Грозозащита что это такое?

Грозозащита

Молниезащи́та (громозащи́та, грозозащи́та) — это комплекс технических решений и специальных приспособлений для обеспечения безопасности здания, а также имущества и людей находящихся в нем. На земном шаре ежегодно происходит до 16-и миллионов гроз, то есть около 44 тысяч за день [1] . Прямой удар молнии очень опасен для здоровья людей, нередки случаи смертельного исхода. Для зданий и сооружений угрозами вследствие непосредственного контакта канала молнии с поражаемыми объектами являются возможность возгорания либо разрушения, а также повреждение чувствительного оборудования вследствие сопутствующего молнии импульсного электромагнитного поля.

Молниезащита зданий разделяется на внешнюю и внутреннюю.

Содержание

Внешняя система молниезащиты

Внешняя молниезащита представляет собой систему, обеспечивающую перехват молнии и отвод её в землю, тем самым, защищая здание (сооружение) от повреждения и пожара. Система внешней молниезащиты, организованная по принципу молниеприёмной сетки, проектируется индивидуально под каждое конкретное здание. Задача внешней системы молниезащиты — на долю секунды раньше непосредственного контакта уловить разряд молнии и отправить его по токоотводам на заземление.

Состав внешней молниезащиты:

Молниеотво́д (молниеприёмник, громоотвод) — устройство, перехватывающее разряд молнии. Выполняется из металла (нержавеющая либо оцинкованная сталь, алюминий, медь)
Токово́ды (спуски) — это часть системы молниезащиты, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприёмника к заземлителю.
Заземли́тель — металлический проводник в заглубленный в почву, обеспечивающий растекание тока молнии в землю.

Внутренняя система молниезащиты

Внутренняя молниезащита представляет собой комплекс мер и устройств, предназначенных для уравнивания потенциалов. Для защиты оборудования от импульсных перенапряжений, вызванных электромагнитным полем молнии, применяют устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Комбинация специальных устройств: варисторов и газовых разрядников «закорачивают» защищаемую линию, препятствуя тем самым воздействию импульсного перенапряжения на оборудование. Ещё один вариант УЗИП — гальваническая развязка, или «оптическая пара».

Линии электропередачи и распределительные устройства электрических сетей защищаются от перенапряжений при ударе молнии с помощью защитных аппаратов: вентильных разрядников или ОПН (ограничитель перенапряжения нелинейный), устанавливаемых на шинах или на входе в подстанции. Другой вариант УЗИП — гальваническая развязка, или «оптическая пара».

Нормативные документы

В России нормативным документом, регулирующим организацию молниезащиты является «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (СО-153-34.21.122-2003)

См. также

Молниеотвод
Разрядник
Заземление
Правила устройства электроустановок

Примечания

↑Молниезащита. Российская энциклопедия по охране труда

Ссылки

Форма обследования объекта. Стоимость
молниезащита на Energoems.ru
Что такое молниезащита и зачем она нужна?
Виды внешней молниезащиты на Groze.net
Активная молниезащита

Короткое замыкание
Мехатроника

Полезное

Смотреть что такое «Грозозащита» в других словарях:

грозозащита — грозозащита … Орфографический словарь-справочник

ГРОЗОЗАЩИТА — комплекс мероприятий и технических средств, предохраняющих здания, сооружения, а также электрические устройства от повреждений при прямых попаданиях молнии. К грозозащитным устройствам относятся молниеотводы, разрядники и др … Большой Энциклопедический словарь

грозозащита — сущ., кол во синонимов: 1 • молниезащита (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Грозозащита — комплекс мероприятий и технических средств, предохраняющих ЛЭП, оборудование электрических устройств и др. от повреждений при попаданиях молнии. К грозозащитным устройствам относят молниеотводы, грозозащитные тросы, разрядники и др. См. также… … Российская энциклопедия по охране труда

грозозащита — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN lightning guard … Справочник технического переводчика

ГРОЗОЗАЩИТА — ГРОЗОЗАЩИТА. Здания, в особенности расположенные в сельской местности, необходимо защищать от прямого попадания молнии при грозе посредством молниеотводов, отводящих разряд молнии в землю. Молниеотвод (рис.) представляет собой вертикальный… … Краткая энциклопедия домашнего хозяйства

ГРОЗОЗАЩИТА — см … Большая политехническая энциклопедия

грозозащита — ы; ж. Комплекс мероприятий и технических средств, предохраняющих здания, сооружения, электрические устройства от повреждений при прямых попаданиях молнии. ◁ Грозозащитный, ая, ое. Г ые мероприятия. * * * грозозащита комплекс мероприятий и… … Энциклопедический словарь

грозозащита — rus защита (ж) от грозовых перенапряжений, грозозащита (ж); молниезащита (ж) eng lightning protection fra protection (f) contre la foudre, protection (f) contre les décharges atmosphériques deu Blitzschutz (m) spa protección (f) contra rayos … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки

Грозозащита — комплекс мероприятий и технических средств, предохраняющих здания, сооружения, а также оборудование электрических устройств от повреждения при прямых ударах молнии. Г. осуществляется посредством заземлённых стержневых или тросовых… … Большая советская энциклопедия

ГРОЗОЗАЩИТА — то же, что молниезащита … Большой энциклопедический политехнический словарь

Что такое грозозащита?

Человечество с древнейших времен испытывает сакральный трепет и страх перед различными явлениями природы. Одним из них является гроза и зрелищное ее проявление – молния. Наибольшую опасность молния представляет для жилых зданий, промышленных предприятий и так называемых объектов критически важной инфраструктуры, выход которых из строя, может нанести ощутимый вред, как для крупных населённых пунктов, так и отдельных регионов.

