Підбір блискавкоприймачів
Визначення зони вітру
Вибір відповідних блискавкоприймачів для конкретного об'єкта може бути складним завданням. Крім вибору правильної висоти і розташування щогл, необхідно також визначити їх тип і ступінь навантаження, щоб забезпечити достатню вітростійкість залежно від місця використання.
За допомогою наступної карти треба визначити вітрову зону, в якій знаходиться наш об'єкт:
Визначення висоти над ґрунтом
Визначення висоти над ґрунтом — це висота між вершиною щогли і ґрунтом, на якій розташований об'єкт.
ВИСОТА ВЕРШИНИ ЩОГЛИ НАД ҐРУНТОМ
Визначення категорії місцевості
Визначення категорії місцевості — на швидкість вітру впливає тип навколишнього середовища. Чим більш плоска площа навколо об'єкта і чим менше будівельних конструкцій або дерев, тим вищою може бути швидкість поривів вітру.
Категорія місцевості визначається відповідно до наступної класифікації.
КАТЕГОРІЯ МІСЦЕВОСТІ 0
(Море, прибережна зона відкритого моря)
КАТЕГОРІЯ МІСЦЕВОСТІ I
(Озера або райони з незначною невеликою рослинністю і без перешкод)
КАТЕГОРІЯ МІСЦЕВОСТІ II
(Райони з низькою рослинністю, такою як трава, і поодинокі перешкоди (дерева, будівлі), розташовані на відстані не менше 20 кратності їх висоти)
КАТЕГОРІЯ МІСЦЕВОСТІ III
(Райони, регулярно вкриті лісовою рослинністю або будівлями з одиничними перешкодами, розташованими на відстані не більше 20 кратності їх висоти (такими як села, приміські зони, ліси))
КАТЕГОРІЯ МІСЦЕВОСТІ IV
(Райони, де не менше 15% площі покрито будівлями, середня висота яких перевищує 15 м)
Метод блискавкоприймальної сітки
Блискавкоприймальна сітка призначена для прийому удару блискавки і ефективного відведення її струму в землю, де він розтікається з додатковим захистом розтяжного об'єкта (будь-яку будівлю або споруду) від удару блискавки цілком, як правило, на його покрівлі монтується блискавкоприймальна сітка, що представляє собою розкладену квадратами по всій площі дріт діаметром 8–10 мм. Сторона такого квадрата становить 5–20 м, в залежності від категорії блискавкозахисту будинку. Відстань до елементів фасаду (будівлі) прокладаються струмовідводи для чого можуть використовуватися як пруток, так і смуга 25×4 і 40×4 мм. Струмовідводи приєднуються до контуру заземлення, який прокладається під землею (глибина не менше 0,7 м) і виконується, як правило, смуги 40×4 мм. Провідники перерізом виробляються з гарячеоцинкованої сталі, що значно підвищує їх термін експлуатації в порівнянні з використанням провідників з чорного металу (зіставляються з терміном експлуатації об'єкта, що захищається). Блискавкоприймальна сітка встановлюється на спеціальні тримачі, які фіксують її на певній відстані від покрівлі і фасаду будівлі. Для процедура потрібна для більш успішного перерозподілу каналу блискавки сіткою і уникнення небезпеки виникнення пожежі, т. к. в місці удару блискавки провідник сильно нагрівається.
Асортимент продукції включає в себе великий вибір тримачів для зручного монтажу. Блискавкоприймальна сітка на будь-які види покрівель, а також фасади тримає різної довжини для всіх видів провідників. З їх допомогою можна здійснити кріплення з дотриманням необхідної відстані між струмовідводом і фасадом будівлі. На плоских дахах щоб уникнути того, що провідник отримає застоювування пластикові тримачі з бетоном. В інших випадках можуть застосовуватися металеві та пластикові тримачі без наповнення за умови достатньої фіксації до покрівлі (використання спеціальних саморізів, фіксація бітумом і т. п.). Для кріплення сітки на катаних покрівлях з хвильових матеріалів (шифер, металочерепиця) застосовуються спеціально розроблені покрівельні тримачі на гребені (ND2201–ND2214). Крок встановлення для тримачів у всіх видах не повинен перевищувати 1 метра.
