,

Ro=1,5*h,

Rx= 1,5*(h-hx/0,92).

На практике расчеты выглядят так: если стержень имеет длину 10 м, то радиус зоны защиты на земле будет составлять 1,5*10 = 15 м, остальные параметры вычисляются аналогично.

Для расчета необходимой длины стержня можно воспользоваться теми же формулами, подставив в них желаемый радиус защитной зоны. В случае со сложной геометрией молниеприемника нужно нарисовать графическую модель дома и громоотвода и высчитать зону защиты геометрическим путем.

Высота громоотвода не должна превышать 12 м, поэтому, если не удается уложиться в данные ограничения, используя одиночный стержень, для расширения защитной зоны рекомендуется использовать несколько мачт.

Установка тросового молниеотвода

Прежде всего нужно протянуть проволоку по коньку кровли. Она будет выступать в качестве приемника для молнии. Если крыша изготовлена из пожароопасных материалов (древесина, пластиковая черепица и т.п.), проволоку следует расположить на высоте не менее 15 сантиметров от материала. При этом поддерживающую для нее функцию будут выполнять пластиковые фиксаторы. Концы проволоки закрепляют на металлических мачтах (их называют горизонтальными приемниками).

Токоотвод фиксируют к приемнику с помощью сварочного аппарата болтовыми соединениями или заклепками. На смежные участки наносят изоляцию. На кровле токоотвод закрепляют скобами, а на стенах — пластиковыми фиксаторами. Проводник лучше разместить в кабельном канале, чтобы избежать пагубного воздействия на него влажности.

Заземление создают так:

  1. Копают траншею глубиной от 80 см.
  2. Забивают в дно ямы металлические штыри.
  3. Соединяют их стальной трубой или лентой. Для этого используют сварочный аппарат.
  4. Отводят ленту к участку соединения с токоотводом.
  5. Состыковывают токоотвод с заземлителем.

Зачем нужен

Громоотвод на фото часто выглядит довольно-таки непривлекательно и многие «активно строящиеся» горожане полагают, что без него вполне можно обойтись. Если строительством загородного дома занимается серьезная строительная организация. То громоотвод все же появляется на крыше, но при самостоятельной постройке им пренебрегают очень часто.

При этом, говорить, что люди не понимают, зачем нужен дачный громоотвод – неправильно, просто многие полагают, что такая система защиты необходима в местности с частыми грозами, где-то ближе к югу и так далее. Отчасти это верно, чем севернее местность, тем менее активна молния во время грозы, и, соответственно, тем меньше шансов, что она ударит в дом.

Схема громоотвода дома

Так же очень распространено мнение о том, что громоотводы как раз и притягивают удары молнии, как магнит железо. И в этом тоже есть часть истины – данные конструкции на самом деле «привлекают» молнию, без этого качества они просто не смогли бы функционировать. Однако «привлекают» ее они исключительно в тех случаях, когда разряд электричества с мощностью минимум в 200 ампер уже летит к постройке.

Что же касается редких гроз, то даже в Подмосковье удары молнии в дома происходят очень часто. Дело в том, что, экономя на установке громоотвода или же попросту считая его ненужным, большинство строящихся самостоятельно горожан не забывают устанавливать на крыше антенны.

То есть, при «близкой» грозе и отсутствии громоотвода, эту роль берет на себя антенна, а последствия удара молнии в спутниковую тарелку представить не так уж и сложно.

Хотя бы по этой причине, исходя из поговорки «береженого бог бережет» пренебрегать громоотводом нельзя, не зависимо от того, в какой климатической зоне находится здание, как часто бывают грозы и насколько велики статистические показатели МЧС ударов молнии в постройки в этой местности. Громоотвод нужен и для безопасности, и в качестве своеобразной «страховки» вложенных в обустройство дома денег.

Дерево в качестве громоотвода

Для создания молниеотвода своими руками подойдет обычное дерево. При этом его высота должна превышать уровень крыши здания примерно в 2,5 раза. Расстояние до дома не должно быть меньше 3 м.

Один конец пятимиллиметровой проволоки приваривают к заземляющему устройству и закапывают соединение в землю. Оставшийся конец будет приемником. Его подводят к верхушке дерева.

Принцип работы

Громоотвод в доме не сложно сделать своими руками, его конструкция предельно проста. Принцип его функционирования следующий: молниеприемник, расположенный на высоте, притягивает к себе грозовые электрические разряды в радиусе своего действия и перенаправляет их в землю по токоотводу. Радиус действия зависит от высоты мачты, рекомендуется рассчитать конструкцию таким образом, чтобы одна установка оберегала от попадания молнии все надворные постройки на участке

.

Существуют разные варианты устройства громоотвода, но наиболее простым и распространенным типом является стержневая конструкция

. Такой громоотвод монтируется на крышу постройки или на отдельно стоящую мачту.


Стержневая конструкция громоотвода

Уход за конструкцией

Металлические устройства чувствительны к отрицательным воздействиям окружающей среды. Чтобы избежать развития коррозийных процессов и сохранить рабочие свойства металлов, необходимо регулярно проводить осмотры системы защиты от молнии.

С наступление весны — перед началом грозового сезона — необходимо провести визуальное исследование всех компонентов системы. В процессе эксплуатации металл бывает настолько поврежден, что не обойтись без замены деталей.

Особое внимание следует уделять контактам. Некачественный контакт приводит к размыканию системы и возгоранию. Если нужно, их прочищают от окиси.

Подземную часть молниезащиты также нужно проверять. Однако ввиду трудоемкости процесса, разрешается делать это не каждый год, а один раз в трехлетний период.

Молниезащита – настолько важный элемент обеспечения безопасности жильцов и здания, что браться за ее создания стоит только при полной уверенности в своих знаниях и опыте. Если этого чувства недостаточно, лучше поручить выполнение работы профессионалам.

Коротко о главном

По законам физики электрический атмосферный разряд с негативно заряженными частицами во время грозы ищет легчайший путь к накопителям с позитивными зарядами. Поэтому крыша практически любого строения является потенциальной целью для молнии.

Естественно, что металлические или удерживающие влагу поверхности кровель подвергаются особому риску. Фактически это даёт ответ на вопрос, нужен ли громоотвод в частном доме. Защита от электроразряда подразделяется на активную и пассивную, внешнюю и внутреннюю.

Как правило, в частном строительстве используют пассивную внешнюю защиту, состоящую из молниеприёмника, токоотвода и заземлителя, и внутреннюю защиту, заключающуюся в установке необходимых УЗИП в электрическом распределительном щитке.

Оценок 0

Прочитать позже

будет ли эффект? Создание громоотвода своими руками в частном доме Из чего состоит грозозащита: устройство.

Надежный громоотвод на дачном участке позволит не только защитить человека от поражения молнией, но и дом от возгорания, особенно если он деревянный. Состоит хорошая система молниезащиты из заземлителя, токоотвода и молниеприемника. Далее мы расскажем читателям о том, какими должны быть все элементы системы и как сделать громоотвод в частном доме своими руками!

Принцип работы системы

Для начала разберемся с тем, как работает молниезащита частного дома и что нужно для ее создания. Наглядно увидеть все составляющие элементы системы Вы можете на данной схеме:

Как Вы уже поняли, металлические стержни на крыше являются молниеприемниками, которые отводят опасный разряд на землю через токоотвод и специальное .

Бытует мнение, что если рядом с домом установлена телефонная вышка, можно не делать громоотвод в частном доме. Это неправильно, т.к. лучше потратить чуть-чуть времени и обеспечить себе полную защиту от удара молнией. Чтобы Вы знали, каким должен быть молниеотвод и как его правильно сделать своими руками, ниже мы по отдельности рассмотрим особенности выбора каждого из элементов системы.

Краткий обзор по монтажу молниезащиты

Составляющие элементы защиты

Молниеприемник

Основная задача – правильно подобрать молниеприемник, который должен обеспечить полную защиту дачного домика в зоне своего действия. На сегодняшний день в качестве приемника молнии может выступать штырь, сетка, трос либо сама крыша. Подробно рассмотрим особенности применения каждого из вариантов в частном доме.

Что касается штыря, существуют уже готовые изделия от производителей, которые имеют подходящую форму и удобное крепление. Как правило, металлом изготовления молниеприемника является медь, алюминий либо сталь. Наиболее подходящим и эффективным является первый вариант. Для того, чтобы приемник хорошо справлялся со своей задачей, его сечение должен быть не меньше 35 мм 2 (если медь) либо 70 мм 2 (стальной стержень). Что касается длины стержня, в бытовых условиях рекомендуется применять приемники длиной от 0,5 до 2 метров. Штыри удобно использовать для того, чтобы сделать громоотвод на садовом домике, бане либо другой, небольшой постройке.

Металлическая сетка также может продаваться в уже готовом виде. Как правило, сетчатый молниеприемник представляет собой ячеистый каркас из арматуры, толщиной 6 мм. Размер ячеек может составлять от 3 до 12 метров. Чаще всего такой вариант молниезащиты используется в многоквартирных домах и больших зданиях, к примеру, торговых центрах.

Трос более практичен в домашних условиях и справляется с задачей лучше, чем сетка. Чтобы сделать громоотвод в частном доме с помощью троса, нужно растянуть его вдоль крыши (по коньку) на деревянных брусках, как показано на фото ниже. Минимальный диаметр троса для молниезащиты здания должен быть 5 мм. Как правило, такой вариант используют, если хотят своими руками сделать молниеотвод на доме с шиферной крышей.

Ну и последний вариант – кровля в качестве приемника, может использоваться в том случае, если крыша жилого дома крыта профнастилом, металлочерепицей либо другим металлическим кровельным материалом. При таком варианте громоотвода к крыше предъявляются два важных требования. Во-первых, толщина металла должна быть не менее 0,4 мм. Во-вторых, под кровлей не должно быть легковоспламеняющихся материалов. Сделать громоотвод в частном доме с металлической крышей можно намного быстрее и при этом сэкономив на покупке специальных молниеприемников.

Обращаем Ваше внимание на то, что если Вы будете использовать сетку, ее монтаж должен осуществляться на высоте не менее 15 см над самой крышей!

Токоотвод

Заземлитель

Ну и последний элемент громоотвода – заземляющий контур. Чтобы не делать материал слишком объемным, мы выделили под данный вопрос отдельную статью – . Рекомендуем ознакомиться с информацией, чтобы Вы знали все тонкости данного этапа.

Вкратце можно сказать, что контур заземления должен находиться рядом с домом, но не в прогулочной части участка, а, наоборот, ближе к ограждению. Отвод заряда на землю осуществляется металлическими стержнями, закопанными в почву на глубину 0,8 метров. Все стержни лучше размещать по схеме , которая как раз и показана на фото:

«От сумы да от тюрьмы» не застрахован никто, а от удара молнии – тем более. После ослепительной вспышки и оглушительного грохота самое приятное — отделаться легким испугом и восторгом от пережитых впечатлений. Нехорошо, если сгорит электроника в доме. Еще хуже, когда случится пожар. Совсем недопустимо – поражение человека ударом молнии. Вывод простой: делаем молниеотвод!

Удар молнии в дом нельзя назвать красивым

Откуда берется молния?

Всему причиной веселые облачка, которые при приближении грозы постепенно нарастают и превращаются в темные громады кучевого типа. Верхние слои влаги в воздухе превращаются в мелкие кристаллики льда, а нижние остаются в виде капель воды. Так и получились две пластины гигантского конденсатора.

Громадные структуры движутся в воздухе и заряжаются в результате трения: верхние слои накапливают положительные ионы, нижние – отрицательные электроны. Всему есть предел, и накопленный потенциал превращается в электрический разряд. В итоге, «пробивает» там, где наименьшее сопротивление: высокие деревья, крыши домов и … громоотводы!

Как устроена защита от молнии

Из вышеизложенного следует стратегия устройства молниезащиты: направить вероятный электрический разряд по безопасному для нас пути и застраховаться, таким образом, от неприятностей. С этой целью на достаточной высоте устанавливается молниеприемник, который предназначен для захвата грозового разряда.


Схема устройства молниеотвода

Далее электрический ток величиной порядка 100000А проходит по токоотводу к заземлителю. Последний обеспечивает связь защитной системы с грунтом. Таким образом, удар молнии минует защищаемые объекты и поглощается землей.

Данная система защиты повсеместно распространена и носит название пассивной. Существует активные молниеотводы, которые имеют ионизатор, провоцирующий удар молнии. Это увеличивает вероятность защиты объекта от поражения. Стоит такого вида молниеотвод немало, и его монтаж сложно сделать своими руками.

Варианты молниеприемника для частного дома

Можно назвать три основных вида молниеприемника по типу конструкции:

  • стержневой молниеприемник;
  • в виде сетки;
  • тросовой молниеприемник;
  • покрытие крыши в качестве молниемника.

