Грозозащита своими руками

Заземление

Чтобы защитить себя от электрических разрядов молнии, нам необходимо решить две проблемы: во-первых, нужно поймать такие разряды. И второе - направить их в безопасное для дома место. Это безопасное место - заземление. С него мы и начнем.

На фото показана наиболее популярная конструкция заземления для небольших зданий. Это равносторонний треугольник с тремя заземляющими проводниками, расположенными по углам. На самом деле, это не догма. И количество заземляющих проводников может быть другим, и их взаимное расположение может быть другим. Самое главное, что такая структура обеспечивает надежное заземление. Наиболее важные параметры заземления определены в таких документах, как ПУЭ (Правила устройства электроустановок, глава 1.7) и ГОСТ (ГОСТ 12.1.030-81 "Электробезопасность"). Защитное заземление. Зануление", ГОСТ Р 50571.10-96 Часть 5. Глава 54 "Заземляющие устройства и защитные проводники").

Основным параметром, указывающим на защитную способность заземления, является сопротивление, которое не должно превышать 4 Ом. Можно создать заземляющую конструкцию, состоящую всего из одного заземляющего элемента. Однако глубина заложения такого проводника обычно требует более 30 метров, что невозможно осуществить без специальной техники на участках загородных домов. Поэтому вместо одного заземляющего элемента необходимо несколько заземляющих элементов. Количество элементов и величина резерва определяются конкретными условиями.

Исходя из средних условий в нашей стране, обычно используются три элемента заземления, которые должны быть заглублены на 3-5 метров под землю. Стоит отметить, что после установки такой конструкции следует измерить ее сопротивление; если оно меньше 4 Ом, то проблем нет. Если же оно больше, то паниковать не стоит. Вы можете добавить один или несколько элементов, чтобы снизить сопротивление.

Как располагать заземляющие элементы

Существует простое правило, согласно которому расстояние между элементами грунта должно быть как минимум в два раза больше глубины, на которую они забиваются. Это является причиной популярности равносторонних треугольников, наиболее компактного расположения. На самом деле их можно даже расположить в ряд, если соблюдать расстояние между элементами грунта.

Следующим важным фактором является выбор материала. В принципе, как подсказывает логика, можно использовать любой проводник. Однако нужно учитывать не только электрические параметры, но и то, как данный материал поведет себя с точки зрения надежности и целостности; ПЭУ доступен только в трех материалах: черная сталь, оцинкованная сталь и медь. Поэтому лучше ограничить выбор только ими и не рисковать.

В зависимости от выбранного материала должны соблюдаться требования к минимальной площади поперечного сечения. Например, круглая черная сталь должна иметь минимальный диаметр 16 мм, а оцинкованная сталь или медь - минимальный диаметр 12 мм. Допускается использование круглых элементов заземления, а также круглых элементов заземления. Допустимы прямоугольные или угловые элементы. Интересно, что в документе упоминаются угловые элементы только для стали. Для стали с черной кожей ограничение составляет 100 мм2 площади поперечного сечения при толщине стенки 4 мм. Для оцинкованной стали - 75 мм2 при толщине стенки 3 мм; для меди - 50 мм2 при толщине стенки 2 мм.

При выборе материала обычно оценивают стоимость, доступность и долговечность. С точки зрения долговечности арматура не рекомендуется. Фактически, поверхностный слой арматуры затвердевает, что влияет на ее электрические параметры. Кроме того, арматура быстро ржавеет. Существует еще одно заблуждение. В настоящее время существует множество средств защиты черных металлов от коррозии. У вас может возникнуть соблазн обработать элемент заземления такой защитой. Этого не следует делать только потому, что такое покрытие изолирует заземляющий элемент от земли, и поэтому такое заземление не будет работать.

Когда материал определен, возникает другой вопрос. Как правильно подключить отдельные элементы заземления.

Соединение должно быть надежным и долговечным. В целом, не существует одного идеального решения. Сварка обычно используется для стали. Болтовое соединение только подвергает каждый элемент коррозии и увеличивает вероятность нарушения целостности. Действительно, сварной шов является наиболее уязвимым местом, и это справедливо и с точки зрения коррозии. Вполне возможно, что обработка защитным составом не повлияет на стойкость всей системы.

Оцинкованный стальной лист не подлежит сварке. Защитный слой соединения будет разрушен. С другой стороны, если используются специальные соединители из оцинкованного стального листа, соединение защищено от коррозии и гарантируется надежная работа. То же самое относится и к медным элементам. Существуют также методы пайки, но они очень редки и дороги. Можно также использовать нержавеющую сталь. Соединение также рекомендуется крепить болтами, а не сваривать. И следует отметить, что этот материал не рассматривается в ПЭУ.