По данным Всемирной метеорологической организации, на Земле каждый день случается примерно 50 тысяч гроз. Но гроза – это не просто гром с дождём. Наиболее опасное явление, которое она с собой несёт – это молния.

Из истории известен случай, произошедший с российскими учёными М. Ломоносовым и Г. Рихманом во время опытов по улавливанию атмосферного электричества в 1753 году в Санкт-Петербурге. Эти известные естествоиспытатели 18–го века разработали для своих жилых помещений «грозоулавливатели» и опробовали их во время сильной грозы над городом, но проведению эксперимента помешала внезапно появившаяся шаровая молния и эксперимент не удался.

Исследователи также пытаются найти способ использования молний в энергетике. Вопросами использования (аккумулирования) энергии грозовых разрядов в первой половине 20-го века в США занимался великий изобретатель и учёный Никола Тесла. Однако американские власти результаты исследований и экспериментов засекретили, а оригинальные экспериментальные установки уничтожили. Данная статья расскажет вам простыми словами о важных прикладных аспектах, связанных с этим природным явлением, а именно о защите объектов, инфраструктуры и человека от разрушительного воздействия грозы и молний.

Основные понятия и определения

Гроза – это природное явление, проявляющееся в виде разрядов атмосферного электричества, которые мы и привыкли идентифицировать как молнию. Также гроза сопровождается сильным акустическим эффектом (громом), иногда сильным порывистым ветром (шквалом), дождевыми проявлениями в виде ливня или града. Когда между различными частями облака, а также между облаком и землей, достигается разность электрических потенциалов в несколько миллионов вольт, то возникает природное явление в виде электрического разряда, именуемое в науке – молния. Молнии могут быть длиной от 2-х и до 50 км, а их сила тока бывает и до 100-200 тыс. ампер. Температура в канале поднимается от 10 и даже до 50 тыс. градусов по Цельсию. Когда гроза вызвана разрядом молнии, направленным прямо на объект, она несет в себе угрозы, которые считаются первичными. А если гроза проявляется как наведение напряжения от разрядов молнии, то угрозы такого плана считаются вторичными.

По направлению разряда молнии подразделяются на:

нисходящие. Мы наблюдаем направленный сверху вниз разряд, который наносит свой удар по зданию или другому объекту;
восходящие. Здесь мы можем наблюдать такой разряд молнии, который идет от земли к облаку. Большинство ударов по высотным объектам (свыше 200 м) являются восходящими. И нисходящие, и восходящие молнии могут быть как отрицательными, так и положительными, т.е. по каналу молнии может протекать ток отрицательной или положительной полярности;
внутри и межоблачные. Это молнии между противоположными зарядами внутри одного облака или соседними облаками. Не представляют опасности для любых объектов, расположенных на земле.

Грозозащита (молниезащита / громозащита) – это совокупность мер по обеспечению защищенности сооружений, техники, человеческого общества, животного мира и общественной инфраструктуры от разрушительного действия молний. Выбор конструкции грозозащитных систем является важной составной частью строительного проекта в плане обеспечения безопасной среды обитания человека, сохранности зданий, сооружений и объектов жизнеобеспечения и промышленных коммуникаций от воздействия атмосферного электричества. Следует отметить, что в РФ существуют нормативы по категорированию уровней защищенности объектов и эффективности грозозащитных мер. Это отражено в “Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений. РД 34.21.122-87”, «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций СО 153 – 34.21.122 – 2003», а также в других нормативных документах.

О принципах работы грозозащиты

В самых общих чертах это устройство представляет собой сочетание таких элементов, как молниеприемник, токоотвод и заземлитель. Три элемента в целом образуют молниеотвод, который перехватывает саму молнию и отводит ее ток в землю. Таким образом происходит защита объекта от последствий действия этой стихии. Комплексные мероприятия, проводимые с целью защиты человека, объекта, дома и других сооружений от прямых ударов молнии с помощью специальных приспособлений именуются внешней молниезащитой (или «external lightning protection system» – англ.).

Кроме вышеперечисленных и распространенных устройств, в последнее время стала известна и альтернативная система защиты от молний, называемая активной молниезащитой (early streamer emission). Такие системы стоят гораздо дороже обычных, а их «повышенная эффективность» пока не доказана техническими специалистами на практике.

Специалистами устанавливаются отдельно расположенные молниеотводы, но также установить молниеотвод возможно прямо на самом объекте.

Какую функцию выполняет молниеотвод, который установлен отдельно? С помощью такого устройства можно предотвратить эффект, когда ток растекается по самому объекту, и отвести ток сразу в землю.

Простая формула показывает радиус защитного действия такого молниеотвода на уровне земли: R = 1,5 * h, (формула приведена для зоны Б РД 34) где h – высота молниеприемника от уровня земли. Теперь рассмотрим случай установки молниеотвода специалистом непосредственно на самом сооружении.

При применении такого конструктивного решения, происходит процесс растекания тока по четко контролируемым путям для отведения тока. Вероятность возгорания и взрывоопасности снижается до ничтожно малых величин, потому что исключено воздействие на объект термическим способом.

В зависимости от видов молниеприемника наиболее распространены стержневые, тросовые и сетчатые молниеотводы. Идея и конструкция стержневого молниеотвода была впервые предложена и запатентована в 1752 г. в США выдающимся общественно-политическим деятелем и талантливейшим учёным Америки – Бенджамином Франклином. С той поры данный тип молниеотвода принято называть «стержнем Франклина».