Штыревой молниеприемник можно приобрести или сделать самому

Молниеприемник в виде стержня наиболее известен и распространен. Существуют промышленные изделия с готовым крепежом. Любителям творить своими руками реально изготовить изящную конструкцию, украшающую здание. В любом случае штырь из стали должен иметь сечение не менее 70мм2, а для изделия из меди достаточно 35мм2. Таким образом, его диаметр может составлять 7-10мм.

Длина стержня может варьироваться в пределах 0,5-2м, при этом он должен выступать хотя бы на полметра над всеми объектами в окружении здания. Стержневой молниеприемник принимает заряд в одной точке и особенно эффективен при защите небольших строений.


Молниеприемник в виде сетки удобен для большой крыши

Молниеприемник в виде сетки изготавливается из проволоки диаметром порядка 6мм. На фото можно оценить, как выглядит на практике конструкция подобного рода. Существуют уже готовые конструкции с размером ячейки 3-12м. Защита от молнии такого рода удобна в применении на крыше большой площади. Для предотвращения возгорания обрешетки молниеприемник монтируют на расстоянии 0,15м от поверхности кровли.


Тросовый молниеприемник удобно разместить на коньке

В условиях частного дома более удобен в применении молниеприемник в виде троса. Его монтируют на коньке кровли, закрепив за две опоры на противоположных фронтонах. Возможен и комбинированный вариант, когда на упомянутых опорах дополнительно к тросу установлены штыревые молниеприемники.

Трос должен иметь диаметр более 5мм и монтироваться на безопасной высоте от кровли. Конструкция такого типа обычно применяется на крыше с неметаллическим покрытием.


Фальцевая кровля в качестве молниеприемника

Металлическая кровля крыши, при определенных условиях, может также выступать в качестве молниеприемника. При этом толщина металлочерепицы, профнастила или оцинкованного листа должны быть не менее 0,4мм. Заманчиво выполнить защиту от грозы, не применяя дополнительных материалов.

На практике это сделать непросто, так как под настилом не должно быть легковоспламеняющихся материалов, тогда как обрешетка чаще всего делается из дерева.

Более того, придется обеспечить соединение токоотвода с каждым отдельным листом покрытия, что трудоемко. Такой вариант подходит для фальцевой кровли, где листы металла уже надежно соединены. Воспламенение обрешетки при этом невозможно, если покрытие уложено на обрешетку из металла.

Как работает токоотвод

В идеале, для конструкции, изготовленной своими руками, материал молниеприемника, токоотвода и заземлителя должен быть один и соединен с помощью сварки, то есть — сталь. Такое решение обеспечивает надежность и долговечность защиты. На практике возможно использование оцинкованных и омедненных элементов, а также различных материалов. Их соединение обеспечивают применением зажимов с болтами и гайками.


Токоотвод на крыше, на стене и цоколе дома

Токоотвод из стали в виде прута или полосы должен иметь сечение не менее 50мм2, проводник из алюминии допускает размер 25мм2, а медный провод можно применять с площадью сечения 16мм2, что примерно соответствует диаметру 8,6 и 5мм соответственно.

Токоотвод размещают так, чтобы он соединял молниеприемник и заземлитель по кратчайшему пути.

При этом не допускается выполнение острых изгибов, что может привести к искровому разряду и воспламенению на данном участке. С этой же целью проводник размещают на расстоянии не менее 100мм от поверхностей горючих материалов стен и других элементов постройки.

Требования к заземлителю


Так выглядит готовый к проверке контур заземления

Заметим, что не рекомендуется использовать защитный контур заземления для подключения молниеотвода. В случае применения общего заземлителя при грозовом разряде на поверхностях бытовых приборов может возникнуть опасное напряжение. Для защиты электропроводки и бытовой техники в частном доме от удара молнии на вводном щите устанавливаются устройства защиты от импульсных помех (УЗИП).

Заземление для молниеотвода размещают не ближе 5м от крыльца и дорожек и заглубляют горизонтальный соединитель не менее 0,8м. Это необходимо для уменьшения вероятности поражения людей в случае грозового разряда.

Защитная зона громоотвода

Не следует питать иллюзии, что громоотвод на соседнем доме или расположенная недалеко металлическая вышка полностью обезопасят Ваше жилище от удара молнии. Защитная зона громоотвода имеет вполне конкретные границы. В любом случае на даче придется устроить собственную молниезащиту.


Размер защищаемой зоны определяется высотой размещения молниеприемника

Конус безопасности, создаваемый стержневым молниеприемником, имеет угол 45-50°. Указанное правило действует при высоте размещения молниезащиты до 15м. Вышеприведенный эскиз демонстрирует, что при угле 45° радиус защитной зоны равен высоте верхней точки стержня над уровнем земли. При значении 50° зона защиты будет чуть больше.

Таким образом, чем выше мы разместим молниеприемник, тем больше получится площадь защищаемой поверхности.

В любом случае, частный дом должен попадать полностью в зону конуса защиты. Очень желательно, чтобы все постройки во дворе были защищены по тому же правилу. Таким образом, удобно разместить молниеприемник на крыше дома. Закрепить штырь бывает проще на одной из сторон здания чем по центру, при этом вероятность попадания молнии в кровлю снижается.

В случае большого участка может возникнуть необходимость установки еще одного громоотвода. Его можно смонтировать на специальной мачте.

Монтируем молниезащиту своими руками

В первую очередь, необходимо выбрать молниеприемник в соответствии с вышеизложенными рекомендациями и имеющимися под рукой материалами. На крыше дачного дома проще всего монтировать обыкновенный стальной штырь. Оцинкованная труба или алюминиевый стержень будут работать еще лучше. При использовании патрубка его верхний конец следует заглушить.

При наличии куска троса нужной длины и диаметра не составит труда протянуть его вдоль конька. На крыше большой площади эффективнее использовать вариант в виде сетки. Молниеприемник любой конструкции следует закрепить так, чтобы его не нарушило ветром.

Учтите: электрический контакт всей системы проще обеспечить, изготовив все три составляющие молниеотвода из одного материала.

Если не иметь в виду сварку, токоотвод проще выполнить из толстого медного провода в соответствии с рекомендациями выше. Надежное соединение с молниеприемником можно обеспечить с помощью оцинкованных зажимов с болтами и гайками. Практично закрепить проводник к опорам водосточных труб.


Размеры контура заземления в виде треугольника

Заземляющий контур лучше всего обустроить там, где вероятность нахождения людей наименьшая. Также выгодно разместить его в месте, где всегда присутствует влага. Это улучшит контакт заземлителя с землей. Не будет лишним, если рядом с ним установить предупреждающий знак. Болтовое соединение с заземлителем лучше выполнить над землей на цоколе здания, а контакт в земле обеспечить сваркой.

После монтажа всей системы электрическое соединение от молниеприемника до заземления можно проконтролировать мультиметром. Сопротивление заземляющего контура можно проверить только специальным прибором. Его величина должна быть не более 10Ом в том случае, если неподалеку возможно присутствие людей. Для отдельного молниеприемника, установленного вдалеке от дома, сопротивление заземления не должно превышать 50Ом.


Стандартный прибор для измерения сопротивления заземления

Хотя бы раз в год имеет смысл проверить целостность всей системы визуально. Раз в несколько лет следует откопать заземление и оценить степень коррозии металла. Если стержни в земле стали заметно тоньше, их необходимо заменить.

Высокое дерево нам поможет

Чтобы обустроить громоотвод на даче, можно использовать в качестве мачты высокое дерево, растущее неподалеку. Молниеприемник следует закрепить на его макушке так, чтобы он выступал не менее 0,5м над кроной. При этом не следует забывать, что дерево растет и меняет свои размеры.


Пирамидальный тополь защитит дом от грозы

Это означает, что молниеприемник и токоотвод следует крепить пластиковыми хомутами, которые не испортят ствол. Провод лучше использовать медный многожильный гибкий и проложить его следует с запасом дины. Кроме того, раз в несколько лет придется забираться наверх и переставлять молниеприемник выше макушки.

Молниеотвод представляет собой защитное устройство, в котором система проводников отводит электрический разряд в землю. Молниезащита — важнейший элемент обеспечения безопасности жильцов и имущества, находящихся в здании. При желании и наличии определенных знаний, вполне реально соорудить громоотвод своими руками.

Принцип действия и устройство

Система защиты от молнии состоит из трех компонентов:

  • молниеприемник;
  • токоотвод;
  • заземлитель.

Схема устройства представлена на рисунке ниже.

Функция приема разряда молнии возлагается на молниеприемник. По токоотводам электричество поступает в заземлительный контур, который передает разряд в грунт.

Молниеприемник

Существует три разновидности молниеприемников:

  • стержневой;
  • штыревой;
  • сетчатый.

Также в качестве приемника может выступать сама крыша.

Стержневой приемник представляет собой металлический штырь, установленный на станине (на кровле, рядом со зданием, на высоком дереве). С помощью токоотвода (проводника) штырь соединяется с заземлительным контуром. Для изготовления громоотводов применяют медь, алюминий или сталь. Причем первая- оптимальный вариант с точки зрения качества защиты, а самые дешевые приемники производятся из стали.

Сечение молниеприемника стержневого типа должно составлять не менее 35 кв. мм, если речь идет о меди, и 70 кв. мм — для стальных устройств. Длина штыря колеблется от 50 до 200 см.

Стержневые приемники обычно выглядят эстетично, однако площадь их покрытия не слишком большая. Для расчета покрываемой территории от наивысшей точки штыря прочерчивают мысленную линию к уровню земли под углом 45 градусов. Защищенным является все пространство, оказавшееся в треугольнике по периметру. Ввиду маленькой зоны действия, стержневые громоотводы используют для защиты небольших домов, банных построек, гаражей и т.п.

Обратите внимание! Молниезащиту можно как сделать своими руками, так и приобрести готовую.

Сеточные молниеприемники выполняются в виде металлических сеток и представляют собой арматурный каркас с ячейками размером от 3 до 12 м. Толщина арматуры — в среднем 6 мм. Сетку размещают на определенной высоте над материалом кровли, оставляя зазор не менее 15 см. Наиболее подходящие объекты для применения сеточных систем — большие кровли (многоквартирные дома, торговые центры, промышленные и складские здания и т.п.).

Тросовый приемник располагается на двух или четырех мачтах, связанных друг с другом проволокой из стали или алюминия. Трос протягивают по коньку крыши, используя деревянные бруски, которые выступают в качестве опор. Наименьший рекомендуемый диаметр троса — 5 мм.

По сравнению со стержневыми описываемые устройства покрывают гораздо большую площадь. С точки зрения эффективности тросовые системы лучше, чем стержневые или сеточные приемники справляются с задачей защиты от молнии. Особенно распространены такие системы на шиферных кровлях.

Иногда в качестве молниеприемника используют саму крышу. Это возможно, когда кровля изготовлена из профнастила, металлической черепицы и любых других материалов, в основе которых есть металл. Существуют требования, которые дисквалифицируют конструкционный материал кровли, если его толщина меньше 4 мм (иначе возможно его прожигание молнией). Также не допускаются какие-либо горючие материалы, способные легко воспламениться.

Токоотвод

Для изготовления проводников применяют шестимиллиметровую медную, стальную или алюминиевую проволоку. Соединения с другими элементами системы — молниеприемником и заземлительным контуром — выполняют посредством болтов или сварных швов. Токоотвод нуждается в качественном изолировании от окружающей среды (подойдут кабель-каналы). Еще одно требование — выбор для токоотвода самого краткого пути от молниеприемника к заземлительному устройству.

Заземлитель

Заземлительный контур располагают неподалеку от здания. При этом выбирают место, находящееся вне прогулочной территории и поближе к какому-либо ограждению. Электрический заряд, поступающий к заземлительному контуру через токоотвод, через металлические стержни отводится в грунт. Стержни вкапывают в землю на глубину примерно 80-100 см. Их размещают таким образом, чтобы они при соединении формировали треугольник.

Подготовительные мероприятия

Перед тем как сделать громоотвод необходимо провести подготовку. Причем по важности этот этап ничем не отличается от собственно процесса установки молниезащитной системы. Понадобится произвести расчеты согласно формуле, подобрать материалы и найти правильное место для установки молниезащиты.

Формула расчета

Молниезащита — достаточно сложная и ответственная в силу выполняемых задач система. При ее планировании необходимы точные расчеты и оценка потенциальных рисков. В то же время необходимости в чрезмерно сложных математических вычислениях нет. Нужно лишь определить зону действия системы, исходя из формул. Для стержневого молниеотвода существуют коэффициенты, применяемые для расчета нужной высоты устройства. Используется такая формула:

Она подходит для громоотводов высотой до полутора метров, что вполне достаточно для обеспечения защиты частного дома от ударов молнии.

