Глубинное (штыревое) заземление


Молниезащита (Продолжение)
Комплексная система защиты
на примере продукции ведущих германских предприятий
OBO Bettermann и B-S-Technic GmbH

Частный дом. Вариант внешней молниезащиты OBO Bettermann и B-S-Technic GmbH коттеджа со штыревыми (глубинными) заземляющими устройствами

Вариант внешней молниезащиты коттеджа от OBO Bettermann со штыревыми (глубинными) заземляющими устройствами
10. Промежуточный соединитель
10. Промежуточный соединитель
11. Держатель стержневой
11. Держатель стержневой
12.Стержень земляного ввода
12.Стержень земляного ввода
13.Соединитель крестовой (стержня с плоским проводником)
13.Соединитель крестовой (стержня с плоским проводником)
14.Соединитель крестовой (плоских проводников)
14.Соединитель крестовой (плоских проводников)
15. Плоский проводник
15. Плоский проводник
16. Шина уравнивания потенциалов
16. Шина уравнивания потенциалов"
18. Антикоррозионная лента
18. Антикоррозионная лента
19. Стержень заземления
19. Стержень заземления
20. Наконечник стержня заземления
20. Наконечник стержня заземления
29. Антикоррозионная лента
29. Антикоррозионная лента

Молниезащита коттеджа.

Все, что нужно знать о молниезащите коттеджа.

Грозы на нашей планете случаются непрерывно. Специалисты подсчитали: каждую секунду в землю вонзается около ста молний. Каждая из них - мощный сгусток энергии, порой до 200 тысяч ампер. По этой причине горят леса, разрушаются дома, гибнут люди...

Знаете, что я делаю обычно, оказавшись в одиночестве своего загородного дома во время грозы, когда раскаты грома сотрясают стены, молнии сверкают и струи дождя хлещут по стеклу? Я беру в руки 100-долларовую купюру и поглаживаю портрет Бенджамина Франклина. Ведь это именно он. создатель Американской Конституции, основоположник всех свобод Америки, знаменитый ученый, изобрел громоотвод.

Сегодня уберечься от молнии, которая долгие тысячелетия казалась непреодолимой и непредсказуемой стихийной силой, вполне возможно. Что такое громоотвод и зачем он нужен - теперь знают все. А вот оборудован ли им ваш дом?

Мы побеседовали с представителями многих уважаемых кровельных компаний, и все они в один голос дали однозначные ответы на два ключевых вопроса. Первый: нужен ли громоотвод? Ответ: конечно, обязательно! А вот на второй вопрос, как часто заказчики просят оборудовать системой грозозащиты новую кровлю, специалисты с легким смущением признавались: ПРАКТИЧЕСКИ НИКОГДА.

Что же вы, россияне, страх потеряли? Решили поступать по принципу «гром не грянет - мужик не перекрестится»? Да нет, просто сегодня большинство тех, кто строит загородные коттеджи, - горожане. А жителям городских квартир редко приходилось задумываться и над тем, откуда берется вода в кране, почему в розетке есть ток и защищен ли их дом от прямого попадания молнии. Помните классический текст объявления: «первый и последний этажи не предлагать»? Конечно, ведь на последнем этаже - крыша и все связанные с ней проблемы, а на первом, кроме любопытных прохожих, - подвал со всеми инженерными коммуникациями. Поэтому владельцу нового загородного дома надо обязательно осознать: его квартира теперь - одновременно и на первом, и на последнем этажах, а подвал и кровля входят не только в его личную собственность, но и в зону глубокой личной ответственности, А к такой ответственности мы не всегда готовы. Нет опыта. Поэтому, размышляя над безопасностью и качеством постройки нового дома, о грозозащите до обидного постоянно забывают.

На момент сдачи в печать этого номера мы не успели получить полной статистики из МЧС об уничтожении домов, не снабженных громоотводами, от прямого попадания молнии.