Тросовый молниеприёмник, как видно из названия, представляет из себя натянутый между двумя «мачтами» металлический трос, который перехватывает молнию, нацеленную на объект под таким тросом. Для защиты одного строения может использоваться несколько тросовых молниеприёмников.

Другой тип молниеприёмника получил название молниеприёмной сетки. В практике молниезащиты специалисты укладывают сетчатые молниеприемники непосредственно на неметаллическую крышу здания, причем крыша должна быть горизонтальной. Любой уклон крыши может означать риск поражения молнией.

Популярность того или иного вида молниеприёмника различается в разных регионах и на разном типе объектов, поэтому назвать одного «лидером» по популярности невозможно. Если рядом с Вашим объектом близко расположено очень высокое здание, то при проектировании системы грозозащиты необходимо учитывать расстояние между объектами, а также ряд экономических показателей и других особенностей защищаемых сооружений. Токоотвод монтируется в стену строения, он протягивается до земли с достаточно короткой дистанцией, чтобы заряд очень быстро ушёл в землю.

Внутренняя молниезащита представляет собой комплекс превентивных мероприятий по обеспечению безопасности от вторичных действий молнии. Этот эффект проявляется обычно в виде индукции импульсного перенапряжения и занесённого высокого потенциала. Здесь применимы так называемые УЗИП. Эта аббревиатура расшифровывается как устройства защиты от импульсных перенапряжений. В английском языке существует терминология: «lightning surge protection» и «surge protection device». Импульсные перенапряжения могут быть вызваны как прямым ударом молнии, так и непрямым ее ударом. Если молния ударяет вблизи строения или объекта, то речь идёт о вторичном воздействии молнии — импульсном перенапряжении.

Специалисты подразделяют УЗИП на 3 класса. Устройства первого класса устанавливают на всех объектах защищенных внешней системой и на объектах, расположенных рядом с высокими сооружениями, такими как мачты и с любыми другими строениями, с которыми имеют общее заземляющее устройство. Он рассчитан на такую надежность, которая позволяет выдержать полный ток молнии, ограничить его до нужного значения и при этом остаться неразрушенным.

УЗИП второго класса должен ограничивать пренапряжения, пропущенные через УЗИП 1 класса, а также индуцированные и коммутационные перенапряжения. Устанавливается после УЗИП 1 класса и предназначен до ограничения перенапряжений до уровня, который может выдержать большинство устройств. 2 класс может использоваться и в качестве первой ступени защиты, когда объект не оборудован внешней системой молниезащиты , и нет риска прямого удара молнии в объект и входящие в него сети и коммуникации (например, когда питание осуществляется кабелем). УЗИП третьего класса устанавливается после УЗИП 2 класса и предназначен для защиты чувствительных электронных приборов, а также при большой длине питающего кабеля, которая приводит к наведению повышенного напряжения. При монтаже систем молниезащиты специалистами применяется или принцип безопасности или бесперебойности. Если взята за основу безопасность, то недопустимо разрушение устройств защиты от импульсных перенапряжений и невозможно отключение молниезащиты. Но в таком случае разрешено отключение потребителей от снабжения электроэнергией. Защитный предохранитель для УЗИП при этом устанавливается в разрыв фазного провода (последовательное включение в фазу).

Применение грозозащиты и заземления

Обратимся к вышеупомянутым в этой статье нормативным документам. Если мы планируем защитить от воздействия грозы дом высотой до 60 м, то нужно иметь в виду, что существует 3 категории такой защиты. Третья категория защиты – это все обычные жилые помещения стандартной планировки, а также общественные здания. Но если в здании много этажей и оно очень высокое, то роль грозозащиты возрастает, так как тут возможны повреждения всякого рода слаботочных электроустановок. Особенно это характерно при использовании современных систем управления для «умных домов». Поэтому специалисты оборудуют такие дома специального рода ограничителями перенапряжений. Устанавливают эти системы в специальных местах, обозначенных на этапе планирования всей системы молниезащиты. А вот для жилых домов сельской местности в Российской Федерации нет обязательных требований для систем грозозащиты. По классификатору такие здания отнесены по молниезащите к 3-ей категории.

Специальные объекты (иногда их называют критически важными) – это те сооружения и инфраструктура, повреждение или разрушение которых влечёт за собой тяжёлые материальные последствия, а также угрожает здоровью и даже жизни человека. Они подлежат оборудованию системами грозозащиты, категория которых устанавливается в специальных требованиях на этапе составления проектной документации. К таковым относят объекты энергетики, телекоммуникаций и каналов связи, различные трубопроводы, железные дороги, автомобильные трассы, аэропорты, речные и морские причалы, газовые и нефтепромыслы, инфраструктуру информационно–коммуникационных технологий, военные части и объекты оборонного назначения. В связи с проникновением информационных технологий и Интернета в промышленную и другие сферы, оборудование, используемое в этих отраслях должно иметь устройства защитного заземления.

В заключение данной темы можно сделать следующие выводы: грозозащита, как компонент безопасности, является неотъемлемой частью современной промышленной и общественной инфраструктуры, позволяя тем самым экономить средства и защитить людей, сооружения и здания от разрушительного воздействия стихии атмосферного электричества.

Грозозащита

Сети Ethernet, со времён своего изобретения, обрели небывалую популярность, и по ходу развития сетевой инфраструктуры, было разработано и внедрено множество стандартов физического уровня для передачи данных, начиная коаксиальным кабелем и заканчивая оптоволокном. Свою нишу среди них, со всеми своими преимуществами и недостатками, вполне оправданно заняла, так называемая, «витая пара». И даже если для прокладки внешних сетей повсеместно используется оптоволоконный кабель, то с ростом разновидностей телекоммуникационного оборудования возникла необходимость применения медных кабелей («витой пары») как внутри, так и вне зданий.

