Молниеприемная сетка на кровле


Молниеприемная сетка на плоской кровле: правила и принципы устройства

Защитой дач, гаражей и  загородных домов от грозовых разрядов наше государство пока не занимается. О средствах предотвращения возгорания частной собственности от молний хозяин заботится сам. Самостоятельно выбирает тип защитной системы, чаще всего сооружает ее собственными руками.

В обустройстве плоских крыш это дело не слишком заковыристое, хотя и требующее подробных сведений об основных технологических принципах. Домашнему умельцу следует досконально знать, как устроена молниеприемная сетка на плоской кровле, какие правила необходимо соблюдать для безукоризненной работы итога усилий.

О реальных фактах разрушения жилых домов и хозяйственных строений в результате поражения молнией мы слышим довольно редко. Правда это не повод расслабляться и пренебрегать мерами защиты от природного негатива.

Каждый удар представляет собой серьезную угрозу для владельцев частной усадьбы и их питомцев, даже если конкретные воздействия поначалу не обнаружены.

От ударов молнии могут пострадать:

  • Люди и животные. Разряд, проникающий внутрь постройки по проводам воздушных коммуникаций, может поразить живой организм. Он вызывает искрение в точках соединения и подключения приборов, питающихся электроэнергией. Если у дома нет системы заземления или заземленных металлических трубопроводов, токи могут пройти через тело. Последствия крайне опасны.
  • Жилые и хозяйственные постройки. Особенно строения, стены которых выполнены из возгораемого материала — древесины. Для бетонных и кирпичных домов разряды тока молнии также весьма нежелательны. От точки удара до заземленного объекта или земли возникает высокое давление вместе с температурой. Этот участок подвержен внутренним разрушениям. Известны случаи, когда кирпичные и деревянные стены, выдержавшие ранее несколько грозовых дождей, расщеплялись при попадании молнии.
  • Частные гаражи и небольшие склады топлива. Разряд молнии сопровождается резким повышением температуры своеобразного разветвленного или линейного канала, по которому происходят токи. Контакт канала с легковоспламеняющимися продуктами однозначно повлечет возгорание и пожар.

Токи молнии не угрожают металлическим проводникам сечением от 35мм². Не страшны они металлоконструкциям, детали которых надежно соединены между собой металлической связью и нижние элементы заземлены.

Например, металлическая обрешетка связана сваркой с арматурой железобетонных стен, а она в свою очередь связана с арматурой фундамента. Элементы кровли принимают разряд, распределяют его и переправляют арматурным пруткам стен. Затем токи передаются арматуре фундамента, который с облегчением отправляет их в землю.

Кроме арматуры фундамента передачу молниевых разрядов земле могут осуществлять проложенные в грунте металлические трубопроводы и кабели в металлических гильзах.

Выяснили, что для защиты строений от ударов молнии, необходимо соорудить систему. Называется она молниеотводом и включает три равных по значению части:

  • Молниеприемник – устройство, воспринимающее непосредственно разряд молнии.
  • Токоотвод – система металлических линейных деталей, принимающих токи от молниеприемника и передающих их заземлению. Элементами токоотвода могут служить уже упомянутые прутки арматуры, металлические трубы водостока и т.п.
  • Заземлитель – линейный или замкнутый металлический контур. Состоит он из забитых в грунт вертикальных штырей, соединенных прутком или полосой. Заглубляется заземлитель минимум на 0,5м. Длину шт

Молниеприемная сетка

Все знают, что металлический шпиль, возвышающийся над двускатной крышей, защищает дом от молний. А если строение имеет плоскую крышу или нет желания водружать над зданием дополнительные конструкции? Выход заключается в применении специальной сетки, выполняющей ту же роль, что и вертикальный молниеприемник, но не нарушающий эстетику экстерьера здания.

Особенности устройства защиты от молний для плоских крыш

Устройство молниеприемной сетки для плоских крыш регламентируется международными нормативными документами и государственным стандартом РД 34.21.122-87. Там сказано, что возможность ее установки предполагает уклон кровли не более 1 к 8, но на практике сетку устанавливают и при более крутых углах наклона. Монтаж сетки может выполняться двумя способами, зависящими от этапа строительства.

Первый вариант

Заключается в укладке сетки на бетонное основание крыши при строительстве здания. В этом случае поверх сетки располагаются слои покрытия, обязательно состоящие из негорючих компонентов, выполняющих роль утеплителя, гидроизоляции и непосредственно верхнего покрытия.

Второй вариант

Применяется в частном секторе для плоских крыш домов, гаражей и дач. Сетка монтируется поверх покрытия, при этом элементы конструкции опираются на специальные подставки, обеспечивающие надежную фиксацию.

В зависимости от категории молниезащиты объекта выбирают следующие размеры ячейки и расстояние между токоотводящими частями:

Категория Размер ячейки (не менее) Расстояние между токоотводами (не более)
I 5х5 м 10 м
II 10х10 м 10 м
III 15х15 м 15 м
IV 20х20 м 20 м

Порядок монтажа молниеприемной сетки

Площадь крыши, ограниченная периметром защищаемого здания, делится на равные участки, имеющие прямоугольные формы. Сетка монтируется из металлических проводников круглого сечения диаметром не менее 6 мм, или полосовой стали с поперечным сечением 4×20 мм.

Прямолинейные отрезки сетки укладываются перпендикулярно друг к другу, образуя по возможности, равные по площади участки. По периметру крыши монтируется оконтуривающий проводник.

В местах пересечения элементы сетки соединяются между собой при помощи электросварки или плоских инвентарных болтовых зажимов.

Согласно международным стандартам, шаг между ячейками сетки над жилыми домами не должен превышать12 м, над гаражами – 5 метров. Для небольших гаражей и дачных домиков этот параметр может выдерживаться при монтаже сетки по периметру крыши.

При наличии на плоских крышах возвышающихся надстроек в виде труб, антенн или других конструкций, последние дополнительно защищаются от попадания молний вертикальными молниеприемниками.

Особенности конструкций сетки на разных покрытиях

При наличии мягкой горючей кровли сетка укладывается на подставки, обеспечивающие безопасный зазор не менее 10 см. между мягкой кровлей и сеткой. Для противодействия ветровому напору подставки утяжеляются или крепятся клеящей лентой.

Металлическое покрытие плоской кровли можно использовать в качестве молниеприемника, при условии соединения стыков в фальц и толщины листа не менее 4 мм.

Сетка располагается поперек гофры и приваривается к выступам через каждый метр. При наличии специальных зажимов соединение сетки выполняется болтовыми держателями.

Если металл кровли тоньше 4 мм, молниеприемная сетка монтируется на специальных держателях, обеспечивающих безопасный искровой промежуток не менее 10 см.

Кровля из металлических профилированных листов или металлочерепицы для целей приема грозовых разрядов не годиться, учитывая плохие проводящие способности полимерного слоя и отсутствия надежного электрического контакта между отдельными элементами.

По бетонному покрытию или при наличии гравийной насыпки сетка фиксируется на держателях с интервалом не более 1,0 м.

На крышах жилых домов и других невысоких построек для фиксации держателей применяются утяжеления до 17 кг или крепление при помощи саморезов.

Прокладка токоотводов

Расположение токоотводов, порядок их присоединения регламентируется рядом технических параметров:

  • токоотвод прокладывается по кратчайшему расстоянию и подсоединяется к заземлению;
  • крепление выполняется с промежутками 1,0 м и 2,0 м, соответственно на горизонтальных и на вертикальных участках;
  • место расположения выбирается по стенам вдоль углов здания, где наименьшая вероятность нахождения людей;
  • сетка соединяется с заземлением двумя отводами, расстояние между которыми допускается 25,0 м;
  • в качестве тоководов возможно использование водосточных труб при наличии надежного электрического контакта их составляющих частей и надежного соединении с заземляющим контуром.

устройство, принцип работы и монтаж

Для защиты от прямых ударов молнии применяются различные системы молниезащиты. Все способы защиты делятся на внешние (непосредственная нейтрализация заряда) и внутренние (защита от перенапряжений). Один из вариантов внешней защиты — молниеприемная сетка.