Но вот для примера сводка по Новосибирской области:

1997 год - 12 пожаров, один человек погиб;

1998 год - 18 пожаров, гибели людей нет;

1999 год - 9 пожаров, один человек погиб;

2000 год - 13 пожаров, гибели людей нет;

2001 год - уже 14 пожаров, два человека погибли;

Вам это может показаться не страшным. Подумаешь, 14 домов сгорело, всего два покойника... Отвратительная вещь - статистика. Два трупа - пустяки! Новосибирская область большая! А теперь представьте, что уничтожен дом вашей мамы, сгорел лучший друг, да и самим вам настал конец из-за какой-то паршивой молнии.

Поэтому мы убеждены: об этой проблеме надо звонить во все колокола. И будем стараться звонить погромче.

Начнем с начала. Что же такое громоотвод? Открываем Энциклопедический словарь и читаем: «ГРОМООТВОД, распространенное в быту неправильное название молниеотвода.»

Конечно! Какой вред принесет нам гром? Ну. погрохочет. Мы ведь собираемся отвести от себя молнию. Исправляем свою ошибку, и дальше в тексте статьи вы встретитесь только с МОЛНИЕотводами и системами МОЛНИЕзащиты.

Когда изобретение Франклина стало известно миру, люди встретили его с ликованием, В конце XVIII века маленькими молниеотводами были украшены даже шляпки всех парижских модниц.

Два с лишним века человечество усовершенствовало это изобретение. Сейчас существуют целые системы защиты от молнии домов, самолетов, бензоколонок, кораблей, антенн... При этом конструкция в каждом случае учитывает все специфические особенности защищаемого объекта и окружающих его условий.

Расскажем о системах молниезащиты коттеджей, дач и небольших построек на вашем участке, таких, например, как бани.

В принципе система молниезащиты на удивление проста. Ваша задача - встретить молнию на подлете к вашей крыше и сделать так, чтобы она изменила свое первоначальное направление и, скользнув вдоль стены, ушла в землю рядом. Поэтому молниезащита состоит из трех основных частей: молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Молниеприемник получает удар молнии, передает его токоотводу, а тот - заземлителю, который гасит разряд в толще грунта.

По сути своей молния - это огромная электрическая искра, которая проскакивает между небом и землей из-за того, что образовалась противоположная заряженность облаков и поверхности. Совсем как при коротком замыкании в электропроводке. Искра, разумеется, «пробивает» на том участке, где расстояние между «плюсом» и «минусом» короче. Поэтому молния, как правило, ударяет в отдельно стоящие объекты, которые поближе к небу, вроде высокого дерева или... вашего дома, Но есть у электричества природная любовь к металлу.

Если небесной искре предоставить выбор между стальным или деревянным столбом, при прочих равных условиях ее потянет «на железненькое». Этот феномен, кстати, не совсем корректно используют в своих рекламных целях некоторые производители неметаллических кровельных материалов. На сайте одной очень известной компании мы встретили заявление, что ее крыши, дескать, не «притягивают молнии», как крыши из продукции конкурентов. Внесем ясность. От удара молнии не спасет никакая крыша в этом мире, из чего бы ее ни сделали, если она не оборудована молниезащитой. И еще надо посмотреть, какой кровле придется легче. На фотографиях видны вековые (и совсем не железные) деревья, расколотые молнией пополам до самых корней.

Еще раз повторимся, чтобы избежать двусмысленности и спекуляций. Весь вопрос в том, чтобы направить молнию МИМО крыши, из чего бы она ни была построена. А вот система молниезащиты для каждого типа крыш, как утверждают специалисты Центра электромагнитной безопасности, созданного в 1994 году на базе Государственного научного центра Российской Федерации - Института биофизики Федерального управления медико-биологических и экстремальных проблем, действительно должна учитывать специфику кровельного материала.

В классическом виде конструкция молниеотвода выглядит следующим образом.

