Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Интересные факты, Электрические приборы и устройства » Молниеотводы - принцип действия, устройство и виды
Количество просмотров: 18295
Комментарии к статье: 8


Молниеотводы - принцип действия, устройство и виды


Вы знали, что в тропических лесах можно наблюдать молниеотводы, созданные самой природой? Это лианы. Обвивая дерево и вплетаясь в его крону, лиана образует путь для отвода электрического тока молнии в землю: в случае удара молнии, сама лиана полностью сгорает, зато спасает дерево, на которое опиралась. Таким образом, живая природа давно использует принцип молниезащиты с помощью молниеотводов.

В нашем сегодняшнем понимании молниеотвод — это искусственное устройство, устанавливаемое на зданиях и сооружениях и служащее для защиты объекта от попадания в него молнии. А между тем, Храмы Древнего Египта были оснащены высокими мачтами обитыми медью. Храм царя Соломона также имеет подобные защитные сооружения. Получается, что люди с древних времен понимали, как важно защищать здания от молний.

Молниеотвод

Изобретение молниеотвода

В эпоху Просвещения Французский физик Жак Ром, приблизительно в одно время с американским изобретателем Бенджамином Франклином, запускал проволочного воздушного змея во время грозы. Это было в начале 50-х годов XVIII столетия. Электрическая природа молнии тогда полностью подтвердилась.

В Российской империи молниеотводы, независимо от Франклина и Рома, были изобретены в 1753 году Михаилом Васильевичем Ломоносовым и Георгом Вильгельмом Рихманом.

Молниеотвод Франклина

О правильном способе установки молниеотводов для защиты очень подробно писал Франклин. Он предлагал использовать тонкий как гвоздь длинный железный стрежень, вкопанный во влажную землю на метр глубины, и приблизительно на 2 метра возвышающийся над наивысшей точкой здания.

К верхнему концу стержня надлежало прикрепить 30 сантиметровый кусок медной проволоки «толщиной с вязальную спицу, заостренный как игла». Для устойчивости стержень предлагалось крепить к стене дома прочной веревкой.

Для высоких зданий Франклин предлагал прибегнуть к установке двух таких стержней (по одному с каждой стороны дома), соединенных под коньками крыши проволокой.

Принцип действия описывался так: острие будет притягивать к себе молнию и отводить ток в землю, так что молния уже не сможет никому причинить вреда. Подобным образом Франклин предлагал защищать и морские суда, где провод с острием должен был быть закреплен на верхушке мачты и спускаться в воду по обшивке.

Устройство современного молниеотвода

На сегодняшний день мы хорошо понимаем природу разряда молнии и принципы защиты от нее. Грозовое облако накапливает и несет на себе объемный электрический заряд. В это же время на поверхности Земли индуцируется большой поверхностный заряд противоположного знака, соответственно у поверхности Земли значительно возрастает напряженность электрического поля.

Наибольшие величины напряженности электрического поля имеют острия заземленных проводников, по этой причине на верхушках молниеотводов зажигаются коронные разряды, и воздух вблизи них значительно ионизируется.

Вследствие ионизации напряженность электрического поля на острие уменьшается, в связи с чем вероятность удара молнии в данное место снижается. Если разряд все же происходит, то заряд вырывается из молниеотвода и ток уходит таким образом через него - в землю, не причиняя ущерба объекту.

Устройство молниеотвода

Конструкция молниеотвода включает в себя три части.

Молниеприемник располагается в верхней точке защитной конструкции и служит для приема разряда в момент соединения с каналом молнии. Молниеприемник — не обязательно штырь, это может быть натянутый над объектом трос или сетка.

Зоны защиты молниеотводов

Токоотвод представляет собой провод большого сечения, который соединяет молниеприемник с заземлителем, с тем чтобы отвести заряд в землю. Третья часть — заземлитель. Заземлитель — это проводник (обычно разветвленный), заглубленный в грунт и непосредственно контактирующий с землей.

Три элемента молниеотвода крепятся на несущей конструкции, которая может располагаться либо на защищаемом объекте, либо возле него. Кроме того молниеотвод может быть встроен в декоративные элементы объекта.

Высота от поверхности земли до молниеприемника делается по возможности большей, однако минимальная высота должна составлять не менее чем 58% защищаемого от молнии радиуса.

Радиус действия молниеотвода можно в принципе повысить, разместив на молниеприемнике источник гамма-излучения, способствующий ионизации при более низкой напряженности наведенного электрического поля на острие. Такиим образом работают устройства активной молниезащиты.

