Изготовление и установка громоотвода своими руками. Создание громоотвода своими руками в частном доме Молния отвод тросового типа на даче

Из школьного курса физики известно, что молния – это огромной величины электрический разряд, который в себе несет большую тепловую энергию. Последствия от удара молнии могут быть катастрофическими, поэтому во все времена человечество старалось создать устройства и приборы, которые бы защищали их от этой природной напасти. В современном мире молниезащита частного дома – это совокупность конструктивных особенностей здания и специальных устройств, предназначенных для отвода электричества в землю. Последний носит название молниеотвод, как работает он, какие к нему предъявляются требования?

Виды молниезащиты

Молниезащита дома делится на две категории: внутренняя и внешняя. Цель первой – это защитить от молнии, грозовой разряд которой попал не в сам дом. К примеру, он может попасть в линию электропередач, которая соединяется с внутренней электрической разводкой дома. В этом случае во внутренней электропроводке возникают высокие перенапряжения. Следствие – выход из строя большей части бытовой техники. Во всяком случае, той, которая в это время была включена в розетки. Могут прогореть провода, произойдет замыкание, наихудший вариант – пожар, если проводка была проведена по деревянным перекрытиям или дом был деревянным.

Решить данную проблему можно, установив в электрическую сеть специальные приборы, которые защитят ее от импульсных перенапряжений. К примеру, ограничители перенапряжения, всякого рода разрядники, УЗИП (устройство защиты от импульсного перенапряжения). Все приборы устанавливаются в распределительный щит дома.

Внешняя защита

Внешняя молниезащита – это молниеотвод, который состоит из трех основных элементов:

• молниеприемник;
• токоотвод;
• контур заземления.

Основное требование ко всем трем элементам – надежное соединение их между собой. В зависимости от кровельного материала необходимо использовать и разные типы защиты от молний. Их три: штыревая, тросовая и сетчатая.

Штыревая

Ее обычно использует, если крыша дома покрыта металлическим кровельным материалом. К примеру, металлочерепицей, профнастилом или жестью. Для этого нужно установить на крыше металлический штырь, который будет возвышаться над коньком кровли дома, приблизительно на 1-2 м выше. Это и будет молниеприемник. Сделать его можно из металлического прутка диаметром 8-12 мм, можно использовать для этого и стальную полосу толщиною 4-5 мм и шириною 25-35 мм.

Такой молниеотвод может отводить электрические удары стихии вокруг дома с площадью, равной площади, где радиусом выступает высота молниеотвода. И чем выше устанавливается штырь, тем больше площадь, которую он защищает от ударов молний.

Отводящая способность молниеприемника основана не величине площади, которую он закрывает. Если учитывать, что вертикальная линия установки штыря – это высота равнобедренного треугольника, то основание этой фигуры будет два размера высоты. Получится, что на поверхности грунта может образоваться круг с радиусом, равным высоте установки штыря.

Тросовая

Для этого молниеотвода необходим трос, который натягивается по коньку кровли, и подвешивается он на высоте полметра над уровнем установки конька. Для этого лучше всего использовать трос из оцинкованных проволочек с общим минимальным сечением 5-7 мм. Данная защита от молний применяется, если крыша дома покрыта шифером.

Трос натягивают вдоль конька и крепят к деревянным стойкам, установленным по краям конькового бруса. Если крыша длинная, то стоек может быть больше, главное соблюсти небольшой провис троса. Сильный провис недопустим, потому что таким образом уменьшается расстояние от конька кровли до молниеприемника. А оно не должно быть меньше 1 м. Способ крепления разнообразный, здесь важна прочность установки. Можно крепление провести хомутами (металлическими или пластиковыми), если трос тонкий 5-8 мм, то можно его просто завязать и дополнительно обвязать проволокой.

Сетчатая

Это более сложная конструкция, которая устанавливается на кровли, покрытых черепицей. Сделать такой громоотвод своими руками непросто. Для этого используется стальная катанка сечением 6-8 мм, которая укладывается по всей поверхности скатов крыши в виде сетки с размерами ячеек 6х6 м и больше, все зависит от площади крыши. Все соединения – сварочные, крепление к крыше с помощью скоб.