На самом высоком месте кровли устанавливают при помощи подпорок стальной стержень круглого сечения. Его можно сделать и из стальной трубы, только желательно с запаянным или закрытым металлической пробкой торцом. Это - молниеприемник. Он примет первый удар. Длина его может варьироваться от 200 до 1500 мм. но в любом случае площадь сечения обращенного в небо штыря должна составлять не менее 100 мм2.

От молниеприемника пойдет токоотвод -проволока с рекомендованной толщиной 6 мм. Ее нужно к молниеприемнику тщательно и надежно приварить: 200 тысяч ампер будут проходить через это соединение - не шутка.

Токоотвод спускают с крыши и, прикрепляя к стене дома скобами, доводят до земли и погружают в нее, где на глубине 1-2 м заложен заземлитель (опять же очень тщательно приваренный к токоотводу). В качестве заземлителя можно использовать кусок металлической трубы или лист стали. А если неохота копать, можно устроить заземлитель из забитого в землю стального прута. Только по ГОСТу его надо забить на глубину 2-3 метра.

Это теория. А теперь вернемся к практике и разным типам крыш.

1.Все виды металлической кровли.

Для них идеальным вариантом является описанная выше классическая схема молниезащиты. Обратите внимание на то, что лучше прокладывать токоотвод по стене дома, противоположной входу, и закапывать заземлитель подальше от фундамента и различных садовых построек.

2.Шифер и тому подобное, включая дерево.

Для таких крыш специалисты советуют иную систему. Вдоль «конька» кровли по всей длине протягивается металлический трос на подпорках, к нему припаивается токоотвод, спускается вдоль крыши, проходит по стене (можно провод пропустить в водосток) и уходит в землю. Токоотвод припаян к заземлителю из стального листа. Система должна располагаться также на расстоянии 3-5 метров от входа.

Все виды черепицы. Для защиты черепичных крыш специалисты советуют накинуть на кровлю сетку из стальной проволоки с шагом ячейки не более чем 6 х 6 м, но и не особенно частой. Диаметр проволоки или троса для такой сетки должен быть приблизительно 6 мм. Все стыки проволоки пропаиваются. Затем к этой сетке присоединяется токоотвод, который заканчивается закопанной в землю стальной пластиной заземлителя.

Вот и достаточно для начала. Потому что дальше начинаются сложности. Мы описали простейшие системы молниезащиты для теоретических домов. На практике кровля современного коттеджа может быть украшена не только какими-нибудь флюгерами и флагштоками, но и телевизионными антеннами, устройствами спутниковой связи и прочими тянущимися высоко в небо железными побрякушками. А молния - дура! Ей все это слишком напоминает молниеотвод. Только куда этот НТВ+ громоотвод заземлен? Правильно!

Нам позвонил представитель дружественной компании. Из тех, которым заказывают системы молниезащиты для частных домов. Он с гордостью сообщил, что к ним сегодня наконец-то обратился важный клиент и заказал "такой крутой громоотвод, как только бывает». Дело в том, что в 4-этажном коттедже клиента были в художественном беспорядке расставлены четыре крутых телевизора стоимостью по 15000 долларов каждый. И все это было подключено к спутниковой тарелке. Стоял март месяц. Даже не «начало мая». Весенний первый гром ударил в этом году раньше...

С далекой древности люди думали, что грозы - наказание богов. Грома боятся и люди и животные. Но грома бояться не стоит, стоит бояться молний. Поэтому сразу уточним термины. Здесь мы будем говорить не о громоотводах а, о молниезащите зданий и коттеджей.

За несколько секунд грозовые тучи над Землей образуют около ста разрядов молний, сила тока в которых может быть огромной величины (более 200 тысяч ампер). К этому можно добавить, что около 40% пожаров деревянных строений происходит вследствие ударов молний. Пожары возникают даже не из-за первичного возгорания дерева, а из-за поражения током сетей инженерных коммуникаций - водопровод, электросети, системы канализации и т.д.