Материал для громоотвода

Для создания защитной системы понадобятся конструкционные материалы. Придется сделать выбор из стали, меди или алюминия. При этом площадь необходимого поперечного сечения будет отличаться, что продиктовано разным сопротивлением каждого вида из перечисленных металлов. Чтобы объяснить сказанное более наглядно, внизу приведена таблица, в которой указаны минимальные требования к компонентам молниезащиты, исходя из вида металла:

Материал Молниеприемник Токоотвод Заземлитель
Площадь сечения, мм Диаметр, мм Площадь сечения, мм Диаметр, мм Площадь сечения, мм Диаметр, мм
Медь 35 7 16 5 50 8
Сталь 50 8 50 8 100 11,5
Алюминий 70 9,5 25 6 Не применяется

Исходя из данных, представленных в таблице, оптимальный выбор материала — медь. Однако наиболее дешевым вариантом громоотвода, изготовленного своими руками, является сталь.

Токоотвод отличается меньшим сечением в сравнении с другими компонентами защитной системы. Рекомендуется постепенно увеличивать его толщину от приемника к заземлительному контуру.

Совет! При создании молниезащиты желательно применять один и тот же вид металла для всех элементов конструкции.

Для изготовления молниезащиты необходимы такие материалы и инструменты:

  1. Молниеприемник. В случае со стержневой системой понадобится металлический заостренный штырь. Также подойдет ТВ-мачта или антенна для приема радиосигналов. В продаже имеются готовые приемники, например, GALMAR или SCHIRTEC.
  2. Металлическая проволока нужного сечения.
  3. Устройства для заземления (металлические штыри, трубы или лента).
  4. Пластиковые фиксаторы, скобы, болты.
  5. Инструменты для выполнения работы (сварочный аппарат, электродрель, молоток, лопата).

Место установки

Громоотвод следует располагать на наиболее высокой точке из имеющихся на участке. При этом нужно помнить про защитную конусообразную зону. Громоотвод должен находиться в таком месте, чтобы здание полностью было покрыто защитой. Получается, что, чем более отдален громоотвод от дома, тем выше он должен быть.

По финансовым соображениям предпочтительнее разместить молниеприемник на кровле здания. В этом случае не понадобится сооружение высокой опоры, которая к тому же вряд ли будет эстетически привлекательной.

Совет! Не рекомендуется установка громоотвода в центральной части крыши. Лучше поставить приемник с краю кровли и зафиксировать его к стене. При таком подходе уменьшается риск попадания молнии в какую-либо часть кровли.

Отдельный вопрос — правильное размещение заземлительного устройства. При ударе молнии высокомощный разряд проходит в землю и в этот момент рядом с заземлителем не должны находиться живые существа. Поэтому разработаны требования к минимальным расстояниям от заземления к стене дома — 1 м и до пешеходных дорожек — 5 м. Заземляющее устройство должно быть установлено в таком месте, где нет вероятности нахождения людей. К тому же, вокруг заземлителя следует установить ограждение и поставить рядом предупреждающий знак.

Обратите внимание! Эффективная работа заземления возможна только во влажном грунте. Это нужно учитывать при выборе места для заземлительного контура. Если постоянно мокрый участок отсутствует, следует задуматься об искусственном орошении.

Установка тросового молниеотвода

Прежде всего нужно протянуть проволоку по коньку кровли. Она будет выступать в качестве приемника для молнии. Если крыша изготовлена из пожароопасных материалов (древесина, пластиковая черепица и т.п.), проволоку следует расположить на высоте не менее 15 сантиметров от материала. При этом поддерживающую для нее функцию будут выполнять пластиковые фиксаторы. Концы проволоки закрепляют на металлических мачтах (их называют горизонтальными приемниками).

Токоотвод фиксируют к приемнику с помощью сварочного аппарата болтовыми соединениями или заклепками. На смежные участки наносят изоляцию. На кровле токоотвод закрепляют скобами, а на стенах — пластиковыми фиксаторами. Проводник лучше разместить в кабельном канале, чтобы избежать пагубного воздействия на него влажности.

Заземление создают так:

  1. Копают траншею глубиной от 80 см.
  2. Забивают в дно ямы металлические штыри.
  3. Соединяют их стальной трубой или лентой. Для этого используют сварочный аппарат.
  4. Отводят ленту к участку соединения с токоотводом.
  5. Состыковывают токоотвод с заземлителем.

Установка стержневого молниеотвода

Для монтажа стержневой системы понадобится высокая станина. Ее функции сможет выполнять, например, мачта ТВ-антенны. Приемник фиксируют к ней сварным или болтовым соединением.

Установка токоотвода и заземлителя осуществляется так же, как описано выше, когда речь шла о тросовой молниезащите. После завершения установки следует протестировать сопротивление системы. Максимально допустимый показатель — 10 Ом.

Дерево в качестве громоотвода

Для создания молниеотвода своими руками подойдет обычное дерево. При этом его высота должна превышать уровень крыши здания примерно в 2,5 раза. Расстояние до дома не должно быть меньше 3 м.

Один конец пятимиллиметровой проволоки приваривают к заземляющему устройству и закапывают соединение в землю. Оставшийся конец будет приемником. Его подводят к верхушке дерева.

Уход за конструкцией

Металлические устройства чувствительны к отрицательным воздействиям окружающей среды. Чтобы избежать развития коррозийных процессов и сохранить рабочие свойства металлов, необходимо регулярно проводить осмотры системы защиты от молнии.

С наступление весны — перед началом грозового сезона — необходимо провести визуальное исследование всех компонентов системы. В процессе эксплуатации металл бывает настолько поврежден, что не обойтись без замены деталей.

Особое внимание следует уделять контактам. Некачественный контакт приводит к размыканию системы и возгоранию. Если нужно, их прочищают от окиси.

Подземную часть молниезащиты также нужно проверять. Однако ввиду трудоемкости процесса, разрешается делать это не каждый год, а один раз в трехлетний период.

Молниезащита – настолько важный элемент обеспечения безопасности жильцов и здания, что браться за ее создания стоит только при полной уверенности в своих знаниях и опыте. Если этого чувства недостаточно, лучше поручить выполнение работы профессионалам.

Для предотвращения таких последствий в ходе строительных работ выполняется молниезащитный контур . Частные дома классифицируются СНиПом как здания третьего класса пожарной безопасности и подлежат молниезащите в обязательном порядке. Молниеотвод планируется не тогда, когда дом сияет новенькой черепицей, а еще на стадии разработки проекта. Тогда он составляет с ним единое архитектурное решение.

Выбор типа

Тип планируемой молниезащиты зависит от исходного состояния дома и условий, в которых он находится. Молния, как правило, бьет в самую высокую точку дома или соседнее дерево. Деревья, антенны, столбы при ударе молнии создают эффект экрана и соседние здания, автомобили могут попасть в зону поражения.

Вторым условием при устройстве защиты является тип грунта , разные виды которого имеют неодинаковою токопроводимость и сопротивление, которое учитывается при выборе сечения металлической полосы и величины заглубления контура.

Если ваш дом рядом с водоемом или ключами, то риск поражения разрядом максимален, особенно если по климатическим условиям число грозовых периодов превышает 40 часов в год.

Устройство молниезащиты частного (загородного) дома

Принцип громоотвода простой — защита дома от разрушений путем отведения электрического разряда в землю. Эффективна молниезащита только в случае комплексного решения. Полноценная система включает в себя внутреннюю защиту и внешнюю.

Первая защищает оборудование от скачков напряжения при грозе. Даже если разряд молнии ударил в нескольких километрах, требуется ограничитель перенапряжения.

Установить готовый разрядник не сложно, но если у вас нет такой защиты, воспользуйтесь самым надежным способом — отключите электроприборы, если грозовой фронт в пределах 3 км . Разница во времени между громом и молнией должна составлять меньше 10 секунд.

Наружная защита от молнии обеспечивает безопасность дома и находящихся в нем людей во время грозы. Устройство простейшего молниеотвода: опора, молниеприемник, токоотвод и контур заземления.

Молниеприемник — металлический проводник длиной до 1,5 м, принимающий разряд молнии. Устанавливается на крыше, дымовой трубе, телевизионной антенне — любом самом высоком месте дома. Такой способ подходит для металлической кровли.

Если крыша из шифера, натягивают металлический трос на деревянных опорах длиной 1-2 м и защищают его изоляторами.

Для черепичных крыш по коньку натягивают молниезащитную сетку с отходящими от нее токоотводами. Токоотвод соединяет молниеприемник с заземлительным контуром. Эта стальная проволока прокладывается по стене дома и приваривается к молниеприемнику и контуру заземления.

Заземление молниезащиты — 2 связанных и забитых в землю электрода. Если контур есть, уже хорошо, но по правилам заземление бытовых приборов и молниезащиты дома должны быть общими. Радиус защитного действия молниеотвода определяется формулой R=1, 732 h, где h — высота молниеотвода.

Как это устройство работает? Электрический ток всегда уходит по цепи наименьшего сопротивления, а грозовая молния — колоссальный разряд электроэнергии с силой тока 100 000 А.

И правильно сделанный молниепровод будет представлять собой это наименьшее сопротивление, по которому разряд молнии уйдёт в землю, защитив ваше жилище.

На этом рисунке один из вариантов устройства молниезащиты вашего дома.

А в этом видеоролике рассказано про природу молний и о защите от них.

Молниезащита деревянного дома своими руками

Разобравшись с устройством молниеотвода, не так сложно самому защитить свой дом или дачу. С типом крыши определились, поговорим о каждом способе защиты детально.

Молниезащитная сетка — сетка из металлической проволоки диаметром 6 мм, изготовленная путем сварки в местах пересечения. Укладывается на крышу и соединяется несколькими тоководами с контуром заземления.

Подходит для неметаллических крыш, когда нужно защитить одно здание, потому что соседние постройки по уровню ниже. Иногда эту сетку укладывают на кровлю еще при строительстве дома.

Молниезащитная проволока — трос натягивается на изоляторах между двумя металлическими или деревянными опорами. Устанавливают их на коньке, на высоте 0,25 м. Диаметр проволоки не менее 6 мм.

Вокруг трубы из этой проволоки делается петля и присоединяется к молниеприемнику. Соединение лучше делать при помощи сварки или пайки. Из этой же проволоки и токоотвод изготавливается. Получается защитная зона в виде шалаша и подходит для всех неметаллических крыш.

Штыревой молниеприемник представляет собой металлический штырь круглой, квадратной или прямоугольной формы сечения и длиной не менее 0,25 м и площадью сечения 100 кв. мм. Он принимает на себя основной удар и должен выдерживать разные тепловые и динамические нагрузки.

Изготавливается из материала, не поддающегося окислению (медь, оцинкованная сталь), так как красить его нельзя. Минимальный диаметр сечения прута или газовой трубы — 12 мм. Если труба полая, конец нужно заварить. Устанавливается на конек крыши на мачте нужной длины.

Токоотвод служит для направления принятого разряда в землю. Присоединяем его сваркой, пайкой или крепим болтами. Площадь контакта в этом случае должна быть не меньше двукратной площади сечения соединяемых деталей.

Такой вид защиты подойдет для металлических крыш, причем саму крышу тоже нужно заземлить. Он создает своеобразный защитный зонт. Прикрепить его можно гвоздями, скобами, хомутами.

И, наконец, защитное заземление . Заземлитель отводит ток молнии в землю и имеет малую долю электрического сопротивления. Укладывается в отдаленности от крыльца и дорожек на 5 м. Если грунт влажный и глубина залегания грунтовых вод меньше 1,5 м, используются горизонтальные заземлители. Его можно сделать так :

  1. Выкопать вдоль дома канаву на ширину лопаты длиной 6 м и глубиной до 1 м.
  2. Забить три оцинкованные водопроводные трубы диаметром 20 мм и длиной 2 м на дно канавы через каждые три метра. На поверхности оставляем 5 см.
  3. Проволоку диаметром не менее 8 мм проложить и приварить к трубам. К средней трубе нужно еще приварить токоотвод. Можно приварить к трубам болты и соединить трубы медным кабелем.
  4. Смазать болты солидолом и закопать трубы.

Если грунт сухой и подземные воды находятся глубоко, можно соорудить вертикальный заземлитель из двух стержней длиной 2-3 м, которые вбиваются в землю на глубину 0,5м и расстоянием друг от друга 3 м. соединяются перемычкой с сечением 100 кв. м

Это заземление можно использовать и для защиты электроприборов, электрощитов в доме. Во время грозы опасно находиться рядом с заземлением в радиусе 4 м (можно попасть под шаговое напряжение). Молниезащиту можно устроить и на деревьях. Это возможно, если дерево выше дома вместе с антенной в 2-2,5 раза и удалено от дома на 3-10 м. Изготавливается она из куска проволоки, диаметром 5-8 мм, имеет односторонний спуск и одно заземление в виде петли.