Данная тенденция повлекла за собой целый ряд проблем, связанных с такими явлениями, как индустриальные электромагнитные помехи и атмосферное электричество. В определенных условиях, из-за роста напряженности ЭМ-поля, порты устройств, подключенных к сети Ethernet, неминуемо выходят из строя. Для решения этой проблемы были разработаны и широко применяются устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), в простонародье называемые «грозозащита».

Название «грозозащита» не совсем уместно в данном случае, так как никакое УЗИП не сможет защитить оборудование от прямого попадания молнии. Для защиты от грозового разряда применяют совсем другие методы. Молнию «приманивают», молниеотводами создают «привлекательные» для разряда места, то есть создают кратчайший путь для протекания тока разряда.
Согласно исследованиям, проводимым для седьмого издания ПУЭ, в центральных регионах России грозовая интенсивность составляет 50 часов в год, при этом молния воздействует на 1 Км² местности 2 раза в год, а для южных регионов на 1 км² — 5 раз в год.

В предгрозовой период, в атмосфере увеличивается напряжённость электрического поля. В этом случае, образовавшиеся заряды неизбежно индуцируются на все воздушные линии связи, в результате чего разница потенциалов между сигнальными проводами и оборудованием может составлять несколько тысяч вольт. Это напряжение неизбежно приводит к пробою изоляции разделительных трансформаторов Ethernet-портов, и далее распространяется по схеме оборудования.

Также статический заряд может накапливаться в результате трения о кабель молекул воздуха и прочих проявлениях стихии. Гораздо хуже выглядит ситуация при удалённом грозовом разряде. В этом случае электромагнитный импульс, неся огромную энергию и индуцируясь на линии связи, не видит препятствия, проходя через паразитную ёмкость разделительных трансформаторов или пробивая их изоляцию, а при растекании тока молнии по поверхности земли, между разнесёнными на расстояние объектами, разница потенциалов может составлять тысячи вольт.

Стоит отметить, что атмосферные явления могут быть не единственным источником возникновения перенапряжений. Также, зачастую, их источником могут являться коммутационные помехи при включении/отключении силового оборудования, при расположении кабельного сегмента в непосредственной близости от электротранспорта, частотно регулируемыми приводами электродвигателей и т.д. Нередко происходят случаи нарушения правил монтажа как слаботочных, так и силовых кабелей, в результате чего на сигнальные линии также наводится опасное для оборудования напряжение. От перечисленных выше явлений как раз и предназначены защищать УЗИП. Несмотря на то, что принцип работы всех УЗИП одинаков, и основан на отведении с линии передачи данных, наведённого электрического заряда, в систему заземления, рынок УЗИП изобилует разновидностями данных устройств и схемотехническими решениями при их проектировании.
Компания «НАГ» являясь производителем телекоммуникационного оборудования, хорошо знакома с обращениями клиентов в службу ремонта, связанных с повреждениями Ethernet-портов, после неблагоприятных погодных условий или при неграмотном расположении линий связи. Основной причиной неисправностей в подобных ситуациях, в большинстве случаев, является отсутствие защиты от перенапряжений или неправильная их установка. В связи с этим, инженерами компании была разработана линейка УЗИП, способная удовлетворить все требования и обеспечить необходимую защиту оборудования.

Выбирая техническое решение при разработке УЗИП, пришлось отталкиваться не только от качества защиты оборудования, но также брать в расчёт суровые экономические реалии нашей страны, так как мало желающих покупать УЗИП ценой выше, чем стоимость ремонта защищаемого порта, а с учётом того, что оригинальные решения стоили бы на порядок дороже, и лишь на очень малую долю улучшали характеристики защиты, выбор был остановлен на классических решениях. Для большего понимания ситуации, ниже будет дано общее представление о том, как работают УЗИП, но для этого необходимо немного погрузиться в теорию и разобраться в схемотехнике подобных устройств.

Помехи на лини передачи бывают двух видов: дифференциальные и синфазные (см. рис.4). Дифференциальная помеха – разность потенциалов между проводниками в линии. При возникновении синфазного перенапряжения устройство работает следующим образом: если напряжение между проводниками превышает порог срабатывания супрессора VD3, его сопротивление резко падает, и по цепочке VD1-VD3-VD5 или VD2-VD3-VD4 (рис. 4, синяя стрелка) замыкает линию, ограничивая импульс на безопасном уровне, и выделяя излишки энергии в виде тепла. Синфазная помеха – разность потенциалов между проводниками линии и оборудованием. Для борьбы с этой помехой в схеме используется газоразрядник FV1, принцип работы которого аналогичен работе супрессора, только здесь энергия импульса, протекая через VD1(VD2)-FV1 или FV1- VD4(VD5) (рис. 4, красная стрелка) уравнивает потенциалы с системой защитного заземления.

Примерами реализации подобной схемы являются «Грозозащита Ethernet SNR-SP-1.0» или «Грозозащита Ethernet SNR-SP-2.0». Разница между ними лишь в том, что первая является оконечным устройством, а вторую можно подключить в разрыв линии передачи данных. Также, в линейке присутствует «Грозозащита Ethernet Nag-APC», которая имеет конструкцию для установки в шасси для стандартной 19 дюймовой стойки. Данные грозозащиты можно применить на портах Ethernet 10/100/1000Base.

Если защищаемый Ethernet-порт не поддерживает передачу данных на скорости в 1 Гбит/с, то в данном случае вполне может подойти и «Грозозащита Ethernet Nag-клон», рассчитанная на защиту одного порта, или «Грозозащита Ethernet Nag-клон-4», защищающая 4 Ethernet-порта.

