6.2. Элементы молниезащиты

Молниеприемники

В ряде случаев в качестве молниеприемников можно использовать металлические элементы труб, металлическую кровлю, карнизы, соединенные с заземлителем. Но могут быть и специальные конструкции. В общем случае молниеотвод — это устройство из трех основных элементов:

♦ молниеприемника, который принимает разряд молнии;

♦ токоотвода, который должен направить принятый разряд в землю;

♦ заземлителя, который отдает заряд земле.

Задача — встретить молнию на подлете к вашей крыше и сделать так, чтобы она изменила свое первоначальное направление и, скользнув вдоль стены, ушла в землю рядом. Молниеприемник встречает удар молнии, передает его токоотводу, а тот — заземлителю, который гасит разряд в толще грунта.

Для частного дома, этого оказывается достаточным. Молниеприемник может иметь вид металлического штыря (стержневой), натянутого вдоль конька крыши металлического троса или металлической сетки из арматуры с шагом ячеек обычно 6-12 м.

Для защиты от прямого удара молнии следует устанавливать молниеприемник на такую высоту, чтобы в зону защиты (это все, что вмещается в конус, высота которого определяется высотой молниеприемника, а диаметр основания равен тройному значению высоты) попадали выбранные объекты.

Для таких молниеотводов используют достаточно высокие, стоящие рядом деревья или сооружают мачты. Но мачты с молниезащитой не всем по карману, хотя они признаны надежными (а в ряде случаев и единственно допустимыми), да и пейзаж они не облагораживают. Поэтому чаще всего применяют тросовые и сетчатые молниеприемники.

Для строений с неметаллической кровлей допустима упрощенная схема молниезащиты.

Классическая конструкция молниеотвода

На самом высоком месте кровли устанавливают при помощи деревянных подпорок стальной стержень круглого сечения диаметром 12 мм.

Его можно сделать и из стальной трубы, только обязательно с запаянным или закрытым металлической пробкой торцом.

Это — молниеприемник. Он примет на себя удар разряда молнии. Длина его может варьироваться от 20 см до 1,5 м, но в любом случае площадь сечения обращенного в небо штыря должна составлять не менее 1 см² (одного квадратного сантиметра).

От молниеприемника пойдет токоотвод — проволока с рекомендованной толщиной не менее 6 мм.

Ее нужно к молниеприемнику тщательно и надежно приварить: 200 тысяч ампер будут проходить через это соединение — не шутка, могут и расплавить.

Токоотвод спускают с крыши и, прикрепляя к стене дома скобами, доводят до земли и погружают в нее, где на глубине 1–2 м заложен тщательно приваренный заземлитель. В качестве заземлителя можно использовать кусок металлической трубы или лист стали. А если нет возможности копать, можно устроить заземлитель из забитого в землю стального прута. Его надо забить на глубину примерно 2–3 метра. Подробно о заземлении см. в гл. 5.

Физические молниеприемники

Помимо «механических» молниеприемников существуют «физические». Возможность искусственно создавать столб ионизированного воздуха давно подсказала использование встречного «лидера» молнии в качестве своеобразного молниеприемника. Первые устройства для ионизации были основаны на применении радиоактивного изотопа.

При подаче напряжения к такому устройству появлялся столб ионизированного воздуха, на который и замыкался «лидер» от грозовой тучи. Позже эти устройства трансформировались в безопасные молниеприемники, работающие уже не от радиоактивных изотопов, а с помощью электроники.

Часто молнии разряжаются вблизи высоких объектов, не всегда попадая именно в них. Причем вблизи высоких объектов молнии наблюдаются несколько чаще, чем в других местах. Эта закономерность объясняется тем, что «встречный лидер» с высоких объектов как бы притягивает к себе «лидеров» из облака не только строго над своей вершиной, но и с периферийных частей тучи.

Эти удаленные «лидеры» иногда «не в силах» замкнуться на встречный «лидер» от высокого объекта. В итоге они все равно замыкаются на землю, но уже на встречные «лидеры» с других, менее высоких объектов.

Получается, что любая мачта (например, сотовой связи) объективно притягивает в зону своего расположения большее число молний. Этот факт заставляет серьезно задумываться о безопасности и гарантированной молниезащите своего дома.