Молниеотводы, применяемые для защиты от линейной молнии, неэффективны при шаровой. Для предотвращения попадания в дом такой молнии при грозе нужно плотно закрывать окна, двери, дымоходы, а вентиляционные блоки должны иметь сетку из медной или стальной проволоки с ячейками 3-4 см и надежным заземлением.

И, наконец, несколько советов . Для заземления металлической крыши в качестве токоотводов можно использовать ливнестоки. Для удобства забивания трубы вначале можно соорудить подмостки. Если размеры неизвестны, то защитную зону можно определить с помощью обычного прямоугольного равнобедренного треугольника. Прицельтесь по длинной стороне (гипотенузе) в молниеприемник. Короткая сторона (катет) при этом параллельна земле.

Если точка прицела ниже верхушки молниеприемника, значит вы в зоне защиты. Не располагайте рядом с дверями спуски токоотводов. Все металлические конструкции на крыше тоже заземляются. Состояние молниезащиты требует ухода и систематической проверки соединений. Лучше всего, если они будут сварочными.

Можно соорудить два токоотвода для надежности. Нельзя допускать коррозию, регулярно очищайте его от окалины. Каждые пять лет вскрывайте заземляющие электроды, проверяйте и при необходимости меняйте. И ваш молниеотвод на долгие годы обеспечит вам безопасное проживание.

в этом видеоролике вы можете посмотреть на примерный монтаж молниезащиты.

Историческая справка или Кто изобрел громоотвод? Громоотвод (или молниеотвод) — механизм, который устанавливается на сооружения и выполняет функцию защиты от удара молнии. В простонародье также известный как «громоотвод».

Общепринято, что громоотвод это изобретение Бенджамина Франклина, которое он сделал в 1752 году, однако также есть доказательства, что подобные конструкции существовали и до этой даты (например, высокие мачты древних храмов в Древнем Египте, также были сооружения и у храма царя Соломона в Иерусалиме, Невьянская башня, бумажные змеи Жака Рома). В России первые громоотводы были созданы М. В. Ломоносовым и Г. В. Рихманом в 1753 г.

В данной статье мы расскажем о том, что такое громоотвод и как он работает, кто изобрел громоотвод и как сделать громоотвод для дачного дома своими руками.

Разряды молний крайне опасное явление природы, в особенности, в ситуации, когда сооружения находятся на открытых территориях, именно потому, чтобы обеспечить спокойствие и безопасность своей семьи, необходимо установить громоотвод. Установка громоотвода не потребует огромных временных затрат, но, в конечном итоге, вы будете уверены, что постройки надежно защищены от различных погодных неприятностей.

Необходимые средства и строительные материалы

Для монтажа громоотвода в частном доме потребуется:

  • штырь для молниеприемника;
  • металлическая проволока из меди или алюминия сечением 6 мм и гофра для токоотвода;
  • нержавеющая сталь для подготовки заземления;
  • сварочный аппарат;
  • пила с диском по металлу;
  • дрель- электрическая;
  • мультиметр;
  • кувалда или молоток;
  • лопата штыковая;
  • гаечные ключи;
  • болты М8 или М10;
  • дюбеля;
  • хомуты для крепежа;
  • мощный деревянный шест;
  • держатели.

Этап подготовки

Планирование надо начинать с определения высоты конструкции. Верх стержня молниеприемника необходимо расположить до 12 метров над землей.

Необходимо учесть, что сооружения, предназначенные для защиты строений от ударов молний, охраняют здания только на ограниченном участке. Защищенным может считаться пространство вокруг самого сооружения. Поэтому при постройке громоотвода необходимо это учитывать и строить их так, чтобы под защиту попадали все объекты, располагающиеся на участке.

Существует два типа конструкций:

Громоотводы типа А создают защиту на 99%, что делает их наиболее эффективными по защите от молний конструкциями.

Сооружения типа Б по сравнению с сооружениями типа А обладают меньшей эффективностью и в результате защищают строение только на 95%.

Важно! Зона безопасности, которую создает молниеприемник, будет в радиусе 1,5 размеров высоты мачты.

То есть, при высоте 10 метров громоотвод прикроет площадь в диаметре в 30 метров. Если необходима защита большего по размерам участка с постройками, то постройка двух или трех мачт, равномерно расположенных по территории участка, поможет решить проблему молниеотведения. Громоотводу необходимо быть на высоте более 2 –х метров от поверхности , для эффективного выполнения функции защиты дома от молний.

Подбор места установки заземления

Контур заземления необходимо расположить на расстояние до 1-го метра от фундамента постройки, которую будет защищать громоотвод, и в нескольких метрах от тротуаров и крыльца. Место заземления во время грозы представляет опасность, потому необходимо расположить его так, чтобы не подвергать риску домочадцев и гостей. Лучше всего будет найти место для нее у стены или забора, огораживающего дом. Один из вариантов — это расположить вокруг зоны заземления какую-либо клумбу или другую композицию из валунов, камней и т.д.

Наиболее подходящие материалы для составляющих:


Также необходимо заранее определить и пометить места расположения всех элементов конструкции.

Установка конструкции
  • Установка заземлителя.

После проведения разметки, при помощи лопаты создается яма в форме треугольника – каждая сторона которой должна быть не менее 1200 мм, глубиной – 600 — 700 мм. От вершины треугольника по направлению к стене дома прокладывается траншея. В конечной точке будет подходить окончание токоотвода.

На окончаниях вертикальных частей элементов заземления срезаются болгаркой уголки, затем заостренными концами вгоняются в грунт на глубину от 2-х метров тяжелой металлической кувалдой. При вкапывании заостренных концов заземления в землю необходимо наносить удары кувалдой строго вертикально дабы не погнуть контрукции.

С использованием сварочного аппарата привариваются куски из того же материала, из которых и формируют металлический треугольник в траншеях.

  • Установка молниеприемника (Громоотвода).

Для установки молниеприемника можно использовать два способа:


Токоприемник укладывается на крышу, а затем на стену вертикально вниз и крепится к крыше и стене полукруглыми пластиковыми или металлическими зажимами. Нижняя часть токовой мойки должна быть закреплена на заземлении, выведенном из стены дома.

Для этого в заземляющей пластине делается дырка, в которую устанавливается болт с шайбой, гайкой и контргайкой. Зачищенный (острый) конец токоотвода зажимается при помощи шайбы, гайки и болта, вместе с обмотанной витой парой вокруг болта. Затем ямы закапываются.

Проверка

Установленная система должна быть проверена мультиметром. Выполните измерение сопротивления — прибор должен иметь значение не выше 10 ом. Если показания прибора отличаются от нормативных — проверьте все стыки конструкции – по всему контуру конструкции должна быть хорошая электропроводность.

Заключение

Правильно установленный громоотвод на крыше способен защитить дом и близлежащие здания от молнии.

Важно отметить, что в случае частных домов вопрос с громоотводом решает владелец. Существует ряд факторов при размещении зданий, которые минимизируют в принципе вероятность удара молнии в дом:

  • в случае, если дом находится в низине, то вероятность удара молнии в дом во время грозы крайне мала;
  • в случае, если рядом с домом находится более высотное здание, то, скорее всего, в него ударит молния. Таким образом, опасность удара молнии нивелируется наличием более высокого строения рядом с ним;
  • если громоотвод установлен на соседнем доме, то ваш дом тоже может подпадать в зону действия соседского громоотвода.

Таким образом, в ряде случаев острой необходимости в установке громоотвода может и не быть. Целесообразность установки необходимо оценивать в зависимости от вышеуказанных факторов.

Молниеотвод для частного дома: делаем сами

Владельцы частных жилых домов постоянно задаются вопросом об обеспечении их недвижимости различными видами защиты, в том числе и от молнии. Необходимость возведения поглощающего устройства обычно продиктовано климатом в определенном регионе, и если в конкретной местности наблюдается высокий уровень осадков с грозами, тогда установка громоотвода считается целесообразной. Так как покупки и установка этого приспособления может быть весьма дорогостоящей, то лучше сделать это своими руками.

Выбираем тип устройства

Выбор типа планируемой молниезащиты должен проходить не тогда, когда постройка частного жилого дома уже закончена, а на стадии разработки проекта. Это позволит сделать поглощающее устройство по всем правилам, а также сэкономить впоследствии время и финансовые ресурсы. Принцип работы громоотвода заключается в том, что попавший на приемник мощный электрический заряд направляется в землю для погашения, защищая сооружения от разрушений.

Если частный дом находится на открытом месте вдали от соседних сооружений, если он расположен на возвышенности или рядом есть даже небольшой водоем, то молниеотвод нужно делать обязательно. При этом само устройство должно быть надежным, с учетом всех факторов, которые могут повлиять на поглощение высокого электрического разряда. В данном случае можно сделать выбор в пользу вышки-громоотвода. Такой тип защиты от молний будет иметь наивысшую точку на достаточной высоте, и предотвратит удар молнии в сам дом. Такой тип устройства более затратный, но в его надежности можно не сомневаться.

Если дом будет располагаться возле высоких башен, зданий или возле линии электропередач, то это место в меньшей мере подвержено такому природному воздействию. В этом случае молниезащиту можно сделать на доме со специальным контуром и заземлением под домом. Оба типа сооружений можно сделать своими руками. Для этого нужно получить специальные познания о выполнении подобных видом работ, приобрести расходные материалы для возведения молниезащитного устройства, сделать схему его расположения и место заземления.

При выборе типа устройства для защиты здания от молнии следует учесть вид грунта, на котором стоит дом. Различные виды грунтов имеют разную проводимость электричества, а также уровень сопротивления. В зависимости от сопротивления почвы подбирается сечение металлического листа для заземления и размер заглубленного контура. Также тип молниезащиты будет зависеть от исходного состояния здания. Обычно молния попадает в наивысшую точку дома или ближайшее высокое дерево. Антенны, столбы, деревья служат экраном при ударе молнии. В таком случае в эту зону поражения могут попасть люди, автомобили или другие объекты.

Видео “Плюсы и минусы молниеотвода”

Как сделать самостоятельно

Полноценная система предохранения дома от высокого разряда состоит из внешней и внутренней защиты. Внутренняя нужна для предотвращения резкого скачка напряжения в электросети. Ограничитель перенапряжения может сработать даже в том случае, если молния ударила в нескольких километрах от дома. Внешняя защита обеспечит безопасность самого жилого здания и людей в нем. Для того чтобы сделать грозозащиту своими руками нужно знать, что эффективное приспособление должно состоять из обязательных элементов – молниеприемника, токоотвода, а также контур заземления. При необходимости можно использовать опору.

Молниеприемник. Эта часть является обычным металлическим стержнем. Его длина может быть от 25 см до 1,5 метров. Обычно он устанавливается на крыше, образуя самую высокую точку на доме и прилегающей территории. Также монтаж молниеприемника может быть сделан на дымовой трубе или на телевизионной антенне. Любая самая высокая точка здания подойдет для закрепления металлического стержня. Этот способ подходит для домов с металлической кровлей. В качестве материала подойдет полосовая сталь или 60 мм2 при круглом сечении стержня. При монтаже молниеприемника своими руками следует знать, что он должен размещаться только в вертикальном положении.
Если же крыша выполнена из шифера или обожженной черепицы, то такой приемник можно сделать своими руками из металлического гибкого троса толщиной в 6-7 мм. Его натягивают на деревянные опоры высотой 1,5-2 метра, а затем защищают изоляторами.

Схема действия удара молнии

Токоотвод. Эта часть молниезащитной конструкции может представлять собою толстую проволоку от 5 мм в диаметре. Для проволоки хорошо подойдет оцинкованная сталь, так как имеет хорошие характеристики. Токоотвод размещается в месте, куда молния может ударить с наибольшей вероятностью. Например, это может быть фронтон частного дома. Он не должен крепиться вплотную к стене, а находиться на расстоянии от 15 до 20 сантиметров. Особенно осторожным нужно быть, если кровля или другие части здания выполнены из легковоспламеняющихся материалов. Для крепления можно использовать гвозди, хомуты или скобы.

Заземление. Последний элемент молниезащиты необходим для того чтобы увести мощный электрический заряд в землю. Выбор материала должен быть сделан в пользу такого металла, который имеет хорошую проводимость электричества с низким значением сопротивления. Размещается заземление на расстоянии около 5 метров от стен дома или крыльца, не меньше. Не рекомендуется его устанавливать возле дорожек или других мест, где могут находиться люди. Это место можно оградить забором для большей безопасности (не менее 3 метров от заземлителя).