Сітка захищає поверхню, якщо виконані наступні умови:
- Провідники сітки проходять по краю даху, що виходить за габаритні розміри будівлі.
- Провідники сітки проходять по гребеню даху, якщо нахил даху перевищує 1/10.
- У будинках заввишки понад 120 м самі верхні 20% бічних поверхонь повинні бути оснащені системи блискавкозахисту.
- Сітка виконана таким чином, щоб струм блискавки, по можливості, не перетинав із зовнішнім контуром сітки.
- Провідники сітки повинні бути прокладені, наскільки це можливо, найкоротшими шляхами.
Усі об'єкти, що підносяться над рівнем блискавкоприймальної сітки, повинні бути обладнані додатковими стрижневими блискавкоприймачами (труби, щогли антени та ін.).
Струмовідводи
Струмовідвід призначений для відводу струму блискавки від блискавкоприймача до заземлювача.
На кожну опору стрижневого блискавкоприймача повинен бути передбачений мінімум один струмовідвід. Якщо блискавкоприймач є сітчастою конструкцією, закріпленою на об'єкті, що захищається, то на кожну її опору також необхідно не менше одного струмовідводу. Загальна кількість струмовідводів на об'єкті повинна бути не менше двох.
Струмовідводи слід розташовувати рівномірно по периметру об'єкта, що захищається. По можливості їх прокладають поблизу кутів будівель.
Неізольовані від об'єкта струмовідводи слід прокладати таким чином:
- Якщо стіна виконана з негорючого матеріалу, струмовідводи можуть бути закріплені на поверхні стіни або проходити в стіні.
- Якщо стіна виконана з горючого матеріалу, струмовідводи можуть бути закріплені безпосередньо на поверхні стіни так, щоб підвищення температури при протіканні струму блискавки не становило небезпеки для матеріалу стіни.
- Якщо стіна виконана з горючого матеріалу і підвищення температури струмовідводів становить для неї небезпеку, струмовідводи повинні розташовуватися так, щоб відстань між ними і об'єктом, що захищається, завжди перевищувала 0,1 м. Металеві скоби для кріплення струмовідводів можуть бути у контакті зі стіною.
Не слід прокладати струмовідводи у водостічних трубах. Струмовідводи, які прокладаються по зовнішніх стінах будівель, слід розміщувати не ближче ніж 3 м від входів або в місцях, недоступних для дотику людей.
Природними струмовідводами слід вважати такі конструктивні елементи будівель:
А) Металеві конструкції за умови, що:
- Електрична неперервність між різними елементами довговічна.
- Вони мають не менший переріз, ніж потрібно для спеціально передбачених струмовідводів.
Б) Металевий каркас будівлі або споруди.
В) З'єднана між собою сталева арматура будівлі або споруди.
Г) Частини фасаду, профільовані елементи і опорні металеві конструкції фасаду за умови, що їх переріз відповідає вимогам до струмовідводів, а їх товщина складає не менше 0,5 мм.
Вважається, що металева арматура залізобетонних будівель забезпечує електричну неперервність, якщо вона задовольняє таким умовам:
- Приблизно 50% з'єднань вертикальних і горизонтальних стрижнів виконано зварюванням або мають жорсткий зв'язок (болтове кріплення, в'язання дротом).
- Електрична неперервність забезпечена між сталевою арматурою різних попередньо заготовлених бетонних блоків і арматурою бетонних блоків, підготовлених на місці.
Якщо металеві каркаси будівлі або сталева арматура залізобетону використовуються як струмовідводи, то прокладання горизонтальних поясів не потрібне.
У місцях з'єднання струмоспусків з системою заземлення необхідно встановити болтове контрольне з'єднання. Контрольні з'єднання використовують для того, щоб існувала можливість роз'єднати систему заземлення від струмовідводів і блискавкоприймачів, а також виміряти опір системи заземлення.
1 – Горизонтальний провідник блискавкоприймача.
2 – Струмовідвід.
3 – Т-подібне з'єднання.
4 – Контрольне з'єднання.