Случаются ситуации, когда защищаемое устройство необходимо запитать по технологии PoE. Примером могут служить такие устройства, как IP-видеокамеры, маршрутизаторы, точки доступа и т.д. В данной ситуации также можно использовать рассмотренную конструкцию УЗИП, изменив некоторые номиналы деталей, так как разница потенциалов в сигнальных линиях согласно стандарту PoE, может составлять до 57 Вольт.

Изменение номинала приведёт к небольшому уменьшению скорости срабатывания схемы, но обеспечит необходимую защиту для оборудования. Примером подобного решения является «Универсальная грозозащита Дрозд». Она работает на портах Ethernet 10/100/1000Base. «Грозозащита Nag-1.1 POE» применяется только на портах Ethernet 10/100Base, как и «Грозозащита PoE Nag-1P». Её можно использовать только совместно с устройствами, питание которых осуществляется по зарезервированным парам проводов (4;5 и 7;8). Подача питания по сигнальным проводам в данном устройстве не поддерживается.

Также, для предотвращения влияния неблагоприятных внешних условий, УЗИП серии «Дрозд» может устанавливаться в корпусы с необходимой степенью защиты от климатических и механических воздействий.

В случае, когда линия передачи данных оказывается в зоне действия разнообразных индустриальных помех, актуальным будет применение УЗИП с дополнительными индуктивно-ёмкостными фильтрами, которые исключат составляющую помехи, не препятствуя прохождению полезного сигнала. Примеры данного решения, это «Грозозащита Ethernet Nag-1.2» и «Грозозащита Ethernet Nag-4.2». Разница между ними в количестве защищаемых портов, 1 и 4 порта соответственно. В силу конструктивных особенностей, эти УЗИП нельзя использовать совместно с устройствами, питаемыми по технологии POE, так как постоянное напряжение не сможет преодолеть преграду из индуктивно-ёмкостных фильтров. Эти устройства могут работать на портах Ethernet 10/100Base.

Кроме устройств защиты Ethernet-портов, в линейке есть также «Грозозащита Nag-DSL», применяемая для защиты устройств подключаемых к телефонной линии, таких как телефонные аппараты или DSL-модемы.

Зачастую, в линии напряжения питания (

220В) также могут происходить скачки напряжения, приводящие к отказу питаемого оборудования. На этот случай можно воспользоваться устройством «Грозозащита NAG-E1.0», которое работает на том же принципе, что и все выше перечисленные УЗИП, с одной лишь разницей: в этом устройстве дополнительно установлены предохранители, сгорающие при скачке напряжения, поэтому после срабатывания защиты, предохранители нужно заменить.

С подробными характеристиками перечисленных устройств, а также с их стоимостью вы всегда можете ознакомиться на нашем сайте.

Что такое грозозащита

13 апреля 2017 06:20:00
Просмотров: 1371

Одномоментно на Земле происходит около полутора тысяч гроз. Их воздействие на здания, сооружения и объекты, имеющие важное социальное значение, приносит колоссальные убытки, ведет к гибели людей, лишает жизненно важных благ населенные пункты и целые регионы. Обеспечение качественной грозозащиты позволяет защитить людей, оборудование, строения и избежать ущерба и снижения качества жизни.

Гроза как физическое явление

В сравнении с другими явлениями природы только мощные, внезапные наводнения причиняют больший ущерб человечеству, чем грозы. И если наводнения случаются нечасто и локально, гроза – явление повсеместное. Она начинается при определенных атмосферных условиях, когда в массе кучево-дождевых облаков или между ними и поверхностью земли возникает электрическое поле. Оно растет, пока не достигнет критического значения, что приводит к возникновению разряда – молнии, сопровождаемому характерным звуком.

Молнии бывают трех типов:

Верхнеатмосферные – могут возникнуть на любом уровне, от стратосферы, до термосферы. Они простираются на огромные пространства, иногда до границы с космосом и не представляют опасности.
Внутриоблачные – с наибольшей частотой возникают по мере приближения к экватору. В случаях, когда происходят накопление электрического поля определенной силы, достаточного для ее поддержания, но недостаточного для возникновения разряда спровоцировать возникновение молнии может металлический объект, например длинный трос или самолёт.
Облако-земля. Образование молнии начинается, когда электрическое поле достигает критического значения. Свободные заряды, содержащиеся в атмосфере, начинают двигаться в направлении земли со скоростью 50 тыс. км/сек. Возникает электронная лавина, формирующая канал для прохождения лидера молнии. Его движение происходит ступенями длиной в несколько десятков метров. В момент срыва лидера с одной ступени на другую происходит подсветка всех ступеней.

По мере продвижения скорость лидера возрастает, напряжение поля в нем усиливается и под его влиянием из объектов, возвышающихся над поверхностью земли, вырывается ответный разряд, соединяясь с лидером. Именно эта особенность используется при организации систем грозовой защиты.

В финальной стадии по проложенному лидером каналу начинается движение ответного разряда, начинающегося со скоростью около 100 км/сек и постепенно нисходящей до 10 км/сек. В этой стадии ток молнии может длиться до десятых долей секунды и достигать тысяч ампер. Самая затяжная из зарегистрированных молний длилась 7,74 секунды и была зарегистрирована в Альпах. Этот тип молний представляет наибольшую опасность, поскольку направлена она непосредственно к земле, приводит к пожарам и выходу из строя оборудования.