Что касается токоотвода, то это линия, соединяющая молниеприемник с заземляющим контуром. Обычно для этого используют стальную катанку диаметром 6-8 мм. Здесь важно, чтобы токоотводящий элемент смог выдержать большую силу тока, которая нередко доходит до 200000 ампер. Если выбирается готовая защита, то ее токоотвод – это медная или алюминиевая проволока диаметром 6 мм.

Требования, предъявляемые к токоотводу.

1. Это должен быть самый короткий путь от молниеприемника до заземляющего контура.
2. Нельзя использовать при прокладке изгибы и заломы, которые станут в процессе отвода электричества местом появления искрового заряда, приводящему, как показывает практика, к воспламенениям.
3. Маршрут прокладки выбирается так, чтобы проволока не проходила вблизи окон и дверей.
4. Если производится устройство молниезащиты деревянного дома, то монтаж токоотвода производится на расстоянии 15-20 см от поверхностей деревянной конструкции. Для этого используются специальные скобы. Представляют они собой металлический зажим, основание которого сделано из жесткого и прочного пластика. Именно пластик ограждает токопроводящий элемент от соприкосновения с деревянными конструкциями дома. Крепится скоба на саморезы. Кстати, эти скобы используются и при сооружении сетчатого молниеприемника, где расстояние между ними 1,5-2,0 м.
5. Если защита зданий и сооружений от молний – это большая сетчатая конструкция, или длинный уложенный трос, или используются на крыше несколько штырей, то токоотводов должно быть тоже несколько, расстояние между которыми составляет 25 м (согласно СО 153-34.21.122-2003).
6. Катанка проводится по стенам строения, по фронтонам и острым выступам кровли. То есть, по тем участкам, в которые может ударить молния.

Контур заземления

Контур защиты от молний в частном доме проводится по той же схеме и конструкции, как и заземление электрических сетей.

• В одном метре от фундамента дома и в не менее пяти метрах от входной двери, дорожек, площадок выкапываются траншеи по форме равностороннего треугольника. Глубина траншей – 80 см, ширина – 60 см, длина 1,5-2 м.
• В углах треугольника вбиваются штыри из стального уголка размерами 50х50х5 мм. Глубина заглубления – 2-3 м. Уголки не должны забиваться в грунт полностью, высота свободного торчащего отрезка 20-30 см.
• Между собой штыри соединяются стальной полосой толщиною 4 мм, шириною 40 мм. Можно использовать для этих элементов те же уголки, что и для штырей.
• Этот заземляющий контур грозозащиты соединяется с токоотводом.

Внимание! Все соединительные стыки необходимо крепить электрической сваркой. Болтовые соединения не приветствуются, потому что в процессе эксплуатации молниеотвода дачного дома они могут ослабиться, проржаветь и ослабить проводящие способности всей конструкции.

Сборка своими руками

Перед тем как сделать громоотвод в частном доме, необходимо определиться, какой тип молниеотвода выбрать. Если это штыревой вариант, то сам штырь необходимо установить не на кровельный материал, а на обрешетку.

После чего своими руками прокладывается токоотводящий провод. Если длины купленного куска проволоки или катанки не хватило, то можно провести соединение двух отрезков при помощи алюминиевого или медного контакта, который используется в воздушных линиях электропередачи. Расстояние между скобами – 1,5-2,0 м.

Сооружается заземляющий контур, к которому крепится токоотвод. Перед сваркой все стыки элементов нужно зачистить до металлического блеска. Если используется готовая молниезащита частного строения, то применяются в качестве соединения специальные приспособления на болтовых соединениях из цветного металла.

Внимание! Оптимальный вариант, если контур заземления и молниезащиты расположить недалеко друг от друга и соединить их между собой катанкой или полосой. Этим нормы устройства молниезащиты не нарушаются, к тому же контур становится в два раза больше.

Устанавливая молниезащиту в собственном частном доме своими руками, необходимо понимать, что это элемент безопасности не только строения, но и людей, проживающих в нем. Поэтому не стоит проведение его монтажа откладывать в долгий ящик. Идеальное время для установки –возведение частного дома своими руками.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Владельцу частного дома важно позаботиться о безопасности во время грозы. Сила тока при ударе молнии способна превысить 100 000 А, и ее попадание в постройку опасно для жизни людей и сохранности имущества. Установка в частном доме громоотвода дает возможность отвести в землю мощный электрический разряд, обезопасив строения от разрушения и возгорания. Работы можно выполнить самостоятельно – для этого достаточно подобрать необходимые материалы, провести расчеты, вооружиться лопатой и аппаратом для сварки.