Технология сетчатой защиты

Правила защиты от молнии регулируются на законодательном уровне. В частности, существуют инструкции Ростехнадзора, документ под названием «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (РД. 34.21.122-87) и другие нормативные акты.

Сетчатая система представляет собой совокупность металлических проводников и токоотводов, заземленных по отдельности. Данный способ защиты от молнии считается самым эффективным, так как позволяет защитить от разряда молнии все элементы конструкции дома. Система считается наиболее надежной по сравнению с конкурентами.

Однако монтаж такого молниеприемника представляет немало сложностей. К недостаткам сетчатой системы относится ее заметность, что ухудшает внешнее восприятие здания.

Сеть состоит из стальных горячеоцинкованных прутьев диаметром от 6 миллиметров и более. Прутья раскладывают по кровле в виде сетки. Шаг между прутьями выбирается исходя из категории молниезащиты. Максимальный шаг не должен превышать 6 на 6 метров. При выходе за рекомендованные размеры ячеек необходимо распределить имеющееся пространство на более мелкие участки.

Соединения создаются при помощи сварочного аппарата или болтов. Болтовое соединение предпочтительнее, поскольку позволяет избежать повреждения оцинкованной поверхности, в результате чего уменьшается вероятность ржавления материала. Все выступающие части токопроводящих элементов должны иметь гальваническую связь с сеткой. Токонепроводящие участки оснащаются дополнительными приемниками.

Молниеприемная сетка на кровле может быть уложена как поверх кровельного материала, так и под ним. Чаще всего сетку располагают сверху кровельного материала. Если сетка кладется сверху на кровельный материал, рекомендуется применять специальные держатели (другое название — гравитационные опоры). В некоторых случаях наружная укладка невозможна (к примеру, при сложной конфигурации крыши). В таких ситуациях молниеприемную сетку располагают под кровлей.

Обратите внимание! Сетчатая защита несовместима с горючими кровельными материалами. В противном случае при пробое сетки произойдет возгорание крыши.

В прежние годы расположение сетки под кровлей считалось более предпочтительным, поскольку конструкция портила внешний вид дома. Однако сейчас появился большой выбор современных материалов, позволяющий качественно замаскировать сетку. С технической точки зрения нахождение сетки снаружи более целесообразно.

к содержанию ↑

Особенности защиты плоских крыш

Технология, по которым укладывается молниеприемная сетка на плоской кровле, регулируется государственным стандартом РД 34.21.122-87. В нормативном акте указывается, что монтаж целесообразен только на кровли с уклоном не более 1 к 8. Однако на деле сетчатые системы устанавливают и на более крутых склонах, поскольку решение о необходимости укладки отдается на усмотрение заказчика работы.

Установка сетчатой системы возможна с применением одного из двух способов:

  1. Технология первого типа состоит в укладке молниеприемной сетки на бетонное основание кровли в период возведения здания. На сетке находятся слои покрытия, состоящие из пожаробезопасных материалов, которые выступают в качестве утеплителя, гидроизоляции и отделочного материала.
  2. Второй способ используется при создании защиты на плоских кровлях частных домов, гаражей, дачных строений. В этом случае конструкционные элементы кладутся сверху кровли и опираются на держатели.

В таблице, представленной ниже, указаны размеры ячеек на плоских кровлях в зависимости от категории защиты.

к содержанию ↑

Сетка по несгораемому основанию

К несгораемым основаниям относят:

  • бетонные поверхности;
  • кровельный профнастил из оцинковки;
  • сэндвич-панели;
  • засыпка гравием (используется в виде балластного вещества в инверсионных кровлях).

Схема установки сетки молниезащиты на кровле определяется видом несгораемого основания:

  1. В случае с профнастилом без полимерного покрытия укладка осуществляется поперек гофры. Стальные прутки закладывают с определенным шагом и приваривают их к поверхности волны профилированных листов. Частота сварочных швов — 1 метр. Вместо сварки нередко используют болтовые держатели молниеприемной сетки. Такой крепеж позволяет осуществить монтаж любой сложности.
  2. Для бетонных крыш используют пластиковые держатели, заполняемые бетоном для утяжеления. В каждый держатель кладется от 12 до 17 килограммов бетона (в зависимости от его вида). Благодаря большому весу удается добиться устойчивости системы, способности противостоять мощным порывам ветра. В продаже имеются держатели без утяжелителя, бетон в которые заливают уже после установки на крыше. Для невысоких зданий в районах с малой активностью ветров предлагаются держатели молниеприемных сеток с фиксацией саморезами или наклеиванием на битумную мастику.
  3. Для гравийных поверхностей балластных крыш применяют держатели с бетонным наполнителем и без такового. Как и в случае с бетонными крышами, возможна фиксация саморезами и мастикой.

Обратите внимание! Шаг для монтажа фиксатора во всех случаях должен быть равным метру или превышать это расстояние.

Молниеотводы сетчатого типа нельзя устанавливать на крыши, выполненные из слишком тонкого металла (менее 4 миллиметров). Такой слой материала не защитит от удара молнии, существует высокая вероятность ее прожигания.

к содержанию ↑

Сетка по сгораемому основанию

К сгораемым относят поверхности слабогорючего типа. Безусловно, возгораемые материалы в строительстве не применяются. К слабогорючим относят битумные и битумно-полимерные гидроизоляционные материалы, полимерные материалы (так называемые мягкие кровли).

Чтобы не допустить непосредственного контактирования разряда молнии со сгораемым основанием, используют дистанционные держатели. Их суть состоит в наличии воздушного промежутка между поверхностью кровли и веткой сетчатой защиты, что позволяет создать достаточную дистанцию для затухания возникшей искры.

По правилам, указанным в СО 153.3.2.2.4, расстояние между кровлей и молниеприемной сеткой должно превышать 10 сантиметров. Инструкции МЭК определяют необходимость использования в расчетах коэффициентов изоляции материалов. Коэффициенты обозначают литерами km.

При помощи вертикальных стержней создают изоляционные промежутки. Стержни имеются в комплекте дистанционных держателей. Крепят держатели, используя пластиковые подставки, в которые устанавливают утяжеляющие бетонные конструкции. Провод фиксируют с помощью втулки.

Инструкция установки молниезащитной сетки на кровле с применением дистанционных держателей:

  1. Размечаем рабочую поверхность, исходя из требований проекта. Монтируем держатели через каждый метр по линиям, соответственно ячейкам сетки. Наибольшее расстояние между держателями — 120 сантиметров. Возможность других расстояний указывается компанией-производителем в сопроводительной документации. Проект должен составляться с учетом того, что участки подключения веток к токоотводам и токоотводов к заземлителю должны быть минимально возможных размеров. Иногда функционал ветки возлагают на металлический щит парапета или другие подобные продолговатые элементы из металла.
  2. Укорачиваем стеклопластиковые стержни до нужной величины. Под нужной подразумевается длина, необходимая для создания воздушной изоляции.
  3. Монтируем пластиковые подставки, исходя из разметки. Центр подставок должен соответствовать с точкой на разметке. При создании защиты для крыши из полимерной мембраны под каждую подставку нужно подложить резиновую прокладку. Это позволит защитить покрытия от механических повреждений после контактов с тяжелыми деталями.
  4. Раскладываем по подставкам бетонный наполнитель.
  5. Устанавливаем в каналы по центрам подставок стержни нужного размера.
  6. Концы стержней оснащаем фиксирующими приспособлениями с втулками. Они должны подходить под закрепление провода сечением до 8 миллиметров.
  7. Проводим ветки сети для защиты от молнии. Защелкиваем ветки во втулках держателей.

Обратите внимание! В случае со установкой молниеприемной сетки на скатной кровле пруты раскладывают по периметру скатов и по коньку. Если скаты большие и ячейки выходят за допустимые пределы, их уменьшают в соответствии с размерами крыши.