Виды и конструктивные особенности молниеотводов

Стержневой молниеприемник

В качестве стержневых молниеприемников применяют медные штыри диаметром около 15 миллиметров. Радиус защиты таких решений меньше чем у тросовых, однако неброский внешний вид порой бывает важнее.

Молниезащита воздушных линий электропередач

Тросовые молниеприемники защищают большую площадь чем стержневые. Они применяются, например, для защиты линий электропередач. Проводящий трос соединяется с токоотводом при помощи болтов.

Сетчатый молниеприемник представляет собой металлическую сетку, которая может быть установлена прямо на крыше дома, либо натянута над защищаемым сооружением.

Сетчатый молниеприемник

Токоотвод, соединяющий молниеприемник с заземлителем обычно представляет собой толстый медный (или алюминиевый) провод, прикрепленный с одной стороны к молниеприемнику, с другой стороны — к заземлителю, при помощи муфт.

Токоотвод

Для крепления токоотвода к несущей конструкции применяют элементы из диэлектрических материалов, а для защиты от внешних воздействий данный проводник помещают в кабель-канал.

Заземление для молниеотвода

Касаемо заземления для молниеотвода важно отметить, что оно всегда представляет собой отдельный контур, который ни при каких условиях НЕ может быть использован для заземления через него же электрической сети. Если так сделать, то от попадания молнии в молниеотвод могут пострадать питаемые от сети потребители.

Минимальная глубина установки заземлителя обычно принимается равной 50 см. В качестве основных элементов здесь используют три металлических стержня длиной от 3 метров и сечением не менее 25 кв.мм. Стержни скрепляются друг с другом болтами с применением шин либо свариваются в форме расположенного параллельно поверхности земли правильного треугольника.

Смотрите также по этой теме:

Молниезащита в частном жилом доме или даче

Как защитить электропроводку от грозовых перенапряжений

Дополнительно:

Электронная книга "В двух словах о молниезащите (проектирование, подключение, заземление и испытания) - IEC 62305, nVent / ERICO", 92 стр. - скачать файл в PDF (на английском языке).

Рисунок "Молниеотводы и устройство молниезащиты жилых, административных и промышленных зданий" с портала electrical-engineering-portal.com:

Молниеотводы и устройство молниезащиты жилых, административных и промышленных зданий

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Интересные факты, Электрические приборы и устройства

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Что такое активная молниезащита
  • Активные молниеотводы не работают - критика современных методов молниезащит ...
  • Гроза и молния: что об этом обязательно нужно знать
  • Электробезопасный частный жилой дом и дача. Часть 3. Молниезащита
  • Грозозащита воздушных линий электропередачи напряжением до 1000 В
  • Коронные разряды или огни святого Эльма
  • Как защититься от молнии
  • Электробезопасный частный жилой дом и дача. Часть 4. Защита от перенапряжен ...
  • Электробезопасный частный дом и дача. Часть 4 (окончание). Примеры выбора У ...
  • Практика монтажа и особенности модульного заземления
  • Категория: Интересные факты, Электрические приборы и устройства

    Молниезащита зданий

      Комментарии:

    #1 написал: Juzef Simanec |

    Без навыков и знаний лучше за молниеотводы не браться, молниеприемники бывают не только как описано выше но ещё и с активной головкой, заземлитель (необязательно разветвленный), главное сопротивление должно быть не больше 5 ом, все соединения должны быть надёжно выполнены и обработаны специальным материалом (типа изоляции пропитана литолом, солидолом). 

      Комментарии:

    #2 написал: Юрий Миронов |

    Расстояние между заземляющими электродами должно быть более длины электродов.

    Зачем нам иностранные книги, лучше почитайте Карякина Р.Н. Есть хорошая статья профессора Базеляна Э.М. "Молниезащита металлической кровли".

    "Касаемо заземления для молниеотвода важно отметить, что оно всегда представляет собой отдельный контур, который ни при каких условиях НЕ может быть использован для заземления через него же электрической сети. Если так сделать, то от попадания молнии в молниеотвод могут пострадать питаемые от сети потребители". Читайте, изучайте ПУЭ 7 издание...