Простейшая схема громоотвода

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.

Устройство защитной системы

Конструктивно громоотвод-молниеотвод состоит из следующих элементов :

1. молниеприемник (служит для перехвата грозового разряда);
2. заземлитель (обеспечивает плотный контакт системы с грунтом);
3. токоотвод (служит для соединения молниеприемника с заземлителем, транспортирует грозовой разряд).

Молниеприемник

Планируя создать защитное устройство для частного или дачного дома, подбирают молниеотвод с оптимальными параметрами. Обычно эту функцию выполняет металлический стержень, возвышающийся над наиболее высоким строением на территории участка.

В зависимости от конструктивных особенностей системы защиты, некоторые части дома способны служить частями громоотвода. Речь идет о металлической кровле, ограждениях и водосточной системе из металла.

При этом важно, чтобы металлическая кровля представляла собой цельное покрытие без разрывов. Минимально допустимая толщина листового материала определяется в зависимости от вида металла и для железа равна 4 мм, для меди 5 мм, для алюминия 7 мм. У кровельного покрытия не должно быть внешнего изоляционного слоя – исключение составляет антикоррозийная краска по металлу.

Части системы водостока и ограждения разрешается задействовать в качестве молниеприемника только в случае, если толщина металла превышает показатели для кровли.

Стержень молниеприемника закрепляют таким образом, чтобы он был выше хотя бы на полметра самой высокой точки на территории вокруг дома, включая макушки деревьев .

Токоотвод

Данная часть дачного громоотвода изготавливается из проволоки-катанки или полоски неизолированного металла. Рекомендуемое сечение токоотвода из стали – 50 кв. мм, из меди – 16 кв. мм, из алюминия – 25 кв. мм.

Токоотвод прокладывается таким образом, чтобы он соединял молниеприемник и заземлитель по кратчайшему расстоянию, в идеале – по прямой.

Допускается монтировать токоотвод как снаружи, так и внутри стены постройки, но во втором случае они должны быть выполнены из негорючего материала. Минимальный зазор между наружным токоотводом и стеной из горючего стройматериала – 10 см. При прокладке следует избегать поворотов токоотвода под острым углом, иначе на этих участках возрастает риск возгорания из-за возникновения искрового разряда.

Заземлитель

Заземлитель монтируется из стальных или медных элементов, причем для стали площадь сечения составляет 80 кв. мм, а для меди – 50 кв. мм. Заземление громоотвода требует подготовки траншеи длиной не менее 3 метров и глубиной от 0,5 метра. По концам траншеи в грунт вбивают по металлическому пруту, и соединяют их между собой, приварив проводник из того же материала.

К этой конструкции приваривают отвод, ведущий к дому. К отводу подсоединяется токопровод. Места сварки обязательно прокрашивают. Траншею под заземляющий элемент защитной установки обустраивают не ближе 1 метра от стены дома и не ближе 5 метров от дорожек и входной группы дома.

Инструкция по изготовлению

Прежде чем устанавливать систему защиты от молний, нужно подготовить проект, произвести расчеты и подобрать необходимые материалы.

На этапе проектирования рассчитывают оптимальный размер молниеотвода, чтобы установка полностью защищала зону застройки вашего участка. Если речь идет о стержневых молниеотводах, способных защитить частный дом или дачу, они обеспечивают защитную зону в форме конуса с углом наклона в 45-50 градусов.

Расчет высоты расположения молниеприемника ведется по формуле h = (rх+1,63hx)/1,5, при этом :

• h – искомая высота громоотвода стержневого типа;
• rx – радиус защитной зоны на высоте расположения верхней точки дома, который требуется защитить;
• hx – высота защищаемого дома.

Данная схема подходит для вычисления громоотводов, высота которых не превышает 150 м, а этого значения с лихвой хватит на частный дом.

При подборе материала изготовления следует обратить внимание на рекомендуемые величины площади поперечного сечения элементов системы. Значения зависят от уровня электрического сопротивления стали, меди и алюминия. Если ориентироваться на технические характеристики металлов, то лучше выбрать медь. Но стальной профиль значительно дешевле .

Сечение токоотвода заметно меньше, чем у остальных элементов, рекомендуется плавно нарастить его толщину по направлению от молниеприемника к заземлению. Наиболее эффективны в работе системы, все элементы которой выполнены из одного металла.