Выступающие над крышей дымоходы и мачты антенн должны быть соединены для электрического контакта с молниеотводом. Для этого понадобятся стержневые приемники или стальные фартуки. С токоотводами их соединяют плашечными зажимами. Точно так же с токоотводами стыкуют края веток: такой способ считается удобнее сварочного шва. Кроме того, такой вариант стыковки позволяет выполнить работу быстрее.

к содержанию ↑

Соединение токоотводов с ветвями

Установленная молниезащитная сетка — лишь первая задача, которую следует выполнить при создании защитной системы. Далее необходимо выполнить подключение к заземляющему контуру. В конечном счете все поступившие в молниеприемник токи должны беспрепятственно уходить в землю.

Инструкция по подключению токоотводов:

  1. Трассы для токоотводов должны быть спроектированы таким образом, чтобы добиться наименьшего расстояния между участками подключения к приемнику и заземлительному контуру.
  2. К стенам с возгораемым покрытием токоотводы прикрепляют дистанционными кронштейнами. Расстояние между стеной и проводником — 10 сантиметров и более. Разрешается контактирование металлического кронштейна со стеной.
  3. Фиксация токоотводов на водосточных трубах осуществляется металлическими хомутами.
  4. Токоотводы могут выполняться из круглой оцинковки в кирпичной кладке или бетонной стене.
  5. Расстояние между точками фиксации участков по горизонтали — 1 метр, по вертикали — 2 метра.
  6. Нельзя создавать петли на пути прокладки.
  7. При выборе места для монтажа токоотвода следует отдавать предпочтение участкам с небольшой вероятностью посещения их людьми.

Трассы токоотводов создают по углам зданий. Наибольшее допустимое расстояние между трассами — 25 метров. Нижний конец каждого токоотвода погружают в землю. Фрагмент проводника на участке ввода в грунт следует обмотать антикоррозионным материалом. Крепление к заземлителю осуществляется болтами.

Молниеприемная сетка на кровле: устройство, принцип работы и монтаж

Молниеприемная сетка на кровле и способы ее установки - СамСтрой

Следует отметить, что отечественные требования к молниезащите не такие строгие как европейские. Проектом защиты здания от негативных последствий прямого попадания молнии предусматривается составление, в том числе комплекта документации и чертежей, в котором должна найти отражение следующая информация:

Средства молниезащиты для кровли устанавливают в определенном порядке.

  1. Выбирается пруток для создания сетки. Необходимое изделие производят из горячеоцинкованной стали, а диаметр прутка-катанки должен составлять не менее 8 миллиметров.

Составляется схема, каким образом будет располагаться на кровле молниемприемная сетка. Если предстоит создание зоны защиты от молнии на плоской кровле, шаг ячейки выбирается, исходя из категории молниезащиты и максимального значения радиуса катящейся сферы. Границей защитной зоны считается поверхность, которую могла бы очертить сфера радиуса R вокруг молниеотвода. Для I – IV категории защиты радиус в стандарте МЭК (Международной электротехнической комиссии) установили соответственно равным 20, 30 , 45 и 60 метрам. Шаг ячейки, с которым устанавливается молниезащитная сетка на кровле, при этом равен 5х5, 10х10, 15х15 и 20х20 метров. Например, когда молниезащита 3 категории, радиус катящейся сферы будет равен 45 метрам, а шаг ячейки 15 на 15 метров.

Если молниеприемную сетку монтируют на скатную кровлю, то ее размещают по коньку здания и по периметру поверхности крыши. Когда ячейки больше допустимых параметров, их разбивают на более мелкие прямоугольники или квадраты. Если сварка невозможна, прутки между собой соединяют при помощи крестовых или универсальных соединителей.

3.Подбираются держатели молниеприемной сетки. Например, для плоской кровли они выпускаются двух видов:

– пустые – их затем заполняют вручную морозоустойчивым бетоном;
– с грузом – в пластиковом корпусе, уже залитые бетоном, весят такие держатели около одного килограмма каждый.

Устанавливают их с шагом от одного до двух метров. Проволоку при монтаже помещают в приемную часть и защелкивают, а держатель на месте удерживается за счет собственного веса. На скатных кровлях пруток вдоль конька прикрепляют с помощью конькового держателя.

4.Для монтажа соединений прутка на черепичных и шиферных крышах параллельно или перпендикулярно используют специально предназначенные для таких кровель держатели.

5.Устанавливают токоотводы. Промежутки между токоотводами и кольцевыми проводниками также зависят от категории молниезащиты. Минимальные расстояния для I – IV категории защиты соответственно составляют 10, 10, 15, 20 метров. Располагают токоотводы не ближе, чем 3 метра от входа в строение. Материал, из которого их изготавливают, как и диаметр поперечного сечения (8 миллиметров) аналогичны тому, что имеет пруток молниеприемной сетки. К фасаду токоотвод монтируют с применением фасадного держателя.

6.Прокладывают заземлитель молниезащиты. Можно воспользоваться одним из двух способов создания заземления. Первый вариант – для каждого токоотвода обустраивают свой заземлитель, второй – вокруг здания прокладывают общую систему кольцевого заземления с использованием стальной полосы размером 4×40 миллиметров на расстоянии одного метра от здания на глубине не менее полуметра. Иногда в качестве заземлителя используют фундамент дома, но такой метод применяют на этапе возведения строения (читайте также статью: “Комплектующие для молниезащиты, возможные варианты”).

7.Монтируют дополнительное количество молниеприемников. Прежде чем произвести испытание молниезащиты, надо смонтировать дополнительные молниеприемники при наличии на кровле выступающих над ее поверхностью частей, таких как дымовая труба. С этой целью используют классические системы такие, как тросовая молниезащита и отдельно стоящие молниеприемники.

8.Составляют спецификацию. Для этого считают все элементы и заносят в спецификацию оборудования и материалов.

 

Молниезащита металлической кровли

Здания с металлической кровлей являются едва ли не самыми распространенными, если касаться варианта покрытия. К ним относятся профнастил (профилированный лист), металлочерепица, фальцевая или плоская кровля из рулонной или листовой стали. Молниезащита таких крыш имеет свои особенности.

Нормы и правила устройства молниезащиты металлической кровли

Многие считают металлическую кровлю саму по себе достаточной молниезащитой и не понимают, почему нередко контролирующие органы требуют дополнительно использовать тросовые и штыревые молниеприемники. Но эти требования вполне обоснованы. Действительно, "Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений" (РД 34.21.122-87) требует использовать металлическую кровлю как молниеприемник:

"На зданиях и сооружениях с металлической кровлей в качестве молниеприемника должна использоваться сама кровля. При этом все выступающие неметаллические элементы должны быть оборудованы молниеприемниками, присоединенными к металлу кровли, а также соблюдены требования п.2.6" (п. 2.11).

Но нельзя считать, что эти меры обеспечивают полную защиту. Для того, чтобы быть эффективной в качестве молниеприемника, кровля должна действительно обеспечивать весьма надежный электроконтакт по всей своей поверхности. Обращаемся к инструкции:

"Соединения молниеприемников с токоотводами и токоотводов с заземлителями должны выполняться, как правило, сваркой, а при недопустимости огневых работ разрешается выполнение болтовых соединений с переходным сопротивлением не более 0,05 Ом при обязательном ежегодном контроле последнего перед началом грозового сезона" (п. 3.4).

Из этого следует, что при стыковке металлических или металлочерепичных листов необходимо обеспечивать электрическую связь определенной нормы (нормируемую).

Кроме того, следует постоянно контролировать переходное сопротивление креплений и не допускать, чтобы его величина превысила 0,05 Ом. На практике эта задача трудновыполнима, вследствие чего металлическая кровля нередко оказывается изолированной от земли. В результате даже в отсутствии грозы в материале кровли происходит накопление атмосферного электричества, способного вызвать искру и спровоцировать возгорание рубероида.

Это приводит нас к следующему аспекту обеспечения безопасности металлической кровли, служащей в качестве молниеприемника, - креплению к стропилам. РД 34.21.122-87 не содержит требований к безопасности прикрепления кровли из металла к стропилам из сгораемых материалов.