Принципы организации внешней грозовой защиты

Комплекс мер, принимаемых для защиты зданий, сооружений и людей от прямого воздействия молнии, называется внешней молниезащитой. Основная идея ее организации состоит в улавливании и перенаправлении грозового разряда. Для этого необходимо обеспечить наличие трех элементов:

Молниеприемник – состоит из металлического стержня, алюминиевого, медного или стального. Он задействуется в момент, когда максимально заряженный лидер грозы приближается к поверхности земли. Молниеприемник перенаправляет его в новый канал, отводя удар от сооружения.
Токоотвод – позволяет изменить направление движения разряда и перенаправить его к заземлителю.
Заземлитель – обеспечивает прохождение разряда в землю, что приводит к его гашению.

На защищаемой территории устанавливаются молниеотводы. Они могут монтироваться двумя способами:

На грунт. Отдельно стоящие устройства позволяют предотвратить растекание заряда по объекту и отвести его сразу в землю. Радиус действия такого молниеотвода в полтора раза превышает его высоту.
Непосредственно на здания и сооружения. При устройстве систем защиты этого типа необходимо обеспечить контролируемые пути для отведения разряда. Это позволяет минимизировать вероятность возникновения пожара.

Типы молниеприемников

По типу устройства молниеприемники бывают трех видов: стержневые, тросовые и сетчатые.

Стержневые

Первая модель, которую создал Бенджамин Франклин в 1752 году. Она не претерпела существенных изменений до сих пор. Она состоит из металлического стержня с конусообразным заострением с одной стороны и резьбой с другой. Резьба используется для фиксации на мачте, что позволяет поднять устройство на высоту до 6 метров. При креплении на стену используются кронштейны, которые позволяют зафиксировать молниеприемник на удалении от стены, чтобы исключить воздействие грозового удара непосредственно на конструкцию здания. При организации грозозащиты, на здания и сооружения часто устанавливают двойные молниеотводы. При этом важно, чтобы их зоны действия пересекались. Это актуально на объектах площадью более 200 м² или имеющих вытянутую форму.

Тросовые

Состоят из оцинкованного троса сечением не менее 35 мм, обычно стального, натянутого между двумя мачтами. Используется на протяженных объектах, где сложно обеспечить достаточный уровень защиты стержневыми молниеприемниками. Трос принимает удар лидера молнии, нацеленного на защищаемый объект. Единственный недостаток таких систем – трос выглядит несколько неэстетично и может портить вид здания.

Тросовая грозозащита бывает двух видов:

Одиночная – трос натянут между двумя мачтами снабженными собственными молниеприемниками, токоотводами и заземлителями.
Двойная – на объекте устанавливаются четыре мачты. Их попарно соединяют тросами, расположенными параллельно на одной высоте. В момент грозового удара они действуют как единое целое.

Сетчатые

Сетка молниезащиты используются на неметаллических кровлях с уклоном не более 1:8, в противном случае их использование неэффективно. Состоит из металлического прутка, зафиксированного в специальных держателях или уложенного прямо под кровельное покрытие. Расстояние между прутками колеблется от 5 до 20 м, в зависимости от требуемой степени молниезащиты. В местах пересечения стержни соединяются с помощью стандартных оцинкованных клемм и болтов. Каждый пруток соединяется через токоотвод с контуром заземления.

Выбор типа молниеприемника должен происходить с учетом технических условий:

высоты объекта;
материала кровли и стен;
назначения здания;
технического оснащения;
наличия вблизи высотных объектов;
особенностей грунта.

Меры обеспечения молниезащиты

Меры обеспечения молниезащиты делятся на три категории:

К ней относится вся территория России с частотой гроз ниже средней. Используются мачты и тросовые молниеприемники.
Местности с длительностью гроз от 10 часов в год. Для зданий, имеющих неметаллическую кровлю, используются мачты или тросовые молниеприемники, устанавливаемые на объекте или на некотором расстоянии от него. Возможно использование сетчатых, при уклоне крыши не более 1:8. Сетка должна изготавливаться из стального прута диаметром не менее 6 мм. Сооружениям с металлическими фермами не требуется дополнительная молниезащита.
Местности со среднегодовой продолжительностью гроз 10 – 40 часов. На выбор этой категории влияет высота строения, его расположение и назначение. Для обеспечения безопасности могут использоваться все устройства защиты: мачты, тросы или сетка.

Организация внутренней грозозащиты

Функция внутренней грозовой защиты заключается в нейтрализации вторичного действия грозового удара. Оно проявляется в форме избыточного потенциала, который может быть опасен для людей и оборудования, находящихся в здании, подвергшемся грозовому удару. В этих ситуациях используются устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

УЗИП делятся на три класса:

Обеспечивают надежную защиту от грозового удара полной мощности, нейтрализуют его оставаясь при этом не поврежденными. Устанавливаются в зданиях, обеспеченных устройствами внешней грозовой защиты или находящихся в непосредственной близости от сооружений и строений, имеющих с ними общую систему заземления.
УЗИП, рассчитанные на нейтрализацию избыточного потенциала, оставшегося после срабатывания УЗИП I класса, а также перенапряжений в сети, вызванных включением/отключением мощного оборудования, короткими замыканиями и т.п. Устройства этого типа могут применяться для обеспечения безопасности оборудования в зданиях не снабженных системой внешней грозовой защиты при отсутствии угрозы прямого грозового удара.
Предназначены для защиты электроники, чувствительной к перепадам напряжения. Нейтрализуют остаточный потенциал, с которым не справились УЗИП I и II класса, а также напряжение, возникающее при большой протяженности питающего кабеля.