Необходимо правильно подобрать место для установки громоотвода. Конец молниеприемника должен располагаться выше самой высокой точки на участке, а конус зоны защиты должен закрывать дом и, по возможности, другие постройки во дворе. Дом должен полностью попадать в защитный конус, следовательно, чем дальше от дома смонтирован громоотвод, тем выше он должен располагаться.

Дешевле и проще всего смонтировать молниеприемник на крыше, в этом случае не требуется установка специальной опоры требуемой высоты . Не стоит крепить вертикальный штырь молниеотвода по центру крыши. Если расположить его вдоль одной из стен, снижается вероятность того, что молния попадет в кровлю.

Продумайте расположение заземлителя. Во время грозы рядом с этим устройством не должны находиться люди, поскольку в землю будут уходить мощные электрические разряды. Создавая проект, соблюдайте регламентированные расстояния от стен дома, его крыльца и дорожек. Свободный доступ к участку с заземлителем перекрывают ограждением, декоративными посадками, садовыми скульптурами. Рекомендуется установить предупреждающий знак.

Установка конструкции

После того, как сделан расчет и подготовлены материалы, выбрано место установки, можно переходить к монтажу. В первую очередь выполняют земляные работы, устанавливают заземление.

Громоотводы для дачи или частного дома предусматривают установку линейного либо замкнутого заземлителя. В первом случае копается траншея, в которой электроды заземления выстроены в линию и скреплены между собой сваркой. Второй тип заземления подразумевает погружение в грунт треугольной конструкции из трех электродов заземления, соединенных между собой металлической полосой.

Глубина приямка, прямого или треугольного, должна составлять 0,5-1 метр – стержни забиваются в грунт. К месту крепления токоотвода роется глубокая траншея для соединительного отвода для заземляющего контура.

Для того чтобы электрический разряд легко уходил в землю, нужен грунт с хорошими электропроводящими свойствами. Если почва песчаная, то для улучшения электропроводности ее поливают электролитом – солевым раствором.

Пропускать электрический ток может только увлажненный грунт. Можно предусмотреть отвод кровельного водостока на соответствующий участок либо закопать контур заземления на такой глубине, где грунт всегда остается влажным.

Чтобы заземлитель, который вы сделали, на протяжении многих лет соответствовал требованиям, предъявляемым к защитной системе, для изготовления его элементов используется металл с большим запасом по площади сечения . Это связано с тем, что толщина стальных элементов со временем снижается из-за ускоренной коррозии в токопроводящем грунте. Для изготовления конструкции обычно применяется стальной профиль – труба, полоса, уголок.

На следующем этапе работ устанавливается опора для молниеотвода в заранее выбранном месте. Опору прочно закрепляют, чтобы она могла противостоять резким порывам ветра, ударам молнии. На опору крепят стержневой молниеприемник с подходящей площадью сечения. При отсутствии металлопроката требуемой длины, данный элемент сваривают из нескольких отрезков.

В качестве опоры удобно использовать высокое дерево, растущее недалеко от дома. Молниеотвод крепится к дереву при помощи синтетического фала с таким расчетом, чтобы в защитный конус дом попал целиком. Если подходящего дерева нет, громоотвод соединяют с телевизионной антенной на крыше, поскольку ее мачта выполняется из неокрашенного металла. Если антенна закреплена на деревянном шесте, вдоль него прикрепляют проволоку подходящего сечения.

Если для изготовления молниеприемника выбрана полая металлическая труба, ее верхний торец требуется закрыть заглушкой из того же металла и заварить.

Токопровод в виде катаной проволоки или металлической полосы прочно подсоединяется к молниеприемику, закрепленному на опоре. Проверьте, как проложен токоприемник, нижнюю часть которого приваривают к отводу контура заземления. Правильно смонтированный токоприемник нигде не касается металлических элементов дома. В противном случае электрический разряд молнии пойдет не в заземляющий контур, а в металлическую конструкцию, которая контактирует с токоприемником.

Монтаж токоотвода подразумевает приваривание металлической проволоки или полосы к горизонтальной части контура заземления по всей ее длине. Заземлитель забивается в землю на дно траншей, затем траншеи и приямки засыпают вынутым грунтом.