В нынешнее время по экономическим причинам популярной практикой является укладка металлических либо металлочерепичных листов на слой рубероида либо прямо на деревянную обрешетку. Но из накопленной статистики известно, что прямое попадание молнии в металлическую крышу может привести к возгоранию в случае, если использована деревянная система стропил, вследствие превышения температуры воспламенения древесины. При использовании же рубероида прямой удар молнии, как показывает опыт, приводят к сильному оплавлению и возгоранию изоляционного материала, что становится причиной пожаров.

На основе вышеизложенного можно сделать следующий вывод:

Металлическая кровля в самом деле может считаться достаточной в качестве молниеприемника только при соблюдении ряда требований:

  • надежное соединение стыкуемых листов
  • стабильная электрическая связь между листами
  • несгораемые материалы стропил

В случае отсутствия возможности выполнить данные требования рекомендуется заземление металлической кровли и оборудование зданий тросовыми либо стержневыми молниеприемниками.

Толщина металла кровли

Еще один важный параметр, который влияет на использование кровли в качестве естественного молниеприемника. В таблице ниже указана минимальная толщина в зависимости от материала металла.

Для защиты металической кровли из листов толщиной менее t от повреждения и прожога на крышу дополнительно накладывается сетка с дополнительными молниеприемниками небольшой высоты, которая выбирается в зависимости от шага ячеек сетки.

 Эти молниеприемники малого превышения могут быть выполнены из того же проводника, который используется в качестве сетки.

Крепеж (элементы крепления и соединения)

В качестве крепежа на металлических кровлях используются такие элементы, как:

  • держатели проводника
  • компенсаторы удлинения и мостовые опоры
  • клеммы, зажимы и соединители

Для обустройства молниеприемной сетки могут быть, например, такие варианты держателей с клеящимся основанием, мостовых опор, компенсаторов и клемм.

      

    

У производителей очень большой выбор разнообразных фальцевых клемм для крепеления проводников на металлической кровле: для стоячего фальца в плоском и скругленном исполнении, для трапецеидальных кровельных листов, типа "бочонок" для продольного и поперечного монтажа, с возможностью подключения двух проводников и т.д.

         

   


Купить комплектующие РФ и зарубежных производителей для любого типа кровли можно в нашем Интернет-магазине: более 1.500 позиций молниеприемного оборудования, крепежей и соединительных элементов.

 Цены на кровельные элементы молниезащиты

Молниеприемная сетка, значение и монтаж - СамСтрой

С целью защиты зданий от прямых ударов молнии во время грозы необходимо создать внешнюю и внутреннюю системы молниезащиты. В качестве молниеприемника часто используется сетка для молниезащиты. Также потребуется обустроить и другие элементы для защиты здания от последствий стихии: токоотводы и заземлители.

Прежде всего, необходим проект и схема молниезащиты и заземления здания, для чего нужно определиться с ее категорией или классом, поскольку от этих данных зависит шаг ячейки сетки для молниеприемника и расстояние между токоотводными опусками. Дальше, потребуется определить, каким образом расположится молниезащита – сетка: будет находиться поверх кровли (как на фото) или под кровельным покрытием.

 В данной статье будет рассмотрена схема молниезащиты здания, когда молниеприемник находится на поверхности материала для крыши. Молниеприемную сетку, согласно нормативной документации, можно монтировать при уклоне кровли 1/8, но в последнее время ее укладывают на скатную конструкцию крыши независимо от угла уклона.

Следует отметить, что отечественные требования к молниезащите не такие строгие как европейские. Проектом защиты здания от негативных последствий прямого попадания молнии предусматривается составление, в том числе комплекта документации и чертежей, в котором должна найти отражение следующая информация:

  • общие данные;
  • схема молниезащиты, с указанием места расположения молниеприемника (в данном случае специальной сетки) и заземлителей;
  • спецификация необходимого для выполнения работы оборудования, материалов и изделий.

Этапы установки молниезащиты

Средства молниезащиты для кровли устанавливают в определенном порядке.

  1. Выбирается пруток для создания сетки. Необходимое изделие производят из горячеоцинкованной стали, а диаметр прутка-катанки должен составлять не менее 8 миллиметров.

Составляется схема, каким образом будет располагаться на кровле молниемприемная сетка. Если предстоит создание зоны защиты от молнии на плоской кровле, шаг ячейки выбирается, исходя из категории молниезащиты и максимального значения радиуса катящейся сферы. Границей защитной зоны считается поверхность, которую могла бы очертить сфера радиуса R вокруг молниеотвода. Для I – IV категории защиты радиус в стандарте МЭК (Международной электротехнической комиссии) установили соответственно равным 20, 30 , 45 и 60 метрам. Шаг ячейки, с которым устанавливается молниезащитная сетка на кровле, при этом равен 5х5, 10х10, 15х15 и 20х20 метров.  Например, когда молниезащита 3 категории, радиус катящейся сферы будет равен 45 метрам, а шаг ячейки 15 на 15 метров.

Если молниеприемную сетку монтируют на скатную кровлю, то ее размещают по коньку здания и по периметру поверхности крыши. Когда ячейки больше допустимых параметров, их разбивают на более мелкие прямоугольники или квадраты. Если сварка невозможна, прутки между собой соединяют при помощи крестовых или универсальных соединителей.

3.Подбираются держатели молниеприемной сетки. Например, для плоской кровли они выпускаются двух видов:

– пустые – их затем заполняют вручную морозоустойчивым бетоном;
– с грузом – в пластиковом корпусе, уже залитые бетоном, весят такие держатели около одного килограмма каждый.

Устанавливают их с шагом от одного до двух метров. Проволоку при монтаже помещают в приемную часть и защелкивают, а держатель на месте удерживается за счет собственного веса. На скатных кровлях пруток вдоль конька прикрепляют с помощью конькового держателя.

4.Для монтажа соединений прутка на черепичных и шиферных крышах параллельно или перпендикулярно используют специально предназначенные для таких кровель держатели.

5.Устанавливают токоотводы. Промежутки между токоотводами и кольцевыми проводниками также зависят от категории молниезащиты. Минимальные расстояния для I – IV категории защиты соответственно составляют 10, 10, 15, 20 метров. Располагают токоотводы не ближе, чем 3 метра от входа в строение. Материал, из которого их изготавливают, как и диаметр поперечного сечения (8 миллиметров) аналогичны тому, что имеет пруток молниеприемной сетки. К фасаду токоотвод монтируют с применением фасадного держателя.

6. Прокладывают заземлитель молниезащиты. Можно воспользоваться одним из двух способов создания заземления. Первый вариант – для каждого токоотвода обустраивают свой заземлитель, второй – вокруг здания прокладывают общую систему кольцевого заземления с использованием стальной полосы размером 4×40 миллиметров на расстоянии одного метра от здания на глубине не менее полуметра. Иногда в качестве заземлителя используют фундамент дома, но такой метод применяют на этапе возведения строения.

7.Монтируют дополнительное количество молниеприемников. Прежде чем произвести испытание молниезащиты, надо смонтировать дополнительные молниеприемники при наличии на кровле выступающих над ее поверхностью частей, таких как дымовая труба. С этой целью используют классические системы такие, как тросовая молниезащита и отдельно стоящие молниеприемники.

8. Составляют спецификацию. Для этого считают все элементы и заносят в спецификацию оборудования и материалов.

Молниезащита для зданий с металлической крышей | 2017-07-21

Молниезащита для зданий с металлической крышей | 2017-07-21 | Корпус здания Этот веб-сайт требует для работы определенных файлов cookie и использует другие файлы cookie, чтобы помочь вам получить лучший опыт. При посещении этого веб-сайта уже установлены определенные файлы cookie, которые вы можете удалить или заблокировать. Закрывая это сообщение или продолжая использовать наш сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie. Посетите нашу обновленную политику конфиденциальности и файлов cookie, чтобы узнать больше. Этот веб-сайт использует файлы cookie
Закрывая это сообщение или продолжая использовать наш сайт, вы соглашаетесь с нашей политикой использования файлов cookie. Узнать больше Этот веб-сайт требует для работы определенных файлов cookie и использует другие файлы cookie, чтобы помочь вам получить наилучшие впечатления. При посещении этого веб-сайта уже установлены определенные файлы cookie, которые вы можете удалить или заблокировать. Закрывая это сообщение или продолжая использовать наш сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie. Посетите нашу обновленную политику конфиденциальности и файлов cookie, чтобы узнать больше. .Метод сетки

| Системы молниезащиты и заземления

МЕТОД СЕТКИ

Воздушные терминалы расположены по краю крыши и на возвышенностях. Сеть проводников идет по внешнему периметру кровли. Эта сеть комплектуется поперечными элементами.

