Молниезащита зданий и сооружений¶

Молниезащита зданий и сооружений — комплекс технических решений и устройств, предназначенных для защиты строительных объектов, людей и оборудования от прямых ударов молнии, а также от вторичных проявлений грозовой деятельности (электростатической и электромагнитной индукции, заноса высокого потенциала). Относится к области электротехники, строительной физики и безопасности объектов. Основной нормативный документ в России — инструкция по устройству молниезащиты СО 153-34.21.122-2003, гармонизированная с международным стандартом IEC 62305.

¶Физическая природа явления

Молния представляет собой электрический разряд между облаком и землёй, между облаками либо внутри облака. Типичный ток главного разряда достигает 30–200 кА, длительность импульса — десятки микросекунд, температура канала — до 30 000 °C. Прямой удар вызывает механические разрушения, возгорание кровли, термические повреждения, а импульсные перенапряжения выводят из строя электронику и системы связи. Вторичные воздействия опасны для объектов с чувствительным оборудованием даже без прямого поражения.

¶Классификация и уровни защиты

По конструкции молниезащита делится на внешнюю и внутреннюю.

• Внешняя — молниеприёмники, токоотводы и заземлители, отводящие ток разряда в грунт.
• Внутренняя — устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), экранирование, выравнивание потенциалов.

Устанавливают четыре уровня защиты (I–IV), различающиеся надёжностью и допустимой вероятностью прорыва молнии. Уровень I применяют для взрывоопасных и особо ответственных объектов, уровень IV — для рядовых зданий.

¶Устройство внешней системы

Молниеприёмник — элемент, непосредственно принимающий разряд. Применяются стержневые, тросовые (антенные) и сетчатые приёмники, укладываемые по кровле. Зона защиты стержневого молниеотвода имеет форму конуса; её границы рассчитывают по методикам «защитного угла», «катящейся сферы» или «защитной сетки».

Токоотводы соединяют молниеприёмник с заземлителем, прокладываются по кратчайшему пути, минуя острые изгибы. Заземлитель обеспечивает растекание тока в грунте; нормируемое импульсное сопротивление зависит от типа объекта и удельного сопротивления почвы.

¶Внутренняя защита

Для предотвращения искрения и повреждения оборудования применяют:

• выравнивание потенциалов между всеми проводящими частями;
• экранирование кабелей и помещений;
• многоступенчатую установку УЗИП на вводе и у потребителей.

¶Проектирование и расчёт

Проект начинают с определения класса объекта, интенсивности грозовой деятельности (числа грозовых часов в году) и ожидаемого числа ударов. Затем выбирают уровень защиты, тип и расположение молниеприёмников, трассируют токоотводы, рассчитывают заземляющее устройство. Молниезащита проектируется совместно с заземлением электроустановок и системой уравнивания потенциалов.

¶Обслуживание и контроль

Эффективность системы зависит от регулярных проверок: измеряют сопротивление заземлителей, осматривают соединения на коррозию и механические повреждения, контролируют целостность токоотводов. Периодичность регламентируется ведомственными нормами и зависит от категории объекта.

¶Значение

Молниезащита обязательна для жилых, промышленных, взрывоопасных и социально значимых объектов. Она снижает риск пожаров, аварий, гибели людей и потери данных, а её правильный расчёт и обслуживание — условие надёжной и безопасной эксплуатации зданий и сооружений в грозовых условиях.