      Комментарии:

    #3 написал: Антон Барсуков |

    Системы защиты (молниеотводы), их цель - защитить конструкции от прямых ударов молнии. Улавливая молнию и направляя разрядный ток на землю, они избегают повреждений, связанных с самим ударом молнии и циркуляцией связанного с этим тока. Для зданий высотой более 60 м, которые защищены одностержневыми молниеотводами или молниеотводами с искровыми устройствами, система защиты дополняется металлическим кольцом наверху, чтобы избежать риска боковых ударов молнии. Токоотводы обеспечивают связь между самим молниеотводом (стержнем, клеткой, проводом) и заземляющим электродом. Они подвергаются сильным токам и поэтому должны иметь соответствующее поперечное сечение (мин. 50 мм квадратных, медь), плоские (высокочастотный ток), надежно закреплены и следовать по кратчайшему пути. Желательно увеличить количество токоотводов, чтобы уменьшить токи в каждом из них и связанные с ними тепловые, электродинамические и индукционные эффекты. Как правило, каждый токоотвод должен заканчиваться заземляющим электродом, который может состоять из проводников (не менее трех), заглубленных не менее чем на 0,5 м глубиной, или заземляющих стержней, предпочтительно в треугольной схеме. У них не должно быть выступов или острых углов. 

      Комментарии:

    #4 написал: Анатолий |

    Соединяются контуры заземления и молниезащиты зданий и сооружений 2 и 3 категории. Взрывоопасные объекты 1 категории имеют контуры заземления и молниезащиты без объединения.

      Комментарии:

    #5 написал: Игорь |

    Эффективность действия молниезащиты в значительной мере зависит от исправности всех ее элементов, так как с течением времени они изнашиваются: в результате коррозии изменяется сечение молниеприемников и токоотводов, нарушаются контакты в местах соединений элементов, из-за разрушения коррозией электродов возрастает величина сопротивления заземлителей и т. п.

    Для поддержания молниезащитных устройств в состоянии исправности и надежности требуется систематическое наблюдение за ними. С этой целью ежегодно перед началом грозового периода (март — апрель) проводят ревизию всех элементов молниезащитных устройств. На основании результатов и выводов ревизии немедленному устранению подлежат все повреждения, возникшие во время эксплуатации, например падение или расшатывание опор молниеотводов, обрыв, ослабление натяжки или повреждение токоотводов и заземлителей и т. п.

    После каждой грозы все молниезащитные устройства тщательно осматривают с целью выявления возможных повреждений. Не реже одного раза в два года (предпочтительней в летнее время) измеряют сопротивления заземлителей. Если величина сопротивления превысит допустимое по нормам более чем на 20%, принимают меры к снижению сопротивления заземлителя до требуемой величины. Пораженные коррозией молниеприемники, токоотводы и заземляющие электроды заменяют новыми, если площадь их поперечного сечения уменьшилась на 30% и более. Лица, проводящие ревизию молниезащитных устройств, составляют акт осмотра и проверки с указанием обнаруженных дефектов.

      Комментарии:

    #6 написал: Андрей Шевченко |

    Внешняя система молниезащиты предназначена для защиты объекта, а, следовательно, и живых существ, содержащихся в нем, и оборудования, находящегося в нем, от воздействия прямого удара молнии. Задача внешней системы молниезащиты - перехватить направленный на объект разряд молнии, а затем безопасно отвести ток молнии и отвести его в землю с помощью системы заземления. Поскольку система молниезащиты предназначена для защиты жизни людей, она должна быть спроектирована и изготовлена с должной осмотрительностью в соответствии с применимыми стандартами и правилами.

      Комментарии:

    #7 написал: Elektrik |

    Молниезащита должна быть обеспечена как для электрического, так и для неэлектрического оборудования. Его выполнение зависит от важности здания, а также степени его опасности и количества людей в здании. Чувствительные электронные устройства должны быть защищены от косвенного воздействия молнии, то есть перенапряжения.

      Комментарии:

    #8 написал: Павел Петрович |

    Молниеотвод это устройство, создающее искусственный токопроводящий путь для приема и отвода грозового разряда в землю. Применяется для защиты зданий и других объектов от повреждений при термическом и механическом воздействии молнии, т. е. от пожара или механических повреждений. В целом его можно описать как электропроводящий объект, расположенный на высоте над защищаемым объектом и соединенный с землей. При размещении молниеотвода над защищаемым объектом увеличивается вероятность того, что молния ударит в молниеотвод (который безопасно отводит потенциал молнии в землю), а не в объект, находящийся под молниеотводом.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.