Трудно назвать оберегом стодолларовую купюру, но именно на ней изображен Бенджамин Франклин. В 1760 году этот знаменитый ученый, создатель Конституции США впервые установил громоотвод на одной из фермерских построек в Филадельфии. КОгда изобретение стало известно миру, парижские модницы стали украшать свои шляпки маленькими молниеотводами. Два с лишним века человечество совершенствовало самодельную защиту от молний. Однако “приручить” природный электрический разряд так и не удалось. До сих пор по вине этого небесного огня гибнут люди и горят дома.
Существует несколько молниевых теорий, но главное то, что разность потенциалов до 1000 кВ между облаками и поверхностью земли вызывает разряд чудовищной силы до 200 кА, который сопровождается раскатами грома. Разогрев атмосферного канала разряда достигает 30000 градусов по Цельсию. Средняя продолжительность разряда, наиболее часто возникающего удара молнии “облако-земля”, составляет примерно 60-100 мкс. Скорость движения огненной стрелы равна почти 150 км/с. Динамически давление ударной волны перед головным концом искры достигает 100 кг/см2. Число ударов молний растет с высотой объекта. В кафедральный собор в Питсбурге, имеющий высоту 180 м, молния ударяет в среднем 2 раза в год. В небоскреб Эмпайр Стейт Билдинг, высота которого равна 380 м, за три года молния попадала 68 раз.
Из вышесказанного можно сделать выводы:
- молнии представляют для жизни человека и его имущества реальную и многообразную угрозу;
- окружающая среда человека, по мере насыщения чувствительным современным электронным оборудованием, стала чрезвычайно уязвима к воздействию атмосферных перенапряжений.
Однако не все так безнадежно, как описано выше. Со временем человек в основном постиг природу молнии и смог изобрести эффективные методы и средства молниезащиты.
Система молниезащиты предназначена для защиты от прямого удара молнии, грозовых и коммутационных перенапряжений в сетях. Обычно в состав системы молниезащиты входят:
- молниеприемник – для приема прямого удара молнии;
- токоотводы – для отвода тока молнии к заземлению;
- заземляющее устройство – для распределения энергии молнии в земле, обеспечения безопасных режимов работы электросетей;
- система уравнивания потенциала – для ликвидации разности потенциалов между продящими частями здания, электроустановки и заземлений;
- оборудование защиты от перенапряжений – для ограничения импульсов перенапряжения в электроустановках, телекоммуникационных и электронных системах.
Основной задачей системы молниезащиты является улавливание всех попадающих в здание молний. Ее работу можно разделить на три основных процесса – улавливание молнии в месте попадания, токоотвод в грунт и заземление. При этом очень важно избежать тепловых, механических или электрических побочных эффектов, так как это может привести к повреждению конструкции защищаемого объекта и к возникновению опасного для людей контактного или шагового напряжения внутри здания. Система молниезащиты состоит из внешней и внутренней молниезащиты.
Молниеприемник и токоотводы
Это организованная по определенным правилам система молниеприемных проводников. Молниеприемные проводники прокладываются по конькам, ребрам и кантам кровли. С проводниками соединяются молниеприемные стержни, установленные на выступающих частях кровли (кровельные шахты и т.д.). Молниеприемные проводники и токоотводы и стержни крепятся на кровле, стенах и строительных конструкциях зданий различными держателями специального назначения. В узлах соединений применяются специальные клеммы и соединители.
Заземляющее устройство
По условиям объекта заземляющее устройство может быть различного типа и исполнения: круглые и плоские заземляющие проводники, заземлители. Предпочтение отдается естественным заземлителям, в том числе заложенным в общестроительной конструкции.
Система уравнивания потенциала
Выполнение системы уравнивания потенциалов предусматривает соединение всех подлежащих заземлению проводников и металлических конструкций между собой и заземлением. Система уравнивания потенциалов комплектуется шинами, соединительными клеммами, хомутами и т.п.
Оборудование защиты от перенапряжений
Это включенные по специальным правилам разрадники, ограничители пренапряжения для защиты различных электрических и телекоммуникационных сетей, электрооборудования и электронных приборов.
Комплексная молниезащита (внешняя и внутренняя) обеспечивает высокий уровень безопасновти домов и сооружений, надежность и безопасность электроустановок зданий. Позволяет выполнить молниезащиту с сохранением архитектурной индивидуальности. Применяется на любых зданиях. Такая молниезащита реализуется на любой стадии строительства здания. Комплектуется из элементов заводской готовности, обеспечивающих минимальный срок и технологичность реализации. Изготавливается из антикоррозийных материалов, гарантирующих длительный срок эксплуатации.