Так как же образуется молния, куда бьет, и как от нее защититься?

В результате трения капель воды и частиц льда в грозовом облаке накапливается электрический потенциал. При разнице потенциалов между поверхностью земли и тучей образуется канал из ионизированного воздуха, через который при достижении определенной величины и бьет мощный разряд тока.

Надо добавить, что молния проходит по пути наименьшего сопротивления, т.е. бьет в наиболее возвышенные над землей точки, металлические или влажные предметы, кровли зданий.

На этом и основана система молниезащиты.

Системы молниезащиты делятся на 2 типа:

пассивная молниезащита;

активная молниезащита.

Простейшая пассивная молниезащита кровель зданий и коттеджа является традиционной и наименее дорогой. Она состоит из следующих элементов:

Молниеприемник - стальной стержень диаметром от 12 мм длиной от 500 до 1500 мм., устанавливаемый в верхней точке кровли, принимающий на себя удар молний (для некоторых видов кровли более целесообразно использовать несколько молниеприемников, натянутую над коньком проволоку или стальную сетку, натянутую по всей плоскости кровли).

Молниеотвод - стальной пруток или кабель, предназначен, для соединения молниеприемника с заземлением. Проводится обычно по внешней стене дома в местах недоступных для контакта.

Заземлитель - 2-3 стальных электрода которые сваривают с заглубленной на 2-3 метра стальной пластиной.

Система уравнивания потенциалов - служит для сглаживания силы тока между остальным электрооборудованием в коттедже, подлежащим заземлению.

Активная молниезащита имеет такую же конфигурацию как пассивная. Принципиальное отличие в том, что молниеприемник, для более надежного попадания в него молнии, сам начинает генерировать восходящий поток ионов, если напряжение электронного поля в атмосфере лежит в диапазоне 5 кВт/м3. Активную молниезащиту используют для обеспечения безопасности складов ГСМ и.т.д. ввиду ее высокой стоимости.

Всегда следует учитывать, что расчет и монтаж систем молниезащиты зданий и коттеджей можно доверять только профессионалам.


Устройства глубинного заземления

Проще называть данные изделия производным существительным, определением заземление. В любой области промышленности, где используются электроагрегаты, без данных установок обойтись просто невозможно. «Правила устройства электроустановок» диктуют необходимость использования совокупности подобных механизмом в базисной конструкции любого питающегося от электростанции агрегата. Заземление – это ряд металлических устройств, созданных из группы цветных металлов (преимущественно меди, цинка и хрома), закопанных в землю. По сути проводящий элемент является трансформатором оттока импульсов непосредственно в толщу грунта.

Для того, чтобы целесообразно и эргономично разместить заземляющую установку, прежде всего необходимо уточнить сопротивление грунтовой поверхности и в связи с этим определиться, какое именно сопротивление расчетного типа необходимо иметь проводникам зaземления. Исходя из данных параметров, определяется вес и объем проводников, которые будут утоплены в почву. Проводники используются либо стержневые, либо цельнопластинчатые.

Наша компания предлагает широкий ассортимент проводящих металлов, стального листа и прочих сопутствующих материалов производится через форму связи на главной странице сайта.

В целом заземлитель включает в состав собственно заземляющий проводник (металл) и проводящий закрепитель. Установка заземлителя производится при помощи специально сконструированных штырей, которые являются электродами. Также используется поперечный соединяющий несущие штыри, дополнительный электрод.

Электрод несущего типа является стальным стержнем, покрытый по всей поверхности толстым слоем омедненного состава. Латунные поперечники (муфты) соединяют между собой вертикальные стальные зубцы. Для отменной проводимости латунь и медные штыри промазывают в местах стыка специальной пастой против ржавления.