Уход за конструкцией

Смонтированную из металла молниезащиту следует регулярно осматривать для выявления очагов коррозии. Каждую весну, до начала сезона гроз, проверяют контакты защитной системы. При необходимости их зачищают, поскольку из-за плохого контакта может возникнуть размыкание системы, возгорание при попадании грозового разряда.

Не реже, чем раз в три года, проверяют степень коррозии заземляющего контура, для чего его откапывают и осматривают. Сильно поврежденные коррозией элементы требуется заменить на новые. В противном случае громоотвод в какой-то момент не сможет справиться со своими функциями.

Грамотный расчет и правильный монтаж громоотвода обезопасит ваш дом. Все работы можно выполнить своими силами.

Грозы с громом и молнией в средней полосе — не такая уж редкость. По статистическим данным только 30% всех молний попадают в землю. Все остальные бьют в объекты, возвышающиеся над поверхностью: высоковольтные линии, башни, здания. При этом заряд молнии имеет мощность в тысячи киловатт. Любой, кто имеет хоть какое-то понятие о силе тока, может представить, какой разрушительной силой обладает это природное явление. Выход из строя дорогостоящего оборудования, пожары, тяжелые поражения людей – только часть бед, которые может принести стихия.

Установка в частном доме громоотвода имеет огромное значение. Эта мера предосторожности может не только уберечь от огромных расходов на покупку новой техники или восстановление здания после первого же пожара, вызванного ударом молнии, но и спасти не одну человеческую жизнь. При этом установить громоотвод в частном доме вполне реально и своими руками. В его конструкции нет ничего особенно сложного.

Простейшая схема громоотвода

Вероятность того, что в первую же грозу в здание угодит молния, прямо пропорциональна его высоте. Электрический разряд колоссальной мощности, заключенный в молнии, вероятнее всего попадет в то, что ближе к нему и дальше от земли. На этой закономерности и построен принцип громоотвода.

Громоотвод состоит из 3-х основных частей:

• молниеприемника, который представляет собой длинный металлический стержень;
• токовода, по которому разряд направляется от молниеприемника к земле;
• заземление – устройство, благодаря которому мощный электрический разряд молнии разряжается в почву.

Молниеприемник

Поскольку крыша в любом, в том числе и частном доме – это самая высокая точка строения, молниеприемник всегда должен быть выше нее и должен быть сделан, естественно, из металла. Благодаря этой особенности он и принимает на себя удар, как бы «перехватывая» молнию на ее пути к кровле. Обычно приемники устанавливаются на фронтонах здания.

Стержень (или мачту) молниеприемника устанавливают на разную высоту, но следует учитывать, что в зону защиты должна попасть вся крыша здания (как на схеме 1.1). Только в этом случае громоотвод будет справляться с поставленной перед ним задачей. В среднем молниеприемник не должен быть ниже, чем 2 метра (фото 1.2). Например, если высота здания 7 метров, то вместе с молниеприемником она должна быть не менее 9 м. Но и сильно увлекаться не стоит, поскольку слишком высокий стержень будет притягивать к себе даже те молнии, которые по идее могли бы обойти его стороной.

Надежно зафиксировать и закрепить мачту на доме можно своими руками при помощи стальных тросов. Даже в самую сильную бурю они будут удерживать стержень в вертикальном положении. Его не следует красить, так как это существенно снизит принимающие свойства молниеприемника. Если металл со временем подвергся коррозии, его можно зачистить (разумеется, в сухую ясную погоду с соблюдением всех правил техники безопасности).

Токовод

Токовод по сути представляет собой линию, по которой электрический заряд передается от приемника к заземлителю. Сделать его можно своими руками из имеющейся в хозяйстве (или купленной по случаю) толстой металлической проволоки с сечением 0,5 см. Не забудьте про изоляцию. Для этой цели можно использовать гладкую металлопластиковую трубу.

Провод присоединяют к мачте молниеприемника при помощи металлических хомутов либо сварки. Если громоотвод закреплен посредством хомутов, то они должны крепиться на болты и гайки. Токовод пускается по крыше, затем по стене здания и заглубляется в землю.

Кстати, не всегда молниеприемник монтируют на крышу дома. Его можно установить и рядом с ним на прочный шест, который следует выкрасить для защиты от коррозии. По этому шесту опускается токовод к заземлению.