Размер ячеек составляет от 5 до 20 метров в зависимости от требуемой эффективности.
Верхняя часть токоотводов, прикрепленных к стенам, соединяется с сеткой крыши, а нижняя - с выделенными системами заземления.Расстояние между двумя токоотводами составляет от 10 до 25 метров в зависимости от требуемого уровня защиты.

Большая часть тока молнии проводится и рассеивается проводниками и системами заземления, ближайшими к месту удара молнии.

КРИТЕРИИ ОБРАБОТКИ МЕТОДА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СТЕРЖНЯ И СЕТКИ В СООТВ.
Уровень защиты Пневматическая штанга Высота (м) Клетка (м) Расстояние до нижнего проводника (м)
I угол 20 30 45 60
25 5 × 5 10
II 35 25 10 × 10 10
III 45 35 25 15 × 15 15
IV 55 45 35 25 20 × 20 20
Уровень защиты сетки / метода Франклина Эффективность системы молниезащиты «E»
Уровень защиты 1 + A.М. E> 0,98
Уровень защиты 1 0,95
Уровень защиты 2 0,90
Уровень защиты 3 0,80
Уровень защиты 4 0
.

ударов молнии: защита, осмотр и ремонт

Когда коммерческие самолеты поражаются молнией, результат может варьироваться от отсутствия повреждений до серьезных повреждений, требующих обширного ремонта, в результате которого самолет может выйти из эксплуатации на длительный период времени. Понимание типичных последствий ударов молнии и надлежащие процедуры проверки повреждений могут подготовить операторов к быстрым действиям, когда сообщается о ударе молнии, для принятия наиболее эффективных мер по техническому обслуживанию.

Эта статья помогает обслуживающему персоналу и летным экипажам понять явления удара молнии и помогает операторам понять требования к проверке повреждений при ударах молнии и связанные с ними эффективные ремонты, которые повышают эффективность обслуживания при ударах молнии.

Обзор Lightning

На частоту ударов молнии, которые испытывает самолет, влияет несколько факторов, в том числе географическая зона, в которой работает самолет, и то, как часто самолет проходит высоты взлета и посадки, где молниеносная активность наиболее распространена.

Молния может сильно различаться в зависимости от географического положения. Например, в Соединенных Штатах в некоторых частях Флориды в среднем бывает 100 грозовых дней в год, в то время как на большей части Западного побережья в среднем только 10 грозовых дней в год. В остальном мире молнии чаще всего возникают около экватора, потому что тепло в этом регионе способствует конвекции, создавая широко распространенные грозы почти ежедневно. На мировой карте молний НАСА показано географическое распределение молний (см.рис.1). Области наибольшей активности показаны оранжевым, красным, коричневым и черным цветом. Области низкой активности - белый, серый, фиолетовый и синий. Самый низкий уровень грозовой активности наблюдается над океанами и полярными районами. Он наиболее высок над теплыми континентальными районами. Пронумерованная шкала представляет количество вспышек молний на квадратный километр в год.

Рисунок 1: Молния во всем мире

На этой карте показано глобальное распределение молний с апреля 1995 г. по февраль 2003 г. по данным объединенных наблюдений оптического детектора переходных процессов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) (апрель 1995 г. - март 2000 г.) и наземных информационных систем (январь 1998 г. - февраль 2003 г.). .Изображение любезно предоставлено НАСА.

Наблюдения за молниями с апреля 1995 г. по февраль 2003 г.

Плотность вспышки (вспышек / км2 / год)

Больше ударов молний в реактивных самолетах происходит в облаках на этапах набора высоты и снижения, чем на любом другом этапе полета (см. Рис. 2). Причина в том, что молниеносная активность более распространена на высоте от 5 000 до 15 000 футов (от 1524 до 4572 метров) над уровнем моря (см. Рис. 3). Самолеты, которые летают по коротким маршрутам в районах с высокой степенью молниеносной активности, вероятно, будут поражаться чаще, чем дальнемагистральные самолеты, работающие в более благоприятных условиях молнии.

Рисунок 2: Удары молнии с самолета при ориентации облаков

Большинство ударов молний в самолетах происходит, когда самолет летит в облаках.

Облако ориентации Процент от общего количества *
Выше <1%
В пределах 96%
Ниже 3%
Между <1%
Рядом с <1%

* Шестьдесят два удара не показали ориентацию облаков во время удара.

Источник: Рисунок 2 адаптирован из проекта отчетов авиакомпаний о ударах молнии: пилотные отчеты и эффекты молнии Дж. Андерсона Пламмера, Lightning Technologies Inc., август 2001 г. Данные были собраны у авиакомпаний, о которых было сообщено о 881 ударе.

Рисунок 3: Распределение ударов молнии по высоте

Обзор коммерческих самолетов США показал, что большинство ударов молний происходит на высоте от 5 000 футов (1524 метра) до 15 000 футов (4572 метра).

Источник: данные на рисунках 3 и 4 были адаптированы из данных в книге Франклина А.Фишер, Дж. Андерсон Пламмер и Родни А. Перала, 2-е изд., Lightning Technologies Inc., 2004.

Один разряд молнии может содержать до 1 миллиона вольт или 30 000 ампер. Количество и тип повреждений, которые получает самолет при ударе молнии, могут сильно различаться в зависимости от таких факторов, как уровень энергии удара, места прикрепления и выхода, а также продолжительность удара.

Из-за этих различий между ударами молнии можно ожидать, что чем чаще самолет поражается сильной молнией, тем более вероятно, что некоторые из этих событий приведут к уровням повреждений, которые могут потребовать ремонта.

Наивысшая вероятность попадания молнии в самолет - это внешние конечности, такие как законцовка крыла, нос или руль направления. Удары молнии чаще всего происходят на этапах набора высоты и снижения на высоте от 5 000 до 15 000 футов (от 1524 до 4572 метра). Вероятность удара молнии значительно снижается на высоте более 20 000 футов (6096 метров).

Семьдесят процентов всех ударов молний происходит во время дождя. Существует тесная взаимосвязь между температурой около 32 градусов F (0 градусов C) и ударами молнии в самолеты.Большинство ударов молнии по самолетам происходит при температуре, близкой к отрицательной.

Условия, вызывающие осадки, также могут вызывать накопление электроэнергии в облаках. Наличие электроэнергии связано с осадками и образованием облаков. Большинство ударов молнии, поражающих самолеты, происходит весной и летом.

Хотя 70 процентов ударов молний происходит во время осадков, молния может поражать самолеты на расстоянии до пяти миль от электрического центра облака.Примерно 42% ударов молний, ​​о которых сообщили пилоты авиакомпаний, произошли, и пилоты не сообщали о грозах в непосредственной близости от них.

Молниеносное взаимодействие с самолетами

Молния первоначально прикрепляется к конечности самолета в одной точке и выходит из другой (см. Рис. 4). Обычно первое крепление производится к обтекателю, носовой части фюзеляжа, гондоле, оперению или законцовке крыла.

Рисунок 4: Как молния прикрепляется к самолету

Молния возникает на передних кромках самолета, которые ионизируются, создавая возможность удара.Токи молнии проходят по самолету и выходят на землю, образуя контур с самолетом между энергией облака и землей.

На начальных стадиях удара молнии в самолет можно увидеть свечение на носу или законцовках крыла, вызванное ионизацией воздуха, окружающего передние кромки или острые точки на конструкции самолета. Эта ионизация вызвана увеличением плотности электромагнитного поля в этих местах.