После того как материалы выбраны и соединения выполнены, наступает время монтажа. Сначала - разметка. Выберите место расположения заземляющего элемента. Помните, что ближайший заземлитель должен находиться на расстоянии не менее 1 м от фундамента. Не более, так как необходимо соединение заземляющего электрода с проводником. Выкопайте яму глубиной 0,5-1 м в месте расположения заземлителя и соедините ее с траншеей такой же глубины. Элемент заземления длиной около 3 м можно вбить кувалдой. Однако все зависит от типа почвы.

Затем соедините продольные элементы между собой. Для соединения обычно используется лента, только не забывайте о требованиях к площади поперечного сечения и толщине платы. После сборки заземления следует проверить его целостность, чтобы установить надежное соединение с проводником. Затем заземление следует накрыть, но желательно уплотнить.

Да, это хорошая идея - измерить сопротивление перед засыпкой. Как это сделать, обсуждается ниже. С другой стороны, помните, что если сопротивление больше 4 Ом, вам нужно будет подумать о том, где установить еще один элемент заземления.

Токоотвод

На первый взгляд, этот элемент не выглядит сложным, но он играет важную роль в передаче разряда от разрядника к заземляющему электроду. От разрядников требуется надежность и безопасность. Надежность означает, что разрядник не сломается при прохождении через него электрического тока, а безопасность - что ток не причинит вреда ни самому дому, ни размещенному в нем оборудованию. Построить такую мойку несложно, но необходимо соблюдать определенные правила.

Для начала рассмотрим материалы, используемые для проведения электрического тока. Можно использовать сталь, медь и алюминий. Наиболее распространенными материалами являются круглые прутки и катанка. Сечение проводника должно быть не менее 16 мм для меди, 25 мм для алюминия и 50 мм для стали. Стоит обратить внимание на алюминий. Прямые соединения между медью и алюминием запрещены. Поэтому лучше его не использовать. Если это неизбежно, то соединение должно быть выполнено с помощью болтов из нейтрального материала. Стоит также отметить, что нет никаких ограничений на использование стали. Рекомендуется использовать оцинкованную сталь для защиты шинопроводов от коррозии.

Прокладывайте проводники по прямой линии горизонтально или вертикально на кратчайшем расстоянии между молниеприёмником и заземлителем. Количество соединений проводников должно быть сведено к минимуму. А если такие соединения необходимы, они должны быть надежными. Можно использовать сварные, паяные или болтовые соединения.

Проводники крепятся непосредственно к стене. Если материал не горюч, проводник может быть установлен как внутри стены, так и на стене. Если стена изготовлена из горючего материала, существует риск возгорания, а при прохождении через нее разряда проводник может достичь опасной температуры. Поэтому в случае горючих материалов розетка должна быть установлена на расстоянии не менее 10 см от стены. Размещайте проводники вдали от окон и дверей. Если по каким-либо причинам это невозможно, в этом месте следует использовать шину высокого давления. Не прокладывайте проводники в стоках.

Количество розеток зависит от конструкции защищаемого объекта, формы и размера загородного дома и требуемого класса защиты. Для самого высокого класса защиты I среднее расстояние между розетками должно составлять 10 метров. Для класса защиты IV среднее расстояние составляет 25 метров. Поскольку несколько проводников электрически соединены параллельно, ток, протекающий через каждый проводник, невелик. Поэтому проводники с меньшей вероятностью нагреваются во время разряда, что снижает риск возникновения пожара.

Наличие нескольких проводников тока также уменьшает другую опасность, связанную с молнией. Когда электрические разряды проходят через проводник, возникает сильное электрическое поле, вызывающее индуцированное перенапряжение в сетях и приборах в доме. Видно, что если ток, протекающий через проводник, уменьшается, то ослабляется и сила электрического поля.

Правила разрешают использовать строительные компоненты в качестве проводников тока. Это может быть металлический элемент, например, металлический каркас здания. А также ребра жесткости здания и металлическая облицовка фасада. Суть в том, что электрическая непрерывность между элементами должна быть надежной и долговечной. Например, в случае с арматурой считается достаточным, если 50% всех горизонтальных и вертикальных стержней имеют сварные соединения. Толщина фасадного элемента должна быть не менее 0,5 мм. Использование проводников из натурального флюида само по себе рискованно, но в сочетании с оборудованными отдельными проводниками можно получить сразу несколько проводников, что имеет преимущества, описанные выше.

Трубопроводы, транспортирующие легковоспламеняющиеся материалы, не должны использоваться в качестве токопроводов или заземляющих элементов. Это относится к газовым линиям и канализации в сельских домах, так как при разложении фекальных и органических отходов образуется метан.

Заземляющие стержни.

Заземляющие стержни могут быть сборными или изготовленными самостоятельно. Молниеотводы различаются по размеру и конструкции. Готовые устройства обычно имеют длину от 2,5 до 15 метров. Важно, чтобы верхушка столба была выше, чем самая высокая точка здания. Также могут быть добавлены мачты. Форма стержня не имеет большого значения, но площадь поперечного сечения должна соответствовать нормам. Необходимый минимум зависит от материала, например, 35 мм2 меди, 70 мм2 алюминия, 50 мм2 железа и т.д.