Заземление

Пожалуй, самой сложной частью устройства громоотвода является заземление. Если вы решили сделать все самостоятельно, придется взяться и за лопату. Заземлитель тоже можно сделать своими руками. Используйте для этого стальной прут (D = 18 мм) или толстую полоску металла, которую вы сможете нарезать на куски и сварить их между собой.
Кстати, если вы умеете обращаться со сварочным оборудованием, сделать громоотвод будет гораздо проще. В противном случае придется найти сварщика или поискать в магазинах стройматериалов подходящие детали.

Конструкция заземлителя – самая простая: он должен представлять собой элементарную «рамку» (квадратную или треугольную, к углам которой перпендикулярно основанию привариваются острые стальные штыри. Их не сложно забить в землю и своими руками, приложив немного усилий.

Обратите внимание, что эту «рамку», или контур заземления нужно обязательно «утопить» в землю на 0,8 м. Стальные штыри (они же электроды) должны опускаться вглубь почвы не менее, чем на 1,5 метра. На схеме 1.3 указаны основные параметры конструкции заземления. Длина электродов зависит от высоты здания: чем выше здание, тем глубже нужно заглублять электроды. Для одноэтажного дома достаточно 2-х метров, для 2 или 3-хэтажного – трех.

Нельзя забывать, что громоотвод имеет своей целью отвести разряд от дома, а не пропустить его через здание. Токовод нужно монтировать на некотором расстоянии от кровли и стен, а заземление – в 1-1,5 метрах от самого строения.

То, насколько правильно сооруженный таким образом громоотвод хорошо будет справляться со своей задачей, зависит и от качества почвы. Если здание построено на каменистом, песчаном и вообще очень сухом грунте, который плохо проводит электрический ток, придется самостоятельно улучшить его электропроводимость.

Это можно сделать при помощи обычной соли или древесного угля. Они прекрасно проводят ток. После того, как будет выкопано углубление под заземление, насыпьте в него соли. Во время первого же дождя она размокнет и пропитает более глубокие слои почвы. Это усилит проводящие свойства грунта и, следовательно, всего громоотвода. Вот так, довольно не сложно, можно своими руками сделать простую и в то же время эффективную конструкцию, которая спасет всю вашу семью от многих бед.

Частный дом и загородные дачи нередко расположены на открытом пространстве, где единственным возвышением выступают сами постройки. Из-за чего во время грозового периода возникает существенная угроза попадания молний в здания. Такая ситуация угрожает не только поражением электротоком всем находящимся в нем людям, но и возможностью возгорания, которая приведет к пожару и существенной порче имущества. Так как никто не может предвидеть место попадания разряда, наиболее эффективным способом предотвращения его негативных последствий является громоотвод.

Именно поэтому для большинства владельцев частных домов и дачных участков актуально устанавливать громоотвод своими руками. Исключением могут быть постройки расположенные в низине, крыша которых находится ниже верхней точки грунта или попадающие в зону защиты соседней постройки и ее молниеотвода.

Устройство и принцип работы типового громоотвода

Вся конструкция громоотвода представлена тремя элементами: молниеприемником, токоотводом и заземлителем. В зависимости от местных условий и ваших предпочтений каждый из них может иметь различное исполнение. Теперь разберем, зачем каждый из них нужен, и какой вариант выбрать в той или иной ситуации.

Молниеприемник

Из самого названия данного элемента происходит его назначение, по факту он выполняет роль электрода, принимающего электрический разряд молнии. Основной критерий для него – хорошая проводимость и термическая устойчивость, так как величина тока может достигать 100 – 200 кА, которая запросто пережжет тонкие проводники. В качестве молниеприемника могут устанавливаться:

• стержневые конструкции;
• решетка;
• трос;
• сама поверхность крыши.

Стержневые молниеприемники могут устанавливаться как непосредственно на самой крыше, так и на специальной металлической мачте. При этом их высота должна обеспечивать необходимую зону защиты для всех конструкций постройки. Поэтому такой молниеприемник актуален для зданий с небольшой площадью и высотой.

Такие стержневые устройства могут быть медными, алюминиевыми или стальными. Первые два обладают хорошей устойчивостью к коррозионному разрушению, благодаря чему такой громоотвод практически не теряет проводимости и сечения даже при длительной эксплуатации. Металлический штырь из стали, в отличии от двух предыдущих, куда менее подвержен оплавлению от протекания больших токов, из-за чего он куда лучше подходит для местности с частыми ударами молнии.