Затем нужно определить глубину, на которую будет помещено заземление. Это значение обычно более индивидуально, чем другие показатели. На это может влиять тип почвы, а также наличие в этом месте грунтовых вод. Подземные воды делают заземление более эффективным. В сухую почву заземление нужно делать на глубину от 2 до 4 метров. Можно сделать своими руками 2 стержня, соединить их широкой перемычкой, и закрепить заготовку при помощи сварки на токоотводе. Затем закапать заземлитель в землю.
Во влажный или торфяной грунт заземление можно сделать на глубине от 80 см.

Решение соорудить отдельно расположенную вышку для защиты здания от удара молнии обычно принимают в том случае, если для этого есть место на территории, и в окружении нет подобных приспособлений. Этот метод может быть более затратным, но не менее эффективным. Также он достаточно прост в понимании конструкции.

Выбираем место под молниеотвод

                        

Специалисты рекомендуют возводить громоотвод на расстоянии нескольких метров от дома. Например, окраина земельного участка. В этом месте он не будет мешать, но не потеряет своего предназначения. Не стоит размещать такой вид молниезащиты на расстоянии более 100 метров. Подобную проблему можно решить скооперировавшись с владельцами соседних участков, так как громоотвод может обеспечить защиту от молнии одновременно нескольким домам, а то и десятку сразу.
Молниеотвод должен размещаться так, чтобы его наивысшая точка возвышалась над домами минимум на 2 метра. В данной ситуации существует прямо-пропорциональная зависимость – чем выше, тем лучше. Но чтобы не притягивать лишние заряды, не стоит делать ее слишком высокой.

Устанавливаем вышку

Материалом для монтажа вышки могут послужить металлические уголки, которые можно сварить между собой. Если вы делаете конструкцию своими руками, то ее внешний вид – индивидуальное решение. Самое главное, чтобы в сердцевине была пустота, куда будет помещен проводник для заземления.

К молниеприемнику привариваются хомуты для крепления медных и алюминиевых стержней. Затем они соединяются отдельным проводником, который впоследствии нужно будет соединить с контуром заземления. Затем выкапывается яма глубиною в 2-2,5 метра и вкапывается сама вышка. Если высота дома будет около 5 метров, то вышка со стержнем-приемником должна быть не ниже 7 метров.

Заземление

При монтаже вышки заземление делается несколько другим способом. На земле можно начертить условный равносторонний треугольник (сторона 1,2-1,5 м). На месте углов треугольника в землю должны входить вертикальные заземлители, нижний конец должен входить в землю на 2,5 метра и глубже, а верхний на полметра от поверхности земли. Заземлители могут быть из арматуры или медных стержней с ровной поверхностью (что очень дорого). Вертикальные элементы заземления соединяются между собой горизонтальными под землей. В центре этого треугольника устанавливается сама вышка.

Последний этап установки молниеотвода в частном доме – соединение контура с заземлением. Этот момент очень важен. Для того чтобы сам проводник не окислялся, его нужно покрыть гофрой. Это позволит снизить проходимость заряда. Стержень-приемник можно регулярно зачищать своими руками тогда, когда будут заметны признаки окисления его поверхности.

Видео “Громозащита своими руками”

Молниеотвод – это весьма полезный инструмент, который поможет защитить ваш дом от прямых ударов молнии. Как его построить самому – смотрите в ролике.

Громоотводы — Справочник химика 21

    Современные научные основы охраны труда в нашей стране сложились в основном после Октябрьской социалистической революции, но отдельные вопросы техники безопасности, промсанитарии и противопожарной обороны решались отечественными учеными еще раньше. Великий русский ученый М. В. Ломоносов впервые разработал и предложил способы проветривания шахт, основанные на использовании физических свойств воздуха. Им же был разработан и предложен громоотвод, принцип действия которого не отличается от современного молниеотвода. В начале XIX века М. В. Сеченов положил начало развитию физиологии труда. В период первой мировой войны академик Н. Д. Зелинский создал фильтрующий противогаз для защиты от отравляющих газов. Большой вклад в научную разработку вопросов охраны труда внесли советские ученые Н. Н. Семенов, Я. Б. Зельдович, разработавшие общую теорию горения, взрыва и детонации, профессор Г. В. Хлопин, определивший теоретические основы предупреждения профзаболеваний и отравлений, и многие другие отечественные ученые. [c.15]
    Первые шесть лет работы Ломоносова были посвящены физическим проблемам молекулярно-кинетической теории газов и тепла, происхождению атмосферного электричества и северных сияний. При этом им было проделано много опытов с громоотводом, во время которых погиб от удара молнии его сотрудник и друг Рихман. [c.26]

    Леса и подмости для защиты от пожара необходимо покрывать металлическими или асбестовыми листами на площади радиусом 5 м от места сварки. Металлические трубчатые леса должны быть обязательно заземлены, а в верхнем ярусе лесов следует устанавливать громоотводы. [c.40]

    При приближении головки лидера импульса молнии к земле наблюдается образование встречных светящихся каналов. Эти каналы растут от высоких зданий, громоотводов и т. д. по направлению к приближающемуся лидеру, сливаются с ним и замыкают разрядный промежуток между облаком и землёй. Свечение главного канала распространяется с очень большой скоростью 10 —10 ° см/сек от земли к облаку по пробитому лидером каналу. Свечение наиболее ярко у земли. Достигнув какой-либо точки разветвления канала молнии, оно распространяется по ответвлению, как бы разливаясь по всем деталям последнего. По основному каналу молнии свечение главного импульса после прохождения каждой точки разветвления распространяется с яркостью, уменьшившейся скачкообразно. [c.579]

    От всего оборудования и коммуникаций должен быть предусмотрен отвод статического электричества, а от зданий и сооружений — громоотводы. [c.406]

    Вверху, не доходя приблизительно на 0,5 л до устья, труба получает небольшую распушку, а самые края ее, под легким уклоном, покрываются глиняными, чугунными или свинцовыми плитами. Вверху трубы устанавливается громоотвод. [c.119]

    Осуществление всякого рода повышенных требований к электроустановкам и электропроводкам в целях безопасности работ, а также устройства громоотводов (по требованию органов труда). [c.33]

    Устройство, которое служит для защиты зданий и сооружений от прямых ударов молнии, называется молниеотводом (громоотводом).  [c.206]

    Мы уже говорили о средствах, используемых для создания заземления теперь проанализируем воздушные устройства — стержни громоотводов .  [c.223]

    В соответствии с этими данными, чтобы иметь защитную зону радиусом 35 м, необходимо установить конец стержня громоотвода на высоте 60 м. Поэтому будет лучше и дешевле, если установить в зоне этого конуса несколько невысоких стержней громоотвода, размещенных в соответствующих пунктах. [c.224]

    Любой стержень громоотвода должен находиться от защищаемой конструкции на расстоянии от 1/4 До /2 его высоты, чтобы избежать возможности боковых разрядов. [c.224]

    От прямых ударов молнии сооружения защищают молниеотводами (громоотводами). Молниеотводы Состоят из трех частей молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Молниеприемник — это металлический стержень, закрепленный над защищаемым объектом, за-зе литель — устройство, служащее для отвода тока в землю, токоотвод — проводник, соединяющий молниеприемник с заземлителем. Молниеотводы ставят на отдельных основаниях вокруг защищаемого объекта или на крышах зданий в зависимости от особенностей производства, характера зданий, высоты объектов. Высота молниеотвода рассчитывается так, чтобы была защищё- [c.50]


    Б печи Паулинга электроды имеют форму рогообразных громоотводов, не раз применявшихся, по крайней мере, в опытных установках и другими лицами, работавшими в этой области. Они вставлены в печь попарно таким образом, что между ними, в их основании, остается весьма маленькое расстояние. Б этом узком пространстве зажигается электрическая дуга, которую проходящая через нее струя воздуха поднимает на верх. Так дуга растягивается на один метр. Между этими электродами находятся вспомогатель ные электроды, служащие для восстановления дуги всякий ра , когда она затухает. Изображенные на рисунке две пары электродов 7, 2 и 3, 8 электрически изолированно проходят через основание печи и посредством проводника 5 замыкаются между собой. Крайние электроды 7 и 8 соединены с источником электрической энергии, а внутренние (юдогнаны друг к другу настолько близко, что почти соприкасаются. Воздух подается через П и 12 так, чтобы потоком его дуга могла быть протянута вверх. Образовавшиеся таким путем отдельные дуги соединяются в одну длиную дугу. [c.73]

    Этот тип разряда получил свое название от тлеющего разряда в форме короны, наблюдавшейся впервые в воздухе на остриях и проволоках под высоким потенциалом относительно окружающей среды. Корона наблюдается при различных давлениях и в разных газах, но более отчетливо она выражена лишь при относительно высоких значе1 иях р. Она появляется на громоотводах и мачтах кораблей (огни св. Эльма), при появлении сильно заряженных туч или грозовых разрядов, а также на высоковольтных линиях электропередач. Разряд в проволочных счетчиках и счетчиках с острием также,вероятно, близок по природе к коронному разря.ту. Разряд этого типа широко применяется для получения заряженных частиц в газах, в частности в электрофильтрах, где они, оседая на частицах пыли или дыма, способствуют удалению последних электрическим полем. Эти разряды применяются также в озонаторах для стерилизации воды (см. главу 2). Коронный разряд очень напоминает тлеюигий разряд в сильно неоднородном электрическом поле. Он может рассматриваться как тлеющий разряд без положительной или отрицательной зоны в зависимости от того, какой заряд несет острие или проволока-—отрицательный или положительный. [c.264]

    Паулииг. Одной из наиболее интересных и с успехом применявшихся печей является печь Паулинга. Она детально описана Руссом . В ней применяются электроды, похожие на вилообразные громоотводы, между которыми проходят дуги, вытягиваемые кверху воздушным дутьем. Эти электроды представляют собою [c.86]

    При приближении головки лидера импульса молнии к земле наблюдается образование встречных светящихся каналов. Эти каналы растут от высоких зданий, громоотводов и т. д. по направлению к прпбли/кающемуся лидеру, сливаются с ним и замыкают разрядный промежуток между облаком и землёй. Свечение главного капала распространяется с очень большой скоростью, 10 —10 см сек, от земли к облаку по пробитому лидером каналу. [c.366]

    Менее совершенными, но зато более легко приложимыми в широких масштабах являются клидонографический метод, использующий образование фигур Лихтенберга при скользящем искровом разряде, вызванном в клидонографе импульсом молнии, и особенно метс ферромагнитных регистраторов. Этот метод основан на остаточном намагничивании железного стержня в магнитном поле тока молнии, протекающего в молниеприём-нике, или по столбу линии электропередачи, в который случайно ударяет молния [1934]. При помощи этих методов возможно статистическое исследование большого числа сл чаев ударов мол- НИИ. Для этого соответствующие приборы в достаточно большом числе присоединяются к громоотводам или к столбам линий электропередачи и после грозы проверяются. О технике исследования молнии смотрите также [1990]. [c.577]

    Объекты энергетического хозяйства. Глава содерншт затраты по организации энергетического хозяйства предприятия. В нее включаются затраты, связанные с прокладкой кабельных линий от ТЭЦ до завода, затраты на строительные и монтажные работы, а также необходимое электрическое оборудование для прокладки электрических сетей по территории завода и строительство понижающих электрических подстанций и распределительных устройств. Кроме того, в главу помещают затраты по электрическому освещению промышленной площадки и установке громоотводов для защиты от молний хранилищ сероуглерода и взрывоопасных цехов. Затраты также отражаются в вертикальных графах. [c.250]

    Современные научные основы техники безопасности, промса-нитарии и противопожарной техники сложились в СССР после Октябрьской социалистической революции, но отдельные важнейшие проблемы в этой области были выдвинуты и разрешены отечественными и зарубежными учеными до революции. Так в XVHI веке М. В. Ломоносов изобрел громоотвод, принцип действия которого не отличается от применяемого в настоящее время молниеотвода. В начале текущего столетия (1901 г.) русский ученый И. М. Сеченов своим трудом Очерк рабочих движений человека положил начало развитию физиологии труда. Позднее И. М. Сеченов разработал физиологический критерий для установления продолжительности рабочего дня. Профессор гигиены Московского университета Ф. Ф. Эрисман в 1887 г. выпустил книгу Гигиена умственного и физического труда , которая не утратила значения до настоящего времени . [c.18]


    Корпус судна, стоящего в доке, должен быть заземлен. При стоянке судна в доке по.чьзование судовым радиотелефоном и телеграфом запрещается. Излучающая цепь должна быть соединена с громоотводом металлической планкой. [c.84]

    В 1851 г., по предложению акад. Э. Ленца (1804—1865), Артиллерпи-ский военно-ученый комитет постанови. на зданиях пороховых заводо) иметь полезным громоотводы [c.572]

    Общепринятым типом громоотвода является громоотвод Франклин с одним воздушным стержнем, соединеппым с системой заземления. Стержень устанавливают в таком месте, чтобы подлежащие защите здания или конструкции находились в пределах его защитной зоны, представляющей собой конус, в вершине которого он и устанавливается. [c.224]


Lightning Rods — Lightning Rod

Молниеотводы были первоначально разработаны Бенджамином Франклином. Громоотвод очень прост — это заостренный металлический стержень, прикрепленный к крыше здания. Стержень может быть дюйм (2 см) в диаметре. Он подключается к огромному куску медного или алюминиевого провода диаметром около дюйма. Провод подключается к проводящей сети , закопанной в земле поблизости.