При установке штырей всегда существует номинальное натяжение грунта, которое усиливает сопротивление при прокладке сетей, поэтому на каждый штырь надет специальный остроконечный колпак. Чтобы ударный импульс проходил свободнее, к электромолотку присаживается головка перфоратора. Причем сама головка сделана по стандарту SDS-MAX, благодаря чему имеется возможность вертикальной насадки перфоратора на стержень. Вертикальная забивка стержней в разы сокращает время установки зазeмления.

По всему контуру зaзeмления на глубине установки создана кольцевая система соединительных электродов, то есть полоса соединительных листов или пластин меди или цинка. При помощи глубинного залегания всей несущей системы зазeмлeния его удобно размещать на территории объектов, где наблюдается нехватка рабочих поверхностей. В отличие от традиционного способа размещения токоотводящих устройств данный метод становится эргономичной и более безопасной альтернативой.

Когда производится зазeмлeние, то шина (несущее кольцо вокруг стержней) соединяется с заземлителем при помощи проводников. Соединение всех устройств обязательно должно быть разъемным, поскольку сложность измерения заземления усугубляется еще и неразъемностью конструкции, а так проблема отпадает на корню. Если же шина размещена не в самом месте установки конструкции, и не возле распределительного щита (РЩ), то в месте отвода шины делается дополнительный щит заземления во избежание опасных случаев. Замер напряжения и сопротивления заземления проверяется при помощи специального датчика, то есть измерителя.

Если здание зазeмлeно при помощи отвода на ЛЭП, то возле самого строения и возле опорных линий необходимо дублировать заземление. Опоры, как правило, созданы из бетонных монолитов, и в этом случае глубинное заземление придется как нельзя более кстати.

Если объект снабжен специальной системой защиты от молний, то лучше всего будет использовать глyбинное зeземление совместного типа, то есть молниезащитное. Для этого в конструкцию стандартного вида добавляются специальные ограничители напряжения, устройства защиты от импульсного напряжения и разрядники тока. При помощи таких устройств объект будет защищен от перегорания сети переменного тока, от порчи электроустройств бытового назначения. При применении стандартной схемы фаза-нейтраль, фаза-земля, фаза-фаза, нейтраль-земля питающая линия ЛЭП будет надежно защищена от перебоев в питании.

Глубинные модульно-штыревые системы заземления

«Правила устройства электроустановок» делают доступными для понимания конкретные понятия, которыми мы будем оперировать в процессе.

Итак, зазeмление - преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством (ЗУ). Заземляющее устройство - совокупность заземлителя и заземляющих проводников, заземлитель - проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, искусственный заземлитель - заземлитель, специально выполняемый для целей зазeмления, заземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.

Итак, понимая, что такое заземлитель, поясним, что модульно-штыревые системы и являются искусственными заземлителями. Представлены они в виде вертикальных опор, выполняющих функцию электродов. Чаще всего в диаметре стальные стержни опоры приближаются к параметрам 14,2 мм и в дине 1,5 метра, или же к отметкам в 17,2 мм и в 1,2 м. Снаружи каждый стальной стержень покрыт электролитом меди толщиной в 250мкм. Наконечники стержней резьбового типа, а соединены все стержни поперек кольцом латунных муфт. В местах соединения обязательно используется антикоррозионная паста. Наращивание установки производится путем присоединения к муфте следующего стержня. При помощи секционных слоев установку можно вбить на нужную глубину. В принципе максимальная глубина установки равняется 30 метрам, для большинства случаев этого вполне достаточно. Однако на деле глубже 24 метров установку поместить сложно из-за сопротивления грунтовых масс. Впрочем, даже если и забивать штыри глубже, с точки зрения повышения КПД устройства это уже не будет значительно влиять на исход дела.

Когда необходимо закладывать глубинную установку, то всегда лучше планировать две точки размещения дублирующих систем. Это опять же продиктовано практическими соображениями (сопротивляемость почвы, возможная поломка установки). Опять же забитые стержни очень трудно извлечь из почвы, вот почему дублирование очагов систем просто необходимо, поскольку переместить установку наверняка не получится. И в том случае, если все стержневые установки будут использованы, всегда будет вероятность, что одна из них будет спроектирована в точности по плану.