Решетка в качестве молниеприемника используется для большой площади, к примеру, многоэтажных домов или торговых центров. В отличии от предыдущего варианта, она не влияет на дизайн постройки, поэтому может применяться в любых современных экстерьерах. Такой громоотвод должен иметь заданное сечение и размер ячеек, как правило, выбирается арматура не менее 6 мм 2 . Ее монтаж выполняется на безопасном расстоянии от крыши (не менее 15 см) через термоизолирующие несущие конструкции.

Тросовый громоотвод представляет собой гибкий провод, который растягивается над защищаемой территорией или постройкой. Позволяет защитить длинный участок при меньших затратах материалов на громоотвод. Выполняется как на отдельно стоящих опорах, так и на крыше дачной постройки. В первом случае опоры устанавливаются в начале и конце участка, а во втором, в начале и конце крыши.

Если в качестве кровельного материала применяются токопроводящие варианты (профнастил, металлочерепица и прочие), их можно использовать в качестве молниеприемника для громоотвода. Но при этом должны соблюдаться такие условия:

• толщина металлического слоя не менее 4 мм для стали, 5 мм для меди или 7 мм для алюминия;
• под кровельным материалом отсутствуют легко воспламеняющиеся материалы (утеплители, стропила и т.д.);
• снаружи металл не покрыт диэлектрическим материалом.

Изготовление громоотвода из металлической кровли позволяет сэкономить средства на молниеприемнике.

Токоотвод

Представляет собой проводник, отводящий электрический ток от молниеприемника к заземлителю. Может выполняться из металлической проволоки или шины. Должен иметь сечение не менее 16 мм 2 , если изготовлен из меди, 25 мм 2 из алюминия, 50 мм 2 из стали. К токоотводу предъявляются такие требования:

• Должен изолироваться от стен и других конструкций дома;
• Для него выбирается наикратчайший путь протекания тока;
• Отсутствие изгибов и витков, на которых может произойти пробой воздушного промежутка;
• Достаточная проводимость в местах электрических соединений.

При необходимости токоотвод изолируется от поверхности дома при помощи кабельного канала или любым другим способом. Особенно актуальна такая процедура для зданий с токопроводящей отделкой или горючей поверхностью.

Заземлитель

Изготавливается в виде , который закапывается в грунт. В качестве материала применяются стальные или медные элементы, которые закапываются в землю. Формируется из арматуры или шины, требования к которым устанавливаются п.1.7.111 ПУЭ и приведены в Таблице 1

Таблица 1

Все детали заземляющего контура могут как закольцовываться и формировать замкнутую цепь, так и выстраиваться в сплошную линию. Разумеется, что замкнутый вариант считается более надежным. Размеры контура подбираются в зависимости от местных условий.

Основное требование к заземляющему контуру – обеспечение установленной величины переходного сопротивления металл – земля, поэтому его лучше располагать в влажном слое, периодически поливать водой или обрабатывать материалами, уменьшающими переходное сопротивление и увеличивающими площадь тока растекания (древесный уголь и соль). Согласно п.1.7.103 ПУЭ сопротивление должно быть не более 5, 10 и 20 Ом для сетей с фазным напряжением 380, 220 и 127 В соответственно.

Расположение заземлителя делается не ближе 1 м от стен и 8 м от пешеходных дорожек. Так как в этой точке возникает шаговое напряжение, способное нанести удар током любому, кто находится в радиусе зоны поражения, поэтому приближаться к контуру во время грозы категорически запрещено, как и прикасаться к его токоведущим элементам.

Подготовка

На подготовительном этапе перед монтажом молниезащиты необходимо произвести расчет параметров будущего громоотвода и подобрать все элементы. Это позволит определить, попадут ли постройки в защитную зону и какие параметры необходимо изменить в случае возникновения недочетов.

Расчет защитной зоны

Если устройство молниезащиты предусматривает в качестве приемника решетку или поверхность крыши, то зона защиты будет полностью закрывать постройку. Но для тросовых и стержневых молниеотводов необходимо рассчитывать защитную зону.

Посмотрите на рисунок, зона защиты представляет собой конус в пространстве, где вероятность попадания молнии значительно сокращается. Для определения параметров этого конуса по отношению к самому громоотводу и зданию производится расчет. Способы расчета зоны громоотвода для каждого типа выполняются на основании СО 153-34.21.122-2003.