Назначение громоотводов часто понимают неправильно. Многие считают, что громоотводы «притягивают» молнию.Лучше сказать, что молниеотводы обеспечивают путь к земле с низким сопротивлением, который может использоваться для проведения огромных электрических токов при возникновении ударов молнии. В случае удара молнии система пытается отвести опасный электрический ток от конструкции и безопасно заземлить. Система способна справляться с огромным электрическим током, связанным с ударом. Если удар коснется материала, который не является хорошим проводником, материал будет сильно поврежден нагреванием.Система громоотвода является отличным проводником и, таким образом, позволяет току течь на землю, не вызывая теплового повреждения.

Молния может « прыгнуть вокруг » при ударе. Этот «прыжок» связан с электрическим потенциалом поражаемой цели по отношению к потенциалу земли. Молния может ударить, а затем «искать» путь наименьшего сопротивления, прыгая к ближайшим объектам, которые обеспечивают лучший путь к земле. Если удар происходит рядом с системой громоотвода, система будет иметь путь с очень низким сопротивлением и затем может совершить «прыжок», отводя ток удара на землю, прежде чем он сможет нанести еще какой-либо ущерб.

Как видите, громоотвод предназначен не для привлечения молнии — он просто обеспечивает безопасный выбор для удара молнии. Это может показаться немного придирчивым, но это не так, если учесть, что громоотводы становятся актуальными только тогда, когда происходит удар или сразу после него. Независимо от того, присутствует ли система громоотвода или нет, удар все равно произойдет.

Если конструкция, которую вы пытаетесь защитить, находится на открытой плоской поверхности, вы часто создаете систему молниезащиты, в которой используется очень высокий громоотвод.Этот стержень должен быть выше конструкции. Если область окажется в сильном электрическом поле, высокий стержень может начать посылать положительные стримеры в попытке рассеять электрическое поле. Хотя не факт, что стержень всегда будет проводить разряд молнии в непосредственной близости, он имеет лучшую возможность, чем конструкция. Опять же, цель состоит в том, чтобы обеспечить путь с низким сопротивлением к земле в области, которая может получить удар. Эта возможность возникает из-за силы электрического поля, создаваемого грозовыми облаками.`WmtlDNpu3C-J» 38Y] # t1bOlu’F [@M; TL) 6MV] & * U7db \ UZiV) O + ng`V% EqE, Y \ TZJnj? DWA $ k / -n.HM; OB *, QF &: u5dJ \! F [«TlbC (bO`tWZ _ \ # 8> [X T * HX $] 8 @ oXGm»O, KQLD (& 84AVs ‘;, rI (!. L @ # ii & g + \ # oOZ iPNGg0SL [$ C + U8 *% «n> t; ptU85 = T *) SeQoqN- $ QUU6% ZF.1 # 1: P`cJHKXR] ekXFPD $)% @ — / tq; L : mE> `E’Y6dE7dE4KE, \ # Mc! o] CG51jrf) ‘- /. @ Pl h ,, Z? KT96% W.9B ~> конечный поток эндобдж 4 0 obj > / ExtGState> >> эндобдж 11 0 объект > транслировать J. @ 6k $ @ 8N`MA (‘k5b> u9N9-nC * 26TU%! A24r0BLO + P «CaA2% BNT’25; u;) 9 =! # (DQDg FW ([rRL & 8G: FUt? Ab-aeni [> PM? T / * \ B =) u5KH *) \ K [) — f «1s`nn + Jk.Q] 67E! Z + 9 ~> конечный поток эндобдж 15 0 объект > / ExtGState> >> эндобдж 16 0 объект > транслировать rVlfqs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! qu? Kgs8W & ts8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8Vf`s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! h3-icoDejjs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! q # C? ks8W-! s8W-! s8W & ss8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s / [email protected] _Da @ s8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W) ts8W-! S8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8VMOA8e4: s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, / Br7G? = P3ZRs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! p \ Omes8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! R> C4t_dT # 6s8Lp> s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, us8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s6P-4 f = ucClMpn_nGE7cs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8UPqnGiOg`) PChb \ Ut = s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! p \ Fd`s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, BTE «rks7U0.s0cB9U]: Aos8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s0UJZs8W, # BDV7 _> @ lgos8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, jl21M \ s8S_Os8W-! s0uafNn (F5 eGoOJs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! p & 4ger; Zfss8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, m_Pt? Is3o \ omf3 = es8VM! MPU: @Dkt; 1s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s5 (h9 #) ss8W-! Rt%? dqPn5Qec5 [Ls8W -! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8KK ^ F * 5dXK6WRZs8W-! s8STj k5YJ $ A; d / Vs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! qu? QgrVuots8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, * TY> _dY ^ &] is8W-! s8W, RQhCCYmrOq3kl: \ _ s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! duC8T = 208g; @ $ puos8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s3% PAs3aGSl * \ h: s8W-! s8W & ls8W-! i: 2qes8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8; `aqu?] rs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, ni:? 6 * s8W + k; «jYOs8W-! s8W-! s8W-! s8Du2LB%; R s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s7H * `Z1 \.s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8Tdos8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W -! \ uu) 5rVliss8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, T \, ZL.s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, sn, NFfs75 + Js8W-! rggb & s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! p; 6e.s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s7lBhs8W, \ p & G’ls8U9) s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8U-‘rrIrhuE`Vs8W-! s8W-! s8W-! s8W) sr;? Tps8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, (TE «rks8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! pg; qYs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8V3rGlRgD s8W-! s8W-! s8W-! s8W # qrr2rts8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, dB’oWus8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s.? ks8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, mGgV (+ ZN’t) s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s1sT094dr! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8V [8F8rKU; «akgs8W-! s8W-! s8MoprV? Kns8W) us8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, DMuWh # 1p? RZs8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s + ness) r2Xs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, us8TP> cN! pU! — \ DBs8W-! s8W-! s8) WmrVccrs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W + o _ # OH7d9ZDEs8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! k $ Ri ^ s8? E5Fs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8V17f) PdMD + FX + s (jLds8W-! s8W-! s8W-! oDAR \ p% \ Ibs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s-D [Es8Ubms8W-! jEge) s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8T, [qZ $ T \) 4: I (s1 & BQs8W-! s8W-! s8W-! q «t! ap \» @ YrVuot s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! nRf) PdMs8Qb-s8W-! s8W-! s8W-! qtpBls8N & us8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! nG3 + as2C # u s8W-! s4VPos8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, UEA @ `Ss8W-! s8VQNs8W-! s8W-! s8W-! rr) Zmrr) lss8W-! s8W-! s8W-! p> u> C [/ U + * p «o`Kl0 / 0Is8K = es8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s7c9fs8W-! s5% Dfs8Drsr; -; R / Gq7cYi @ SLk5T \ huA \ kq: b38 lh: AYs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, `nGiOgs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s6QNQM1C25KnanjL5 (\ ELY; _- s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8Q [jrrs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8Q7Bli7 «bs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s6:; Us8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! r; QWjrVuots8W-! s8W-! s8W-! fMhb,>)% uJVLuI; S; «% lIu% gPBWPTRU2], ls8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8,> + h> dNTs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s4% OW s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! rVuchrr [HEd] tbBs8W-! s8W-! s8W, uqu6Wq s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! km $ GB7e [A: SW1g].+ s3Xf? qu?] WURI2Bs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8SVHs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8VbMo` * + 2 s8W-! s-] b-BC5a! s8W-! s8W-! s8W-! rquQdrVliss8W-! s8W-! s8W + lX’-VZIJr) s8W-! Y \ Lu> `6NCqjIX6gs8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! S8W-! HlZqYs8W-! S8W-! S8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! ejiG19’ZHVs5e0es5rLMC # Ilhli7 «bs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8T + Us8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8Q [fG!: 9Qs8W + aOSo.WrnlB.i + _QXs8W-! s8W-! rr2oss8W-! s8W-! s8W-! s8W + ffDkmNs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W + k; jC4A s8W-! A # oY0qu> Rs8W-! s8W-! s8N # rrVuot s8W-! s8W-! s8W + aeGoRKs8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W-! s8W, J VZ3gIs8W «дБ».$ Des- (DeWj! Ci3p $ CMI? HB4YFY @ D) WoL ?? = Y] 85) NI 92% lN: e4) N: .n / P9h2-Apk [\ GT; S3CSN *; s8Q! T # nq;! Vs8W, fH> 7 & 6 [-k! -E! .ECs8W-! S8W-! QY: ‘ я ! S8W- s1iNbs8Drrr; Х1 & JGlj & n15H && Jq & делают & U & Zs8W — && ч & WrJh2 & JY && QS && s8W & K & NK9 && O_Z && HJrVuots8W & _rr & NipQX && r88u & A2mE &&&&& gQJLBU7 & tGfX0Hd &&&& dLuuSdZqrZ && J & AD3 & ioY3BB2 & sYNfT6 & dVPg & Z & _B_gauN1KKVjP &&&& D & i7BU..CRU & JQU &&&& Xn5L & eMlHP & JZ &&& G & Nb3s4p0dHN & Х &&&& W & QOH & ts8W- & WM & т && Y9 & ms8W- & Ds8Mrrs8W- & ts8W — && us8W- & U & us8W- & Us8W- & URR && D & eGoRKs8W- & ls6tD_ & us8W- & D & urgf && M & O & JVJSh7 & F_u & D85Dg && AgXt-5inN & G & us8W- & qs8W — && Qrr &&& ss4M && us8N && Х6 && р & us8W — && rSs4KOV & Es8W- & м && Q & gjmJm4ds & B & G && rXs8W — && i5r && fDAEW && us8Vons & Jj & п && L7l- & NMg52 & etrh & J && J & ес & Х5 & ts8W- & ss8W- & G && B &&&& Whs8W- & uoCi4 & US8 & U & us8W- & urqQNn && Ys8W — && Ds8W- & us8W & e55s8TZ & US8: & us8W & Ys8W — & us8W — && us8W- & U2 & F & GbaNDcXe & М & e55s8W- & K & us8W — &&& Ys8W- & ss8W- & Whs8W- & ss8W — &: & N && Ys8W- & nQ6 &&& QJ && LPs8W — && у && s2 & us8W & ts8W- & urqlZms5GMSs7uWnqZ & ts8W- & ts8W &&& У &&& р & ts8W- & Ed & L4Fu.J: N & rJqSQ &&&& ИД && г &&& Ю.Г. && J & eYfk & jSMN & T: D & UY.1sKYd1 & e_ & м — && VSqR & C && bD1Id & llOBfoAZ && V: &&& e.akR38HM & sKOPOEK & Au &&&&& mrVlWgq & us8W & ts8W- & ts8W- & URR & us8W- & т & us8W — && RQ & rqZ & us8W & rVuips4 & СРБ & us8W- & fDhmSmXAQ && SJ && us8W- & rrr2rts8W — && us8W- & J & us8W- & J5 & us8W- & EGJ &&&& ts8W- & nmSlrdRZ &: & U && G && B &&& G & I & ANF & ts8T & S-4s8W- & us8W- & ls8W- & s8W — &&& Zs8W — && ч && rXs8W- & Qu & e55s8W — && is8W- & urr2rts7 && YdCs8W- & ts8W- & ss8W- & && Биду & А0 & ts7ZEks8Vups8W- & J &: & В9 & js8W — && D4A7pD & TQ1 && Et: 7A && us8U & Ys8W && s8W- & J &&& us8W — &&&& k7ns8W — && bs8W — &&& Kt & ч && && s8VfFZ & is8W- & PLC.& U & rXs8W- & Y & s8W & U & И. & B & s8W- & WHS &&& O & s8W- & kI_I & ls8W — &&& ss8W- & s8W & SQs7AV5s8W- & s8W- & s8W- & s8W- & K8 & ZFK: & U && TdmVr && MPTX && Bam & && Р & Например, & Х & Q & FcR3 && F & БИФ &&& :: & HM & м & J & охраны труда и промышленной 0fs8w-> 7s8w-> 2>

Учебник по физике: Lightning

Пожалуй, самым известным и мощным проявлением электростатики в природе является гроза.Грозы неизбежны от внимания человечества. Их никогда не приглашали, никогда не планировали и никогда не оставляли незамеченными. Ярость удара молнии разбудит человека посреди ночи. Они отправляют детей вбегать в родительские спальни, требуя уверенности в том, что все будет в безопасности. Ярость удара молнии способна прервать полуденные разговоры и дела. Они — частая причина отмены игр с мячом и прогулок в гольф. Дети и взрослые одинаково толпятся у окон, чтобы наблюдать за отображением молний в небе, трепещущие перед мощью статических разрядов.Действительно, гроза — это самое яркое проявление электростатики в природе.