При организации систем молниезащиты придерживаются одного из двух принципов:

Безопасности – обеспечивается стабильная работа системы внешней защиты от грозового удара и целостность УЗИП, но допускается отключение потребителей от источника электроэнергии.
Бесперебойности – допускается временное отключение системы молниезащиты, но недопустимы перебои в подаче электроэнергии.

Категории грозозащиты

При организации защиты от грозового удара используется классификация объектов, которая включает три категории:

Высшая категория. Присваивается зданиям, имеющим взрывоопасные зоны, а также социально значимым объектам. При организации систем молниезащиты используются отдельно стоящие тросовые или стержневые молниеотводы.
Здания, имеющие взрывоопасные зоны, складские комплексы на которых хранятся легковоспламеняющиеся вещества. Для защиты используется молниеприемная сетка.
Частные домостроения, жилые и общественные здания. К организации грозозащиты частных домов не предъявляют никаких требований, общественные и жилые здания, особенно высотные, должны быть снабжены системами внешней внутренней защиты от грозового удара и перенапряжений.

Принцип работы грозозащиты

Во время грозы мощные разряды электричества пронизывают воздух. Это – молнии. Они могут быть восходящими, нисходящими и межоблачными. Наиболее опасны первые две разновидности, так как разряды идут сверху вниз, прицельно в здание, или с поверхности земли к облаку.

Во время грозы между тучами и поверхностью земли формируется заряд электричества. Величина его может иметь огромные значения. Кроме прямого попадания молнии в здание, существует также опасность выгорания начинки электрооборудования и повреждения сети от резкого перепада потенциалов. Опасность попадания молний грозит как жилым постройкам, так и предприятиям промышленного назначения и объектам инфраструктуры. Такой природный феномен может сопровождаться силой тока, достигающей несколько сотен тысяч ампер. Последствия могут быть как первичными, от самой грозы и непосредственно молнии, так и вторичными.

Предотвратить возможный пожар и разрушение электроники в результате попадания молнии помогает комплекс мер, нацеленных на обеспечение молниезащиты здания. Конструкция системы должна соответствовать нормативам уровней защищенности объектов от атмосферного электричества.

Принципы работы

Основной принцип приемника молнии заключается в том, что она ударяет обычно в наиболее высокие здания и деревья. Именно поэтому устройство помещается в самой наивысшей точке постройки, чтобы принять удар стихии на себя и обезопасить здание от громадного заряда электрического тока и напряжения. Наивысшей точкой здания может быть как элемент кровли, дымоход, телевизионная антенна, так и высокое дерево, находящееся недалеко от жилого дома.

Система предотвращает разрушение электрических линий и приборов путем их отключения от сети во время колебания электромагнитного поля. В конструкции грозозащитных систем применяются устройства разного типа, но принцип работы у них один и тот же – при появлении высокого напряжения система отключает цепь от общей электросети. Устройства грозозащиты содержат предохранители, которые сгорают быстрее электроприборов, но это происходит довольно редко, поскольку большинство колебаний электромагнитного поля гасит заземление. Земля в системе необходима для переноса заряда, в противном случае он будет скапливаться на корпусе прибора или оборудования и может повлечь за собой поражение человека разрядом электрического тока.

Грозозащита и заземление

Заземление является важной частью системы. Именно через него электрический разряд, пойманный молниеприемником, отводится в землю. Элементы системы заземления находятся по всему зданию, а металлические элементы у основания отводят разряд глубоко в землю. Последняя должна быть заранее проверена. Это важно для предотвращения скопления заряда на корпусе прибора или детали. Следует избегать заземления канализационных и отопительных труб, так как последние обладают повышенным сопротивлением.

При этом «зануление» не требуется. Так как понятие «ноль», представляет собой шину, служащую для того, чтобы замкнуть цепь и провести ток дальше. «Зануление» в системе грозозащиты приводит к частым ее срабатываниям, к ложным призывам к работе. В итоге это сопровождается необходимостью прерывания работы устройства. Введение «нуля» допускается только в случаях, когда нельзя или нет возможности заземления.

Устройство грозозащиты

Модуль грозозащиты состоит из молниеотводов и дополнительных устройств, которые обеспечивают защиту приборов. В самых общих чертах схема молниеотвода состоит из трех элементов: приемник, токоотвод и заземлитель. Наличие молниеотвода позволяет отвести разряд атмосферного электричества от самого здания в землю и предотвратить возгорание и другие негативные последствия непосредственного контакта с молнией. Это достигается за счет возникающей разницы потенциалов, при котором диод замыкается и это приводит к отведению напряжения в область земли. Место диода может занимать любое другое защитное средство. При проектировании молниеприемника необходимо учитывать такие параметры, как общая площадь территории, высота здания, требующих защиты, соседних деревьев, тип кровли дома.

Среди устройств, которые обеспечивают подобную защиту приборов, можно упомянуть:

варисторы – разновидность резисторов, которые уменьшают свое сопротивление при резком скачке напряжения;
супрессоры – стабилизаторы, которые открываются при повышении напряжения;
газонаполненные разрядники – инертный газ внутри баллончиков уменьшает сопротивление;
плавкие предохранители – теряют способность проводить ток при скачках напряжения.

Устройства грозозащиты применяют как в электрических цепях, так и на линиях передачи сигналов.

Классификация грозозащиты

Существует 3 класса приборов грозозащиты:

1 класс (категория В) – обеспечивают защиту при прямом попадании молнии.

2 класс (категория С) – монтируются в распределительные щиты в качестве второго звена защиты, или для обеспечения безопасности токораспределяющих сетей.

3 класс (категория Д) – периферийные устройства, которые обеспечивают защиту приборов.