Посмотрите на рисунок, здесь изображены следующие параметры:

• x и y — расстояние от места установки молниеприемника до контура границы здания.

В зависимости от высоты установки громоотвода и требуемой надежности подбирается формула определения зоны, которую он защищает. Для этого используются данные из таблицы 2

Таблица 2

Для определения радиуса зоны громоотвода на определенной высоте используется формула:r x =r 0 ×(h 0 -h x)/h 0

На рисунке показана принципиальная схема зоны защиты для тросового громоотвода при его небольшой протяженности. При больших расстояниях из-за плохого натяжения в средней точке может возникать провисание, которое немного исказит границы защищаемой громоотводом области.

Посмотрите на рисунок, здесь зона громоотвода характеризуется такими параметрами:

• h – высота самого громоотвода;
• h 0 – высота зоны защиты громоотвода;
• h x – высота в определенной точке (устанавливается на уровне крыши здания);
• r 0 – радиус зоны защиты громоотвода на земле;
• r x – радиус зоны защиты громоотвода в выбранной точке;
• L – длина троса громоотвода.

По величине необходимой надежности, в зависимости от высоты громоотвода, параметры зоны защиты вычисляются по формулам из таблицы 3.

Таблица 3

Радиус зоны громоотвода на высоте здания вычисляется по формуле: r x =r 0 ×(h 0 -h x)/h 0

Выбор материала для громоотвода

В качестве материала для громоотвода принято использовать три варианта: медь, алюминий и сталь. Медные громоотводы характеризуются длительным сроком эксплуатации и отличаются способностью сохранять свои параметры в течении всего периода установки даже на подземных участках. Но главным недостатком медного громоотвода является его высокая стоимость.

Алюминиевый характеризуется куда меньшим весом, поэтому создает незначительную нагрузку на несущие конструкции постройки. Также имеет хорошую проводимость электрического тока. Но, со временем, подвергается разрушению от атмосферных факторов и легко поддается механической деформации.

Стальные наиболее прочные, они легко выдерживают ветровые нагрузки а элементы такого громоотвода можно соединить сваркой, в отличии от медных и алюминиевых. Также он характеризуется низкой себестоимостью. К недостаткам стального громоотвода является высокое удельное сопротивление и подверженность коррозии.

Место установки

Для установки громоотвода должна выбираться самая высокая точка. Поэтому его размещают на крыше здания, если ее высоты недостаточно для попадания всей постройки в зону защиты, могут применяться специальные опоры или находящиеся поблизости деревья. Для определения актуального места установки громоотвода на план участка необходимо нанести зону защиты, полученную при расчете.

Крыша является наиболее выгодным вариантом, так как пик зоны защиты будет расположен над зданием. Отдельно стоящая опора или несколько позволяют смещать защищаемую громоотводом область в нужную точку участка, и отлично подходит для ситуаций, когда строения рассредоточены на участке. Использование дерева в качестве опоры позволяет сэкономить на приобретении и установке металлической или железобетонной конструкции, но обуславливает ряд сложностей в процессе эксплуатации поэтому считается нежелательным вариантом.

Пошаговая инструкция изготовления громоотвода

Наиболее простыми вариантами для дачного громоотвода является стержневой и тросовый, их вы сможете реализовать своими руками. Чтобы не допустить ошибок и лишних затрат при монтаже молниеотвода, соблюдайте следующую последовательность.

Стержневого

Для сооружения громоотвода стержневого типа выполните следующие манипуляции:

Расстояние между ними и их высота подбирается таким образом, чтобы проводник не провисал к поверхности крыши и стен.

Тросового

Монтаж тросового громоотвода выполняется идентично. В зависимости от конкретной ситуации трос может натягиваться гибким тросом между опорами или устанавливаться на кронштейнах. В первом случае молниеприемник будет провисать при изменении натяжения, поэтому крепление на кронштейне жесткой медной или стальной проволоки куда выгоднее. Такая процедура выполняется в следующей последовательности:

Окончив установку любого из предложенных типов, обязательно проверьте сопротивление всей конструкции. В идеале проверка выполняется при помощи моста, но в домашних условиях подойдет и обычный мультиметр или контрольная лампочка.

Видео инструкции

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:

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.