В этой части Урока 4 мы обсудим два вопроса:

  • Какова причина и механизм поражения молнией?
  • Как громоотводы служат для защиты зданий от разрушительного воздействия удара молнии?

Накопление статического заряда в облаках

Научное сообщество давно размышляет о причинах ударов молнии.Даже сегодня это предмет многочисленных научных исследований и теоретизирования. Детали того, как облако становится статически заряженным, не совсем понятны (на момент написания этой статьи). Тем не менее, есть несколько теорий, которые имеют большой смысл и демонстрируют многие концепции, ранее обсуждавшиеся в этом разделе Физического класса.

Предвестником любого удара молнии является поляризация положительных и отрицательных зарядов внутри грозового облака. Известно, что вершины грозовых облаков приобретают избыток положительного заряда, а низы грозовых облаков приобретают избыток отрицательного заряда.Два механизма кажутся важными для процесса поляризации. Один из механизмов включает разделение заряда посредством процесса, который напоминает зарядку трением. Облака, как известно, содержат бесчисленные миллионы взвешенных капель воды и частиц льда, которые движутся и кружатся в турбулентном режиме. Дополнительная вода из земли испаряется, поднимается вверх и образует скопления капель по мере приближения к облаку. Эта поднимающаяся вверх влага сталкивается с каплями воды в облаках. При столкновении электроны отрываются от поднимающихся капель, вызывая отделение отрицательных электронов от положительно заряженной капли воды или кластера капель.

Второй механизм, который способствует поляризации грозового облака, связан с процессом замораживания. Повышение влажности сопровождается более низкими температурами на больших высотах. Эти более низкие температуры вызывают замерзание скопления капель воды. Замороженные частицы имеют тенденцию к более плотному скоплению вместе и образуют центральные области скопления капель. Замороженная часть скопления поднимающейся влаги становится отрицательно заряженной, а внешние капли приобретают положительный заряд.Воздушные потоки внутри облаков могут оторвать внешние части скоплений и унести их вверх, к вершине облаков. Замороженная часть капель с их отрицательным зарядом имеет тенденцию тяготеть к нижней части грозовых облаков. Таким образом, облака становятся еще более поляризованными.

Считается, что эти два механизма являются основными причинами поляризации грозовых облаков. В конце концов, грозовое облако становится поляризованным: положительные заряды переносятся в верхние части облаков, а отрицательные части тяготеют к нижней части облаков.Не менее важное влияние на поверхность Земли оказывает поляризация облаков. Электрическое поле облака распространяется через окружающее его пространство и вызывает движение электронов на Земле. Электроны на внешней поверхности Земли отталкиваются нижней поверхностью отрицательно заряженного облака. Это создает противоположный заряд на поверхности Земли. Здания, деревья и даже люди могут испытывать накопление статического заряда, поскольку электроны отталкиваются дном облака. С облаком, поляризованным на противоположности, и положительным зарядом, индуцированным на поверхности Земли, все готово для второго акта драмы удара молнии.

Механика удара молнии

По мере увеличения накопления статического заряда в грозовом облаке электрическое поле, окружающее облако, становится сильнее. Обычно воздух, окружающий облако, был бы достаточно хорошим изолятором, чтобы предотвратить разряд электронов на Землю. Тем не менее, сильные электрические поля, окружающие облако, способны ионизировать окружающий воздух и делать его более проводящим.Ионизация заключается в отрыве электронов от внешних оболочек молекул газа. Таким образом, молекулы газа, из которых состоит воздух, превращаются в суп из положительных ионов и свободных электронов. Изолирующий воздух превращается в проводящую плазму . Способность электрических полей грозового облака преобразовывать воздух в проводник делает возможной передачу заряда (в виде молнии) от облака к земле (или даже к другим облакам).

Удар молнии начинается с разработки ступенчатого лидера .Избыточные электроны на дне облака начинают путешествие через проводящий воздух к земле со скоростью до 60 миль в секунду. Эти электроны движутся зигзагообразными путями к земле, разветвляясь в разных местах. Переменные, влияющие на детали фактического пути, малоизвестны. Считается, что присутствие примесей или частиц пыли в различных частях воздуха может создавать области между облаками и землей, которые обладают большей проводимостью, чем другие области. По мере роста ступенчатого лидера он может освещаться пурпурным свечением, характерным для молекул ионизированного воздуха.Тем не менее, лидер — это не настоящий удар молнии; он просто обеспечивает дорогу между облаком и Землей, по которой в конечном итоге будет перемещаться молния.

Когда электроны ступенчатого лидера приближаются к Земле, происходит дополнительное отталкивание электронов вниз от поверхности Земли. Количество положительного заряда, находящегося на поверхности Земли, становится еще больше. Этот заряд начинает мигрировать вверх через здания, деревья и людей в воздух.Этот восходящий восходящий положительный заряд, известный как стример , приближается к ступенчатому лидеру в воздухе над поверхностью Земли. Лента может встретиться с лидером на высоте, эквивалентной длине футбольного поля. После установления контакта между косой и лидером намечается полный проводящий путь и начинается молния. Точка контакта между наземным зарядом и облачным зарядом быстро поднимается вверх со скоростью до 50 000 миль в секунду. Целый миллиард триллионов электронов могут пройти этот путь менее чем за миллисекунду.За этим начальным ударом следует несколько вторичных ударов или скачков заряда в быстрой последовательности. Эти вторичные выбросы разнесены во времени так близко, что могут выглядеть как один удар. Огромный и быстрый поток заряда по этому пути между облаком и Землей нагревает окружающий воздух, заставляя его сильно расширяться. Расширение воздуха создает ударную волну, которую мы наблюдаем как гром.

Молниеотводы и другие средства защиты

Высокие здания, фермерские дома и другие строения, восприимчивые к ударам молнии, часто оснащены громоотводами .Крепление заземленного громоотвода к зданию — это защитная мера, которая предпринимается для защиты здания в случае удара молнии. Первоначально концепция громоотвода была разработана Беном Франклином. Франклин предположил, что молниеотводы должны состоять из заостренного металлического столба, который поднимается вверх над зданием, которое он предназначен для защиты. Франклин предположил, что громоотвод защищает здание одним из двух способов. Во-первых, стержень служит для предотвращения разряда молнии заряженным облаком.Во-вторых, громоотвод служит для безопасного отвода молнии на землю в том случае, если облако действительно разряжает свою молнию с помощью болта. Теории Франклина о работе громоотводов существуют уже несколько столетий. И только в последние десятилетия научные исследования предоставили доказательства, подтверждающие, как они действуют для защиты зданий от повреждений молнией.

Первую из двух предложенных Франклином теорий часто называют теорией рассеяния молнии .Согласно теории, использование громоотвода на здании защищает здание, предотвращая удар молнии. Идея основана на том принципе, что напряженность электрического поля вокруг заостренного объекта велика. Сильные электрические поля, окружающие заостренный предмет, служат для ионизации окружающего воздуха, тем самым повышая его проводящую способность. Теория диссипации утверждает, что по мере приближения грозового облака между статически заряженным облаком и громоотводом устанавливается проводящий путь.Согласно теории, статические заряды постепенно перемещаются по этому пути к земле, что снижает вероятность внезапного и взрывного разряда. Сторонники теории рассеяния молнии утверждают, что основная роль молниеотвода — разрядить облако в течение более длительного периода времени, тем самым предотвращая чрезмерное накопление заряда, характерное для удара молнии.

Вторая из предложенных Франклином теорий о работе громоотвода лежит в основе теории отклонения молнии .Теория отвода молнии утверждает, что молниеприемник защищает здание, обеспечивая проводящий путь заряда к Земле. Громоотвод обычно прикрепляется толстым медным кабелем к заземляющему стержню, который закапывают в землю внизу. Внезапный разряд из облака будет направлен к поднятому громоотводу, но безопасно направлен на Землю, что предотвратит повреждение здания. Громоотвод, присоединенный к нему кабель и заземляющий полюс обеспечивают путь с низким сопротивлением от области над зданием к земле под ним.Отводя заряд через систему молниезащиты, здание избавляется от повреждений, связанных с прохождением через него большого количества электрического заряда.

Исследователи молний в настоящее время в целом убеждены, что теория рассеяния молний дает неточную модель того, как работают громоотводы. Действительно, кончик громоотвода способен ионизировать окружающий воздух и делать его более проводящим. Однако этот эффект распространяется только на несколько метров над кончиком громоотвода.Несколько метров повышенной проводимости над кончиком стержня не способны разряжать большое облако, простирающееся на несколько километров. К сожалению, в настоящее время нет научно проверенных методов предотвращения молний. Более того, недавние полевые исследования показали, что кончик молниеотвода не нужно резко заострять, как предлагал Бен Франклин. Было обнаружено, что громоотводы с тупым концом более восприимчивы к ударам молнии и, таким образом, обеспечивают более вероятный путь разряда заряженного облака.При установке молниеотвода на здание в качестве меры молниезащиты обязательно, чтобы стержень был приподнят над зданием и соединен проводом с низким сопротивлением с землей.


Проверьте свое понимание

Используйте свое понимание, чтобы ответить на следующие вопросы. По завершении нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.

1. ИСТИНА или ЛОЖЬ:

Наличие громоотводов на крыше зданий не позволяет облаку со статическим зарядом передать свой заряд в здание.

2. ИСТИНА или ЛОЖЬ:

Если вы поместите громоотвод на крышу своего дома, но не заземлите его, то ваш дом все равно будет в безопасности в маловероятном случае удара молнии.

Принцип действия молниеотвода ESE — ПОЛИФАРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Молния генерируется слиянием двух вещей: нисходящего лидера, который простирается вниз от грозовой тучи к земле, и восходящей косы, созданной проводящей поверхностью на земле, которая тянется вверх.

Принцип ESE ( Early Streamer Emission ) молниеотвод / стержень , содержащий механизм ионизации , заключается в том, чтобы управлять разрядом молнии, заставляя его двигаться в определенном направлении. Штанга ESE искусственно генерирует восходящий лидер / стример — начало в воздухе, возникающий до того, как сгенерируются другие естественные восходящие лидеры от земли. Смотри. Таким образом, устанавливается привилегированная, так сказать, организованная точка попадания удара молнии.

Внутри стержня / проводника ESE находится ионный генератор . Что интересно, устройство ESE не требует для своей работы дополнительного источника питания — оно полностью автономно и работает от энергии воздуха. Как?

Грозовые облака естественным образом создают атмосферное электрическое поле непосредственно под собой из-за разницы в зарядах между облаком и землей. Электрическое поле увеличивается при приближении к грозовому облаку. Затем стержень / устройство ESE начинает заряжаться только в результате этой разницы (это похоже на ощущение статического электричества волосами на руке, когда вы просто приближаетесь к наэлектризованному объекту, даже не касаясь его).Устройство хранит энергию в конденсаторах внутри. Незадолго до удара молнии электрическое поле атмосферы быстро увеличивается. В момент, когда напряжение на проводе ЭСЭ достигает максимального уровня емкости, устройство инициирует полный разряд конденсатора, т.е. ионизирует окружающий воздух в направлении максимальной разницы зарядов.

Качественные молниеотводы ESE от дистрибьюторов в Чикаго

Стержень / проводник является основной частью системы молниезащиты «Forend» от излучения раннего стримера.Он состоит из воздушного терминала ESE с ионным генератором внутри и соединителя мачты / мачты. Воздушный терминал изготовлен из прочной нержавеющей стали, и его размер и форма рассчитаны (на основе испытаний), чтобы выдерживать высокое напряжение токов молнии. Генератор ионов ESE расположен внутри в специальной изолированной секции, которая изготовлена ​​из корпуса из нержавеющей стали и покрыта изнутри специальной смолой, защищающей его от внешних воздействий. Когда электрическое поле атмосферы увеличивается во время грозы, стержень ESE становится активным и ионизирует окружающий воздух.Начало ионизации воздуха за некоторое время до того, как молния разрядит свой ток, является важным фактором, позволяющим держать удар под контролем и удерживать его вдали от домов, зданий и других ценных объектов. Все модели молниеотводов «Forend» содержат структуры ионного ускорителя для поддержки генераторов ионов. . Чтобы еще больше снизить выход ударного разряда, дополнительные атмосферные электроды используются как часть внешней конструкции стержня. Проводник с такими электродами имеет лучшие временные характеристики ионизации.

Все модели стержней ESE Forend поддаются проверке — каждое устройство имеет стандартную коаксиальную розетку для подключения нашего тестера, который мы продаем отдельно. Такой особенности нет ни у одного другого бренда.