Чем тоньше и острее наконечник молниеотвода, тем более эффективным он считается. С другой стороны, слишком тонкий наконечник будет гореть или ломаться в случае удара молнии. Они также более восприимчивы к окислению. Поэтому необходимо найти золотую середину.

Молниеотвод защищает определенное пространство, и его площадь можно оценить следующим образом. От края молниеотвода до земли возьмите угол между линией и молниеотводом, равный 45 градусам. Прямая линия берется образующей для создания защитного конуса. Если здание полностью находится внутри этого конуса, оно считается защищенным. Если часть здания находится за пределами конуса, то защита недостаточна и необходимо установить дополнительный молниеотвод. Вокруг него должен быть построен новый защитный конус. Если оба конуса охватывают здание, дом защищен. Если нет, выберите место для другого молниеотвода. Повторяйте эту процедуру до тех пор, пока дом не будет защищен.

Осмотр и контроль системы молниезащиты

Теперь, когда вы заземлили дом, установили молниеотводы и соединили их проводниками, установка завершена. Теперь необходимо проверить, работает ли эта система. Электрические соединения отдельных компонентов и их соединения можно проверить с помощью простого тестера. Однако сопротивление заземления нельзя проверить простым тестером.

Вы можете попросить специалиста измерить сопротивление. Это можно сделать и самостоятельно, но для этого вам понадобится специальное оборудование и запасной электрод. В этой статье мы рассмотрим, как измерить сопротивление с помощью прибора М-416, который является довольно популярным и простым в использовании.

Дополнительные электроды обычно поставляются в комплекте с прибором. Они располагаются в соответствии со схемой. Перед измерением электроды следует закопать примерно на 0,5 м.

Система молниезащиты должна периодически проверяться. Необходимо проверить ее электрическую целостность и проконтролировать сопротивление заземления. Это лучше всего делать, когда климатические условия наименее благоприятны. Сопротивление наиболее высокое в двух случаях: летом, когда погода теплая и сухая в течение длительного времени, и зимой, когда холоднее всего. В это время содержание влаги в почве наименьшее и, соответственно, сопротивление грунта наибольшее.

Если проверка не выявила никаких проблем, внешнюю молниезащиту можно считать законченной. Но это только половина успеха. Вам также необходима внутренняя защита, называемая защитой от перенапряжений.

Защита от перенапряжения

Грозу невозможно полностью предотвратить. Однако для того, чтобы максимально предотвратить ее последствия, помимо защиты снаружи, необходима защита изнутри.

Ранее мы уже изучали случай индуцированного перенапряжения в домашней сети, вызванного ударами молнии в ограничители перенапряжения. Более того, мы даже нашли способы смягчения вредного воздействия. На самом деле, это редкий случай. Гораздо чаще молния воздействует на сеть, даже если она не ударила в разрядник. Удар молнии в линию, по которой электричество поступает в дом, может иметь катастрофические последствия, даже если он находится всего в нескольких километрах. Мы стараемся защититься от таких ударов.

Ревизия электрической сети дома

Во-первых, необходимо провести ревизию существующей электрической сети. Фактически, защита неэффективна, если внутренняя электрическая сеть выполнена неправильно. Начнем с самого простого. Достаньте розетку из монтажной коробки и посмотрите, сколько проводов подключено. Если их два, то сеть нуждается в глубокой модернизации. Другими словами, правильная современная электрическая сеть - это трехпроводная система: фазный провод, рабочий нулевой провод и защитный нулевой провод. Если к розетке подведено только два провода, это означает, что защитная нейтраль отсутствует.

Существует довольно распространенное и вредное заблуждение. Неопытный электрик может обнаружить, что рабочие и защитные нули все равно подключены в распределительном щитке, так что это экономит деньги. Как схема, подключение рабочего и защитного нуля непосредственно к розетке ничего не меняет. В этом случае будут работать даже требовательные приборы, проверяющие нуль защиты.

Это историческое наследие, поскольку старое электрооборудование не имело заземляющих вилок, а когда появилась 3-контактная вилка, некоторые электрики стали использовать этот прием. В действительности такое решение не имеет смысла. Основное назначение защитного нуля - защита от перенапряжения или поражения электрическим током, если оператор допустит ошибку. Очевидно, что если розетка закорочена, то защита не сработает. Поэтому необходимо проверить вводной и измерительный щит (распределительное устройство). Даже при однофазном подключении, если на вводе только два проводника, необходимо подключить защитный ноль, который уже есть в распределительном щитке. Затем от этого распределительного щита необходимо проложить отдельный проводник защитного заземления, чтобы избавиться от ненадежного наследства.