На следующей стадии удара ступенчатый лидер может выходить из самолета из ионизированной области, ища большое количество энергии молнии в ближайшем облаке.Ступенчатые лидеры (также называемые «лидерами») относятся к пути ионизированного воздуха, содержащего заряд, исходящий от заряженного самолета или облака. Когда самолет летит через заряженную атмосферу, лидеры распространяются от его оконечностей, где образовались ионизированные области. Как только командир самолета встречает лидера из облака, удар по земле может продолжаться, и самолет становится частью события. В этот момент пассажиры и экипаж могут увидеть вспышку и услышать громкий шум при ударе молнии в самолет.Значительные события случаются редко из-за встроенной в самолет молниезащиты и его чувствительных электронных компонентов.

После прикрепления самолет пролетает через событие молнии. Во время импульса удара лидер снова присоединяется к фюзеляжу или другой конструкции в других местах, в то время как самолет находится в электрической цепи между облачными областями противоположной полярности. Ток проходит через проводящую внешнюю оболочку и структуру самолета и выходит из другой конечности, например, хвоста, ища противоположную полярность или землю.Пилоты могут иногда сообщать о временном мерцании огней или кратковременных помехах в работе приборов.

Типичные последствия ударов молнии

Компоненты самолета, изготовленные из ферромагнитного материала, могут сильно намагничиваться под воздействием токов молнии. Большой ток, протекающий от удара молнии в конструкции самолета, может вызвать это намагничивание.

Хотя электрическая система самолета спроектирована так, чтобы быть стойкой к ударам молнии, удар необычно высокой интенсивности может повредить такие компоненты, как топливные клапаны с электрическим управлением, генераторы, питатели и системы распределения электроэнергии.

Молниезащита для коммерческих самолетов

Большинство внешних частей старых самолетов представляют собой металлические конструкции с достаточной толщиной, чтобы быть устойчивыми к ударам молнии. Эта металлическая сборка - их основная защита. Толщина металлической поверхности достаточна для защиты внутренних помещений самолета от удара молнии. Металлическая оболочка также защищает от проникновения электромагнитной энергии в электрические провода самолета. Хотя металлическая оболочка не препятствует проникновению всей электромагнитной энергии в электрическую проводку, она может удерживать энергию на удовлетворительном уровне.

Понимая природу и последствия ударов молнии, компания Boeing разрабатывает и испытывает свои коммерческие самолеты на предмет защиты от ударов молнии, чтобы обеспечить защиту на протяжении всего срока их службы. Выбор материала, выбор отделки, установка и применение защитных функций являются важными методами уменьшения ущерба от удара молнии.

Области с наибольшей вероятностью прямого попадания молнии должны иметь какой-либо тип молниезащиты.Boeing проводит испытания, обеспечивающие адекватность молниезащиты. Композитные детали, которые находятся в зонах, подверженных ударам молнии, должны иметь соответствующую молниезащиту.

Большой объем данных, собранных с самолетов, находящихся в эксплуатации, представляет собой важный источник информации о защите от ударов молнии, которую Boeing использует для усовершенствования системы управления повреждениями от ударов молнии, что позволит снизить значительный ущерб от ударов молнии при правильном техническом обслуживании.

Молниезащита на самолетах может включать:

  • Экраны для пучков проводов.
  • Ремни заземления.
  • Композитная структура из вспененной фольги, проволочной сетки, алюминиевого покрытия напылением пламенем, встроенной металлической проволоки, металлических рамок для картин, переключающих полос, металлических вкладышей из фольги, стеклоткани с покрытием и склеенной алюминиевой фольги.
Действия после удара молнии в самолет

Удары молнии по самолетам могут происходить без предупреждения для летного экипажа. Когда в самолет поражает молния, и пилот очевиден для пилота, пилот должен определить, будет ли полет продолжаться до пункта назначения или будет перенаправлен в другой аэропорт для проверки и возможного ремонта.

Техники могут находить и идентифицировать повреждения от удара молнии, понимая механизмы молнии и ее прикрепление к самолетам. Технические специалисты должны знать, что удары молнии могут не регистрироваться в журнале полетов, поскольку пилоты могли не знать, что в самолет произошел удар молнии. Базовое понимание ударов молнии поможет техническим специалистам в эффективном обслуживании.

Выявление повреждений коммерческого самолета от удара молнии

Удары молнии по самолетам могут повлиять на конструкции в точках входа и выхода.В металлических конструкциях повреждения от молнии обычно проявляются в виде ямок, ожогов или небольших круглых отверстий. Эти отверстия можно сгруппировать в одном месте или разделить на большой площади. Обгоревшая или обесцвеченная кожа также показывает повреждения от удара молнии.

Прямые последствия удара молнии можно определить по повреждению конструкции самолета, например, по проплавлению, резистивному нагреву, точечной коррозии конструкции, появлению ожогов вокруг крепежных элементов и даже отсутствию конструкции на конечностях самолета, например, вертикального стабилизатора, крыла. наконечники и края горизонтального стабилизатора (см. рис.5). Конструкция самолета также может быть разрушена ударными волнами, присутствующими во время удара молнии. Еще одним признаком удара молнии является повреждение крепежных лент. Эти ремни могут сломаться во время удара молнии из-за высоких электромагнитных сил.

Рисунок 5: Молниезащита и повреждения от ударов

По часовой стрелке сверху слева: повреждение молнией горизонтального стабилизатора, руля направления, антенны и перемычки.

Поскольку самолет пролетает больше, чем его собственная длина в течение времени, необходимого для начала и завершения удара, точка входа будет изменяться по мере того, как вспышка присоединяется к другим точкам позади начальной точки входа.Свидетельством этого являются инспекционные проверки, когда вдоль фюзеляжа самолета обнаружены множественные ожоги (см. Рис. 6).

Рисунок 6: Повреждения от молнии, движущейся вдоль самолета

Когда удар молнии движется по самолету, он может вызвать повреждение «стреловидным ударом».

Молния также может повредить композитные конструкции самолета, если защитная отделка не нанесена, не спроектирована должным образом или не имеет надлежащего качества. Часто это повреждение в виде пригоревшей краски, поврежденного волокна и удаления композитного слоя (см. Рис.7).

Рисунок 7: Повреждение молнией составного самолета

Композитные конструкции обладают меньшей проводимостью, чем металлические, что вызывает более высокие напряжения. Это тип повреждений, которые могут возникнуть, если молниезащитное покрытие не применяется или не соответствует требованиям.

Процедуры проверки конструкций на случай удара молнии

Если молния попадает в самолет, необходимо провести условную проверку на предмет наличия молнии, чтобы определить точки входа и выхода.При осмотре зон входа и выхода обслуживающий персонал должен внимательно осмотреть конструкцию, чтобы обнаружить все повреждения, которые произошли.

Условный осмотр необходим для выявления любых структурных повреждений и повреждений системы перед возвратом в эксплуатацию. В конструкции могут быть прожженные отверстия, которые могут привести к потере давления или появлению трещин. Перед полетом критически важные компоненты системы, жгуты проводов и перемычки должны быть проверены на пригодность к полетам. По этим причинам Boeing рекомендует провести полную условную инспекцию на случай удара молнии до следующего полета, чтобы поддерживать самолет в летном состоянии.

Зоны удара молнии в самолетах определены в соответствии с Рекомендуемой практикой (ARP) SAE 5414 (см. Рис. 8). Некоторые зоны более подвержены ударам молнии, чем другие (см. Рис. 9). Точки входа и выхода для удара молнии обычно находятся в Зоне 1, но очень редко встречаются в Зонах 2 и 3. Удар молнии обычно попадает в самолет в Зоне 1 и вылетает из другой зоны Зоны 1. Скорее всего пострадают внешние компоненты:

  • Обтекатель.
  • Nacelles.
  • Наконечники крыла.
  • Наконечники горизонтального стабилизатора.
  • Лифты.
  • Наконечники вертикальных плавников.
  • Концы заслонок передней кромки.
  • Обтекатели гусеницы закрылка задней кромки.
  • Шасси шасси.
  • Водосточные мачты.
  • Датчики данных о воздухе (датчики Пито, статические порты, угол атаки [AOA], датчик общей температуры воздуха).