Расстояние между периферическими устройствами и самими приборами не должно превышать 10-15 метров.

В выборе грозозащиты необходимо склоняться к фирменным, а не самодельным устройствам. Так как последние отличаются меньшей степенью защиты.

Профессиональные устройства грозозащиты имеют:

Наименьшие сопротивления.
Работоспособность сохраняется вне зависимости от падения напряжения.
Способность выносить большие нагрузки.

Также довольно часто самодельные или некачественные системы защиты могут не справляться с прямым попаданием молнии или же с высоким напряжением. Они лишь позволяют снизить процент вреда оборудованию, но не могут его защитить на все 100%. Поэтому недорогие устройства могут быть использованы лишь на время, пока нет возможности установить качественное оборудование.

В настоящее время введение в проектирование общественных зданий и частных домов установки системы грозозащиты необходимо для того, чтобы обезопасить дом, оборудование и людей от возможного риска возгорания и его последствий. Качественное современное оборудование, проектирование и правильные монтажные работы позволят чувствовать себя в своем доме как в настоящей крепости.

Грозозащита

Опросный лист на проектирование молниезащиты (pdf)

Сезоны дождей полны не только пушкинской романтики, но и, увы, серьезной опасности, которую несут в себе удары молнии во время грозы. Гибельность этого явления общеизвестна. Чего только стоит статистика ежегодных разрушений. Но и она несравнима с горем даже одной семьи, потерявшей дом и имущество от мощного небесного разряда.

Существует ли управа на стихию? К счастью, да! Упорные поиски и многочисленные исследования привели человечество к созданию надежных современных систем грозозащиты.

На сегодняшний день общепризнанными лидерами в области разработки и поставки систем молниезащиты являются компании OBO Bettermann (Германия), BS-Technic (Германия), J. Propster (Германия), Citel (Франция), Duval Messien (Франция), DEHN+SOHNE (Германия), Forend (Турция). На платформе решений данных производителей компания «МЗК-Электро» предлагает проектирование, расчет и монтаж грозозащиты высокой степени эффективности.

Устройство грозозащиты

Что же такое грозозащита?

Обычно под системой грозозащиты подразумевают комплекс мер по защите коттеджа или любого другого здания от прямого удара молнии и от возникающего во время грозы возмущения электромагнитного поля, пагубно влияющего на уровень напряжения в сети, а следовательно, на все электрооборудование, которое также может спровоцировать пожар.

В связи с этим, грозозащита делится на внешнюю и внутреннюю.

Устройство внешней грозозащиты представляет собой сочетание трех элементов:

Молниеприемник (громоотвод)
Токоотвод
Заземление

При этом молниеприемная часть может быть как активной – перехватывающей разряд молнии в определенном радиусе, так и пассивной.

Что касается устройства внутренней грозозащиты, то она состоит из

Если вы увлечены физикой и электротехникой, то возможно, вам будет интересно разобраться во всех хитростях самостоятельно.

Но если вы дорожите временем и намерены надежно защитить свой дом и родных от превратностей грозы, то лучшее решение – довериться профессионалам компании «МЗК-Электро».

Грозозащита силовых линий и телекоммуникационного оборудования

Относится к системе внутренней молниезащиты и включает комплектующие, которые устанавливаются на силовых линиях и каналах для передачи данных с целью защиты от заноса разряда молнии и выхода из строя дорогостоящего бытового и телекоммуникационного оборудования. Общее название — устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) или коротко разрядники.

Купить модули грозозащиты

Они по характеру применения делятся на несколько классов:

для электрических сетей (системы электроснабжения установок, технологического оборудования, бытовых приборов)
для линий передачи данных (грозозащита домашнего и промышленного Ethernet, POE, защита концентраторов (хабов) и коммутаторов (свитчей) и прочее)
для систем и устройств связи (аналоговые и ISDN интерфейсы, факсы, модемы, DSL-йстройства)
защита систем управления и автоматизации (контрольно-измерительные цепи, системы сигнализации, управляющая аппаратура)
техника высоких частот (СВЧ-устройства)
УЗИП наружного применения (разделяющие разрядники для металлоконструкций, таких как антенны, мачты, трубы, металлические элементы крыши, которые не заземляютя по технологическим соображениям)
УЗИП для внутренних систем здания (грозозащита TV- и видеосистем, ISDN и телефонных сетей, Ethernet, электропитание и линии передачи данных цифрового сетевого оборудования)

Внешняя грозозащита дома

Грозозащита дома (коттеджа) дело тонкое, требующее специфических знаний, опыта и таланта. Не обладая ими можно не только спроектировать неэффективную систему, но и подвергнуть здание еще большей опасности. Именно поэтому мы настаиваем на необходимости обращения в специализированную организацию.

Компания «МЗК-Электро» предлагает широкий спектр услуг по проектированию, монтажу и шеф-монтажу систем грозозащиты домов, поставке комплектующих и сервисному обслуживанию.

Сроки проектирования – от 5 рабочих дней, стоимость — от 10 тысяч рублей
Гарантия на систему – 2 года с момента подписания акта приема-сдачи.
Проводим монтаж не только в Москве и Московской области, но и в регионах!
Кроме того, осуществляем работы по проведению замеров на объектах с выдачей протокола.

Примеры со спецификациями

Ниже представлены проекты двух домов и примерный расход комплектующих на устройство системы молниезащиты и заземления с указанием артикулов похожих элементов от разных поставщиков в трех ценовых сегментах. Проект 1 — общая площадь до 300 кв.м, Проект 2 — общая площадь до 200 кв.м.

Источник: gk-rosenergo.ru