5 – Розташування заземлення типу В, кільцевий заземлюючий електрод.
6 – Т-подібне з'єднання на гребені даху.
7 – Розмір клітинки сітки встановлений у межах ± 10%.
Система заземлення
При розгляді розсіювання високочастотного струму блискавки в землі і з метою мінімізації будь-яких небезпечних перенапруг конфігурація і розміри системи заземлення є важливими критеріями. Як правило, рекомендується низький опір заземлення (по можливості менше 10 Ом, виміряний на низькій частоті).
Для захисту від блискавок краще використовувати вбудований у будівлю і придатний для будь-яких цілей окремий заземлювач (наприклад, для захисту від блискавок, систем електропередачі та зв'язку).
Розташування заземлення в звичайних умовах
Використовують два основних типи (А і В) розміщення заземлюючих електродів.
Даний тип розміщення включає горизонтальні або вертикальні електроди, встановлені за межами будівлі, що захищається, і приєднані до кожного струмовідводу.
У розташуванні типу А загальна кількість використовуваних заземлюючих електродів повинна бути не менше двох.
Мінімальна довжина L₁ кожного заземлюючого електрода відповідно до класу системи блискавкозахисту.
Мінімальна довжина L₁ кожного заземлюючого електрода на підставі кожного струмовідводу становить:
- L₁ – Для горизонтальних електродів.
- 0,5 L₁ – Для вертикальних (або горизонтальних) електродів.
Де L₁ – Мінімальна довжина горизонтальних електродів.
Що стосується комбінованих (вертикальних або горизонтальних) електродів, то слід розглядати загальну довжину.
Значення мінімальної довжини можна не враховувати за умови досягнення питомого опору заземлення менше 10 Ом (виміряний на частоті, що відрізняється від частоти мережі і її гармонік, з метою уникнення перешкод).
Заземлюючі електроди розташування типу А повинні бути прокладені на глибині по верхньому краю не менше 0,5 м і розподілятися, по можливості, рівномірно, щоб звести до мінімуму вплив електричної взаємодії в землі.
Заземлюючі електроди встановлюють таким чином, щоб їх можна було перевірити в ході будівництва.
Глибина прокладання і тип заземлюючих електродів повинні бути такими, щоб звести до мінімуму вплив корозії, висихання і промерзання ґрунту та стабілізувати таким чином питомий опір заземлення.
Верхню частину вертикального заземлювача, рівну глибині промерзання ґрунту в умовах промерзання, не рекомендується розглядати як ефективну.
Розташування типу В
Даний тип розташування передбачає прокладання кільцевого заземлювача навколо будинку, що захищається, який повинен знаходитися в ґрунті не менше ніж на 80% своєї повної довжини.
Кільцевий заземлювач необхідно прокласти на глибині не менше 0,5 м і на відстані більше ніж 1 м від стін.
Для того щоб зменшити еквівалентний опір заземлювача, до горизонтально прокладеного провідника додають вертикальні заземлювачі довжиною 3 м у місцях приєднання струмовідводів.
1 – блискавкоприймальний провідник;
2 – струмоспуск;
3 – заземлюючий провідник;
4 – вертикальні стрижні заземлення.
Розташування типу A
1 – блискавкоприймальний провідник;
2 – струмоспуск;
3 – заземлюючий провідник;
4 – вертикальні стрижні заземлення.
Розташування типу B
Розташування заземлювача типу В є кращим для всіх будівель, в яких присутня небезпека вибуху. Опір заземлення блискавкоприймача будівель, що містять тверді вибухові матеріали і вибухонебезпечні суміші, має бути якомога меншим, але не вище 10 Ом.
Заземлюючі електроди типу В також виконують функцію вирівнювання потенціалів між струмовідводами на рівні землі, оскільки різні типи струмовідводів забезпечують різний потенціал через нерівномірний розподіл струмів внаслідок змін в опорі заземлення.
Різні потенціали призводять до потоку зрівняльних струмів через кільцеві електроди таким чином, що максимальне підвищення потенціалу знижується, і система вирівнювання потенціалу, з'єднана з кільцевими електродами всередині будівлі, забезпечує приблизно такий самий потенціал.