Рисунок 8: Определения зоны молнии

Зоны молний в самолетах, определенные в Рекомендациях SAE Aerospace 5414.

Обозначение зоны Описание Определение
1A Зона первого обратного хода Все области поверхности самолета, где возможен первый возврат во время присоединения канала молнии с низким ожиданием вспышки.
Зона первого обратного хода при долгом зависании на Все области поверхности самолета, где возможен первый возврат во время присоединения канала молнии с низким ожиданием вспышки.
Переходная зона для первого обратного хода Все области поверхности самолета, где возможен первый возвратный удар с уменьшенной амплитудой во время присоединения канала молнии с низким ожиданием вспышки.
2A Зона рабочего хода Все области поверхности самолета, где возможен первый возврат уменьшенной амплитуды во время присоединения канала молнии с низким ожиданием вспышки.
2B Зона плавного хода с длинным зависанием на Все области поверхности самолета, в которые канал молнии несет последующий обратный удар, вероятно, будут охвачены с высокой вероятностью зависания вспышки.
3 Места нанесения ударов, кроме Зоны 1 и Зоны 2 Те поверхности, которые не находятся в зоне 1A, 1B, 1C, 2A или 2B, где любое присоединение канала молнии маловероятно, и те части самолета, которые находятся под или между другими зонами и / или проводят значительное количество электрического тока. ток между точками крепления прямого или скользящего хода.

Рис.9: Зоны молний в самолете

Зоны самолета, подверженные ударам молнии, обозначены зонами. Зона 1 указывает на область, которая может быть затронута первоначальным нанесением удара. Зона 2 указывает на перемещение навесного оборудования. Зона 3 указывает области, которые могут испытывать кондуктивные токи без фактического воздействия удара молнии.

В Зоне 2 начальная точка входа или выхода является редким событием, но в таком случае канал молнии может быть отодвинут назад от начальной точки входа или выхода.Например, обтекатель может быть областью начальной точки входа, но канал молнии может отодвигаться назад вдоль фюзеляжа за обтекателем за счет поступательного движения самолета.

Настоятельно рекомендуется обследование в зоне 3, даже если во время обследований в зоне 1 и 2 не было обнаружено никаких повреждений. Таким образом, любые точки входа и выхода должны быть обозначены в Зонах 1, 2 или 3, чтобы можно было тщательно изучить и отремонтировать при необходимости непосредственные области вокруг них.

Обследование молниевых поверхностей по зоне

Компания Boeing предоставляет процедуры проверки на случай ударов молнии, чтобы убедиться, что внешние поверхности не повреждены.Операторы должны ссылаться на применимые процедуры технического обслуживания как на авторитетный источник инструкций по проверке / ремонту. Предлагаемые типовые процедуры включают следующие общие рекомендации.

  • Выполните стандартное обследование внешней поверхности для Зоны 1 и Зоны 2.
  • Осмотрите все внешние поверхности самолета:
    • Внимательно осмотрите внешние поверхности, чтобы найти точки входа и выхода удара молнии, и осмотрите области, где одна поверхность останавливается и начинается другая.
    • Осмотрите металлическую и неметаллическую конструкцию на предмет повреждений.
    • Для композитной конструкции расслоение может быть обнаружено с помощью инструментальных методов неразрушающего контроля или испытания методом постукивания.
    • Для Зоны 2 проверьте датчики Пито, датчики AOA, статические порты и их окружающие области на предмет повреждений.

Если точки входа и выхода не обнаружены во время осмотра Зон 1 и 2, следует осмотреть участки поверхности Зоны 3 на предмет наличия повреждений от удара молнии.Проверки Зоны 3 аналогичны Зонам 1 и 2. Дополнительные проверки Зоны 3 включают:

  • Осмотрите все внешние фонари, ищите:
    • Неисправные узлы освещения.
    • Сломанные или потрескавшиеся линзы.
    • Прочие видимые повреждения.
  • Осмотрите поверхности управления полетом на предмет повреждений от удара молнии и выполните необходимые эксплуатационные проверки.
  • Осмотрите дверцы шасси.
  • Проверьте резервный магнитный компас.
  • Проверьте точность системы подачи топлива.
  • Осмотрите разрядники статического электричества.

Примечание. Это краткое изложение процедур проверки. Персонал по техническому обслуживанию должен ознакомиться с главой 5 Руководства по техническому обслуживанию самолета (AMM) для проверяемой модели самолета.

Осмотр внутренних компонентов самолета

Если удар молнии вызвал неисправность системы, выполните полное обследование пораженной системы с использованием соответствующего раздела AMM для этой системы.

Выполняйте проверку резервной системы компаса только в том случае, если летный экипаж сообщил об очень большом отклонении компаса.

Убедитесь, что система количества топлива является точной, используя встроенное испытательное оборудование.

Эксплуатационные испытания радионавигационных систем

Уровень проверок после удара молнии в самолет определяется информацией летного экипажа и состоянием самолета после инцидента.

Например, если все системы навигации и связи эксплуатируются летным экипажем в полете после удара молнии, и никаких аномалий не обнаружено, проверки работающих систем обычно не требуются.

Для систем, не эксплуатируемых летным экипажем в полете, или систем, в которых были обнаружены аномалии, могут потребоваться дополнительные процедуры эксплуатационных испытаний, как указано в соответствующем AMM. Кроме того, даже если система эксплуатировалась в полете после удара молнии и никаких аномалий не было обнаружено, но последующие проверки показали повреждение молнией вблизи этой системной антенны, могут потребоваться дополнительные проверки этой системы.

Логическая последовательность проверки внутренних компонентов в процедурах технического обслуживания, предоставляемых Boeing, выполняется аналогично (см. Рис.10).

Рисунок 10: Блок-схема условной проверки внутренних компонентов

Boeing рекомендует провести условную проверку на предмет наличия молнии перед следующим полетом, чтобы поддерживать самолет в летном состоянии.

Ремонт конструкций с ударом молнии

Подробную информацию и процедуры для общих пределов допустимого повреждения от молнии и применимых переделок или ремонтов можно найти в руководстве по структурному ремонту (SRM) для каждой модели самолета.Персонал по техническому обслуживанию должен восстановить первоначальную структурную целостность, предел прочности, защитную отделку и материалы после удара молнии.

В ответ на запросы клиентов на обучение компания Boeing разработала курс по ремонту SRM для обучения технических специалистов и инженеров оценке и ремонту повреждений самолетов от ударов молнии. Темы включают типы повреждений, принципы проектирования защиты от удара молнии, методы проверки повреждений, допустимые пределы ущерба, ремонт и восстановление методов защиты.Дополнительное обучение пониманию воздействия молнии на самолеты и инструкции по проверке можно запросить через представителя авиакомпании Boeing. По окончании курса студент сможет:

  • Определить причины и механизмы ударов молнии.
  • Обозначьте на самолете участки, подверженные ударам молнии.
  • Описать принципы проектирования защиты от ударов молнии.
  • Проведите соответствующие проверки после удара молнии.
  • Укажите конкретные процедуры доработки для участков, пострадавших от ударов молнии.
  • Понимать требования по восстановлению защиты от ударов молнии и снижению их ударов.

Для получения дополнительной информации о доступном стандартном обучении обслуживанию обращайтесь на MyBoeingTraining.com.

Сводка

Эксплуатанты должны быть осведомлены об условиях, способствующих ударам молнии в самолетах, и избегать излишнего воздействия на них грозового воздействия на них.Хотя в самолетах Boeing предусмотрена обширная защита от ударов молний, ​​удары молний по-прежнему могут влиять на работу авиакомпаний и вызывать дорогостоящие задержки или прерывания обслуживания. Четкое понимание надлежащих процедур проверки и ремонта может повысить эффективность обслуживающего персонала и гарантировать, что все повреждения, вызванные молнией, будут выявлены и устранены.

.