Расстояние между двумя соседствующими установками не должно быть меньше планируемой глубины размещения во избежание возникновения эффекта наложения. Это сложно сделать в условиях ограниченности места, но для большей маневренности возможных положительных исходов лучше следовать этому правилу.

Иногда существует необходимость создания крайне низкого переходного сопротивления, которое просто невозможно при обычном муфтовом пережиме соединительных деталей. Тогда возможна электросварка стержней в местах зажима для усиления скорости протекания потока частиц. Приварку легко осуществить при помощи обычной «болгарки», поскольку конструкционные материалы обладают легкоплавкостью и высокой степенью проводимости.

Зажимы для данных конструкций являются универсальными соединителями и при помощи них легко можно совместить стержни зазeмления или полосу 40*4 мм или же катанку, которая в диаметре не превышает 10 мм. Все данные зажимы и крепления нужно производить под углом в 90 градусов, либо под углом в 180 градусов с дальнейшим разворотом.

Модульно-штыревая система наиболее удобна в тех ситуациях, когда есть насущная необходимость соорудить молниезащиту. Эксклюзивность данной установки обеспечивает максимально сжатое в сроках попадание молнии в грунт, причем при попадании молнии омедненные штыри резко блокируют импульсный ток, что снижает нагрузку на зависимые электросети. Несколько установок в местах кольцевого размещения систем электроагрегатов позволяют одновременно уравнять напряжение в месте попадания молнии и в других точках, сохраняя питание и автономность несущей сети.

Резьбовые омедненные заземляющие стержни

Данные элементы системы изготовлены из стальных прутов в диаметре приравненных или к разметке 14,2 или к 17,2 мм. Покрыты по всей длине медью способом электрохимического нанесения. Медное напыление позволяет максимально снизить возможность ржавления металла и продляет срок годности изделий. Высокоадгезивный материал позволяет использовать стержни в грунте любой плотности, пластичность предохраняет от сколов и изломов стальные пруты. Длина стержней равняется или 1,2 метрам или 1,5 метрам, а между собой оба стержня соединены муфтами из латуни.

Чтобы утопить стержни в грунт, используется электромолоток с насадкой вертикального типа. Чтобы нагрузка от перфоратора шла напрямую вдоль стержня, насадка устанавливается таким образом, чтобы импульс от удара шел вдоль наконечника по длине стержня.

Резьбовая соединительная муфта

Муфта нужна для соединения между собой стержней, для чего на концах каждого стержня наносится обратнонаправленная резьба для закручивания. При помощи муфты осуществляется надежный контакт стержней друг с другом, при необходимости в местах соединения прокладывается паста с антикоррозийным действием. Муфта, как и стержень, имеет разный диаметр: или 14,2 или 17,2 мм.

Резьбовой наконечник

Изделие предназначено для использования в качестве заглушки для одевания на конечный штырь, который является первичным для утапливание в грунт. Используется для ускорения скольжения стержней в почвенном покрове. Каждый наконечник имеет диаметр или 14,2 или 17,2 мм.

Резьбовая головка

Данное устройство предназначено для переноса несущей части удара головки перфоратора забиваемым в почву штырям. Головка вкручивается в муфту, а муфта соединяется со стержнем заземления. При помощи головки можно безопасно вбивать штыри без повреждения верхней резьбовой системы стержней.


Каталог продукции "B-S-Technic GmbH" можно посмотреть здесь.

Каталог продукции "OBO Betterman" в формате PDF:

"Молниеприемное оборудование для молниезащиты" (4,3 Mb);

"Системы заземления" (1,9 Mb);

"Устройства  защиты от перенапряжений" (4,2 Mb):

"Защита от перенапряжений для систем телекоммуникации" (2,2 Mb);

"Системы уравнивания потенциалов" (1,7 Mb).

 
Яндекс.Метрика