Мы — компания Electra USA, Inc. — единственный прямой представитель Forend Electrical Materials & Foreign Trade Co. в США. Компания Electra USA базируется в Уилинге, штат Иллинойс — северо-западном пригороде Чикаго.

Громоотвод Франклина | Институт Франклина

Что бы вы подумали, если бы увидели человека, преследующего гром и грозу верхом на лошади? Вы, наверное, задались бы вопросом, что он, черт возьми, пытался сделать.Что ж, если вы жили в 1700-х годах и знали Бенджамина Франклина, это как раз то, что вы могли бы увидеть во время ужасной бури. Бен был очарован штормами; он любил их изучать. Если бы он был жив сегодня, мы, вероятно, могли бы добавить к его длинному списку титулов «охотник за штормами».

Именно в Бостоне, штат Массачусетс, в 1746 году Франклин впервые наткнулся на электрические эксперименты других ученых. Он быстро превратил свой дом в небольшую лабораторию, используя машины, сделанные из предметов, которые он нашел в доме.Во время одного эксперимента Бен случайно ударил себя током. В одном из своих писем он описал шок как

.
«… универсальный удар по всему моему телу с головы до ног, который казался как внутри, так и снаружи; после чего первое, на что я обратил внимание, было сильное быстрое сотрясение моего тела …» (Он также имел ощущение онемения в руках и в задней части шеи, которое постепенно проходило.)

Франклин провел лето 1747 года, проводя серию новаторских экспериментов с электричеством.Он записал все свои результаты и идеи для будущих экспериментов в письмах Питеру Коллинсону, коллеге-ученому и другу из Лондона, который был заинтересован в публикации своей работы. К июлю Бен использовал термины «положительный» и «отрицательный» («плюс» и «минус») для описания электричества вместо ранее использовавшихся слов «стекловидное тело» и «смолистое». Франклин описал концепцию электрической батареи в письме Коллинсону весной 1749 года, но не был уверен, чем это может быть полезно. Позже в том же году он объяснил, что, по его мнению, было сходством между электричеством и молнией, например, цвет света, его искривленное направление, треск и другие вещи.Были и другие ученые, которые считали, что молния — это электричество, но Франклин был полон решимости найти способ доказать это.

К 1750 году, помимо желания доказать, что молния является электричеством, Франклин начал думать о защите людей, зданий и других сооружений от молнии. Это переросло в его идею громоотвода. Франклин описал железный стержень длиной около 8 или 10 футов, заостренный на конце. Он писал: «Я думаю, что электрический огонь будет бесшумно выведен из облака, прежде чем он сможет подойти достаточно близко, чтобы поразить… «Два года спустя Франклин решил попробовать свой собственный эксперимент с молнией. Удивительно, но он никогда не писал писем о легендарном эксперименте с воздушным змеем; кто-то другой написал единственный отчет через 15 лет после того, как он состоялся.

В июне 1752 года Франклин был в Филадельфии, ожидая завершения строительства шпиля на вершине Крайст-Черч для его эксперимента (шпиль будет действовать как «громоотвод»). Он стал нетерпеливым и решил, что воздушный змей также сможет приблизиться к грозовым облакам.Бену нужно было выяснить, чем он будет притягивать электрический заряд; он выбрал металлический ключ и прикрепил его к воздушному змею. Затем он привязал веревку воздушного змея к изолирующей шелковой ленте на суставах своей руки. Несмотря на то, что это был очень опасный эксперимент (вы можете увидеть, как выглядит наш громоотвод в верхней части страницы после удара), некоторые люди считают, что Бен не пострадал, потому что он не проводил свой тест во время худшего. часть шторма. При первых признаках того, что ключ получает электрический заряд из воздуха, Франклин понял, что молния — это форма электричества.Его 21-летний сын Уильям был единственным свидетелем происшествия.

За два года до эксперимента с воздушным змеем и ключом Бен заметил, что острая железная игла проводит электричество от заряженной металлической сферы. Сначала он предположил, что молнию можно предотвратить, используя приподнятый железный стержень, соединенный с землей, чтобы снять статическое электричество из облака. Франклин сформулировал эти мысли, размышляя о пользе громоотвода:

«Пусть знание этой силы очков не будет полезно человечеству при сохранении домов, церквей, кораблей и т. Д.от удара молнии, направляя нас закрепить на самых высоких частях этих зданий вертикальные железные стержни, острые, как игла … подошли достаточно близко, чтобы нанести удар и тем самым уберечь нас от этого самого внезапного и ужасного бедствия! «

Франклин начал защищать громоотводы с острыми концами. Его английские коллеги отдавали предпочтение громоотводам с тупым концом, считая, что острые притягивают молнии и увеличивают риск ударов; они думали, что тупые стержни менее подвержены ударам.Король Георг III снабдил свой дворец тупым громоотводом. Когда пришло время оборудовать здания колоний громоотводами, это решение стало политическим заявлением. Популярный заостренный громоотвод выражал поддержку теорий Франклина о защите общественных зданий и отказ от теорий, поддерживаемых королем. Англичане думали, что это еще один способ непослушания процветающих колоний.

Громоотводы Франклина вскоре можно было найти для защиты многих зданий и домов.Громоотвод, построенный на куполе Государственного дома в Мэриленде, был самым большим громоотводом типа «Франклин», когда-либо прикрепленным к общественному или частному зданию при жизни Бена. Он был построен в соответствии с его рекомендациями и имел только один зарегистрированный случай повреждения молнией. Остроконечный громоотвод, установленный на Государственном доме и других зданиях, стал символом изобретательности и независимости молодой, процветающей нации, а также интеллекта и изобретательности Бенджамина Франклина.

Примечание. Изображенный выше объект является частью защищенной коллекции объектов Института Франклина. Изображение © Институт Франклина. Все права защищены.

Lightning Conductors — Scientific American

В это время года у нас обычно возникают вопросы о молниеотводах, например об их наилучшей форме, наилучшем веществе, толщине и способах их монтажа. Какая перемена произошла в умах людей, уважающих молнию, с тех пор, как философ Франклин открыл ее тождество с электричеством.Одно время янтарь считался имеющим таинственную связь с миром духов, отсюда древние восточные истории о магических кольцах и т. Д. Римские солдаты с трепетом смотрели на огни, которые часто видели танцующими на остриях их копий; и моряки с удивлением смотрели на мерцающие огни — их «Кастор и Поллукс», — которые часто играли вокруг «главного грузовика». Открытие, открытое Стивеном Греем в 1720 году, чуть более века назад, знаменует собой важную эпоху в физической науке; но наиболее важным открытием, связанным с нашим текстом, было открытие Франклина, о котором мы упоминали.Это открытие было одним из самых романтичных за всю историю философии. Как величественно возвышается благородный старый философ-печатник перед мысленным взором, стоящий в своем строгом коричневом пальто, глядя своим спокойным задумчивым лицом вверх, на крохотного воздушного змея, которого он поднял, чтобы выманить молниеносного Долта из темной громовой колесницы и запереть его. это на пол матери-земли. В этот момент родилась новая наука — молниеотводы; Франклин был современным Прометеем, укравшим огонь с небес.Дальнейшие исследования доказали, что земля и воздух в равной степени находились под влиянием электричества, и что это был всепроникающий элемент. Было показано, что в природе не существует тела, через которое этот тонкий принцип не распространялся бы, что изменения постоянно производились вмешательством; Что касается других физических сил, и, таким образом, в усилиях, направленных на восстановление равновесия, мы наблюдаем проявления электрического явления — молнии. На каждой стадии роста животных и растений электричество либо поглощается, либо выделяется, и никакие изменения в форме материи не могут произойти, не влияя на изменение ее электрических условий.Когда вода превращается в пар под интенсивным солнечным воздействием, электрическое равновесие нарушается, и в усилиях природы по восстановлению утраченного баланса между землей и воздухом возникают грозы. Электричество накапливается и плавает в облаках, и, если оно не разряжается или не возвращается обратно на землю, когда облако становится чрезмерно заряженным своей артиллерией, оно разрывается в ярости и иногда оказывается очень разрушительным для людей и имущества детей человеческих. Когда молния ударяет в дерево, попадая на землю из облака, она часто раскалывает его на куски; он никогда не проходит мимо твердого вещества, на которое падает; он пытается найти свой путь к Земле через промежутки между частицами, составляющими олидный объект; когда этих каналов недостаточно, чтобы передать это, их выбрасывают в стороны, и дерево, дом или другой объект раскололись во всех направлениях.Есть определенные тела, которые благодаря своей особой молекулярной структуре обладают свойством позволять этой жидкости свободно проходить через них, и любое из этих тел достаточного размера, чтобы передать на Землю все электричество грозового облака, если Расположенный рядом с ним, он будет проходить к земле так же тихо, удобно и безвредно, как труба отводит дождевую воду с крыши здания. Эти тела называются молниеотводами; Франклин первым применил их — его практический ум всегда обращал внимание на полезное, и это было одним из его самых полезных открытий.Медный или железный стержень, возведенный так, чтобы выступать над самой высокой точкой здания и проводился к какой-то влажной части земли, как мы заявляли, выполняет те же функции для молнии, что и водосточный желоб для дождевой воды, проводя ее. в цистерну с крыши жилого дома. Лучшим проводником молнии является медь — не стоит бояться, что она окажется слишком толстой: Фарадей говорит: «Твердая часть — великий объект». До сих пор многие считали научным фактом, что поверхность была всем в молниеотводе, поэтому скрученные железные стержни и плоские полоски ошибочно использовались вместо толстых стержней одинакового диаметра повсюду.Если мы возьмем провод и сформируем гальваническую цепь с мощной батареей, если одна часть провода будет тонкой или сделана из другого металла, например, железное звено в медной цепи, тонкая часть будет сильно повреждена. нагревается, и железное звено тоже. Следовательно, молниеотвод должен иметь одинаковую толщину ниже верхней точки и должен быть изготовлен из металла толщиной не более одного миллиметра сверху вниз. Острие стержня может быть покрыто серебром или медью. Принцип устройства и монтажа молниеотводов очень прост; это может сделать любой человек или дать указание сделать это, кто меньше всего обращает внимание на изложенные нами принципы.Толщина металлической проволоки, как мы полагаем, должна быть не менее полдюйма в диаметре, но пусть это будет толстая проволока, а не вообще никакой. Стойки для крепления проводника к дымоходу или стене дома должны быть непроводящими, например тонкими металлическими полосками, вбитыми в сухие лакированные деревянные колышки, а проводник должен всегда иметь наибольшую площадь металлической поверхности и раздел ; и он должен заканчиваться какой-нибудь влажной частью земли, например, колодцем или цистерной. Хорошая система громоотводов может защитить любую территорию от грозы.Наука права в этом вопросе, и на юге Франции виноградари теперь защищают свои лозы от разрушительных ливней с градом, вызванных внезапным замерзанием воды дождевого облака, когда оно лишается скрытого тепла внезапными электрическими разрядами. Они делают это, поднимая громоотводы над своими садами; там, где они распространены в изобилии, градовые бури сейчас малоизвестны в тех местах, где когда-то они были довольно частыми. Так много человек приобрел, управляя воздушным змеем из рук американского философа.

МОЛНИЯ — TecnoNauticCOM

Штормы на море — одно из самых страшных погодных явлений для моряков, молнии вызывают многочисленные несчастные случаи в открытом море, а также в портах. Когда молния ударяет в мачту парусника, энергия ищет кратчайший путь, чтобы добраться до суши по воде. На своем пути ток молнии порождает эффекты, разрушающие электронное оборудование, что может даже вызвать перфорацию корпуса, которая становится водным путем. В течение той доли секунды, когда длится удар молнии, весь экипаж подвергается риску поражения электрическим током, последствия которого могут варьироваться от простого электростатического разряда до смерти от электрического тока.

Известны различные системы молниезащиты, все они основаны на пассивной ионизации, обычно представляют собой заостренные или многоточечные элементы в форме вазы. Эти системы возбуждают, ища создание и захват луча в самой высокой точке лодки. К сожалению, с помощью этих систем невозможно контролировать энергию разряда молнии, которая может вызвать электрические эффекты, которые повредят электронику, связь или электрическую часть или поставят под угрозу здоровье экипажа.

МОЖЕМ ЛИ МЫ БЕЗОПАСНО ЗАЩИТИТЬ НАШИ ЛОДКИ?

Да, мы можем избежать рисков. Новая технология молниеотвода PDCE предназначена для уменьшения электрического поля, которое накапливается в атмосфере до появления молнии, ее эффект снижает вероятность удара молнии в лодке на 100%. Его принцип действия основан на деионизации воздуха, так что лодка не подвергается воздействию высокого электрического напряжения и не возбуждает создание и захват луча.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.