Как работают системы молниезащиты

Системы молниезащиты - это современное развитие инновации, изобретенной Бенджамином Франклином: громоотвод. Сегодня системы молниезащиты используются в тысячах зданий, домов, фабрик, башен и даже на стартовой площадке космического шаттла. В этой статье будет рассмотрено, зачем нужна молниезащита и что системы могут и чего не могут.

В этой статье:
- Компоненты системы молниезащиты
- Системы молниезащиты - Что они делают и чего не делают
- Как работает система молниезащиты
- Устройства защиты от молний и перенапряжения / ИБП
- Мифы о рассеивании / уничтожении молний
- Факты молниезащиты

Компоненты системы молниезащиты

Молниеотводы или молниеотводы - это лишь небольшая часть полной системы молниезащиты.Фактически, стержни могут играть наименее важную роль в установке системы. Система молниезащиты состоит из трех основных компонентов:

  1. Стержни или «воздушные терминалы» - Небольшие вертикальные выступы, предназначенные для использования в качестве «вывода» для разряда молнии. Стержни бывают разных форм, размеров и дизайна. Большинство из них увенчаны высокой острой иглой или гладкой полированной сферой. Функциональность различных типов громоотводов и даже необходимость стержней в целом являются предметом многих научных дискуссий.
  2. Conductor Cables - Тяжелые кабели (справа), по которым ток молнии проходит от стержней к земле. Кабели проложены по верху и по краям крыш, затем по одному или нескольким углам здания к заземляющему стержню (ам).
  3. Стержни заземления - Длинные, толстые и тяжелые стержни, закопанные глубоко в землю вокруг защищенной конструкции. К этим стержням присоединяются токопроводящие кабели, образуя безопасный путь для разряда молнии вокруг конструкции.

Токопроводящие кабели и заземляющие стержни являются наиболее важными компонентами системы молниезащиты, решая главную задачу безопасного отвода тока молнии через конструкцию. Сами по себе «громоотводы», то есть заостренные вертикально ориентированные клеммы по краям крыш, не играют большой роли в функциональности системы. Полная защита при хорошем покрытии кабеля и хорошем заземлении все равно будет достаточно работать без молниеприемников.

Системы молниезащиты - что они делают и чего не делают

Единственная цель системы молниезащиты - обеспечить безопасность здания и его жителей, если молния попадает прямо в него. - задача, решаемая путем обеспечения хорошего и безопасного пути к земле, по которому молния будет следовать. Вопреки мифам, системы молниезащиты:

  • Не притягивать молнии
  • Не и не могут рассеивать или предотвращать молнию, «высасывая» шторм из своего заряда
  • Большинство не предлагают защиту от перенапряжения для чувствительной электроники
  • Do обеспечивает противопожарную защиту и защиту от повреждений конструкций, предотвращая прохождение горячих взрывных каналов молний через строительные материалы.
Создание этого веб-сайта стало возможным благодаря поддержке CIS Internet .

Как работает система молниезащиты

Незащищенная конструкция

[перезапуск анимации]

Без обозначенного пути для достижения земли при ударе молнии вместо этого можно использовать любой проводник, доступный внутри дома или здания. Это может быть телефон, кабель или электрические линии, водопроводные или газовые трубы или (в случае здания со стальным каркасом) сама конструкция. Молния обычно следует по одному или нескольким из этих путей к земле, иногда прыгая по воздуху через боковую вспышку , чтобы достичь более заземленного проводника (см. Анимацию выше).В результате молния представляет несколько опасностей для любого дома или здания:

  • Пожар - Пожар может начаться в любом месте, где открытый канал молнии соприкасается, проникает или приближается к легковоспламеняющимся материалам (дереву, бумаге, газовым трубам и т. Д.) В здании, включая конструкционную древесину или изоляцию внутри стен и крыш. Когда молния следует за электропроводкой, она часто перегревает или даже испаряет провода, создавая опасность пожара в любом месте затронутых цепей.
  • Боковые вспышки - Боковые вспышки могут прыгать через комнаты и травмировать любого, кто окажется на пути.Они также могут воспламенить такие материалы, как канистра с бензином в гараже.
  • Повреждение строительных материалов - Взрывная ударная волна, создаваемая разрядом молнии, может взорвать участки стен, разбить бетон и штукатурку осколками и разбить близлежащее стекло.
  • Повреждение бытовой техники - Телевизоры, видеомагнитофоны, микроволновые печи, телефоны, стиральные машины, лампы и почти все, что подключено к поврежденной цепи, могут быть повреждены и не подлежат ремонту. Электронные устройства и компьютеры особенно уязвимы.

Добавление системы защиты не предотвращает удара, но обеспечивает лучший и безопасный путь к земле. Воздухозаборники, кабели и заземляющие стержни работают вместе, чтобы отвести огромные токи от конструкции, предотвращая возгорание и большинство повреждений оборудования:

Защищенная структура

[перезапустить анимацию]

Устройства защиты от молний и перенапряжения / ИБП

Устройства защиты от перенапряжения и ИБП не подходят для защиты от молний.Эти устройства обеспечивают некоторую степень защиты от скачков напряжения, возникающих при ежедневных скачках напряжения и удаленных ударах молнии. Но когда молния попадает в конструкцию прямо или очень близко к ней, независимо от системы молниезащиты, все ставки не принимаются.

Обычный сетевой фильтр просто не может повлиять на резкий, катастрофический всплеск тока от очень близкого или прямого удара молнии. Постоянный ток молнии слишком велик, чтобы его можно было защитить с помощью небольшого электронного устройства внутри удлинителя или даже здоровенного ИБП.Если ваш ИБП или устройство защиты от перенапряжения мешает прохождению молнии, вся или часть молнии просто вспыхнет над устройством или через него - независимо от количества задействованных конденсаторов и аккумуляторных батарей.

Даже «разъединения» или устройства, которые физически отключают питание устройства путем активации набора контактов, не гарантируют защиты. Небольшой воздушный зазор не остановит молнию, которая уже прыгнула на несколько миль в воздух. Он не будет дважды думать о прыжке еще на несколько дюймов или даже на несколько футов, особенно если «путь наименьшего сопротивления» к земле проходит через контакты выключателя.

Не только это, но даже не полноценная система молниезащиты со стержнями, кабелями и заземлением не гарантирует от повреждения электроники и компьютеров. Чтобы любая система обеспечивала 100% защиту, она должна отводить почти 100% тока молнии от прямого удара, что практически невозможно физически: закон Ома гласит, что для набора сопротивлений, соединенных параллельно, ток будет распределяться. по ВСЕМ сопротивлениям на уровнях, обратно пропорциональных различным значениям сопротивления.Дом или здание - это не что иное, как набор резисторов, соединенных параллельно - электропроводка, водопровод, телефонные линии, стальной каркас и т. Д. будет использовать боковых вспышек через воздушные зазоры для их эффективного соединения). При прямом ударе молнии ток не будет следовать только по одному пути - он будет распространяться по всем путям к земле в зависимости от сопротивления каждого пути.

Ток молнии часто достигает максимума в 100 000 и более ампер. Имея это в виду, подумайте, установлена ​​ли у вас система молниезащиты, и в ваш дом напрямую попадает молния. Если система защиты забирает даже 99,9% тока, то ваша электропроводка может забрать оставшиеся 0,1%. 0,1% от 100 000 ампер - это скачок тока в 100 ампер через ваши линии, которого может быть достаточно, чтобы вывести ваш компьютер из строя.

Нередко «боковые вспышки» происходят внутри дома или здания, когда вся или часть молнии прыгает через всю комнату, достигая земли, например, от системы электропроводки к хорошо заземленным водопроводным трубам.Если ваш компьютер мешает, пришло время купить новый, даже если у вас установлена ​​самая дорогая система защиты.

Гарантии на упаковке ИБП / устройств защиты от перенапряжения несколько вводят в заблуждение, когда речь идет о молниезащите, подразумевая, что устройства могут предотвратить любые последствия удара. В некоторых случаях они будут - если они не находятся на прямой линии огня или рядом с ней. Но на самом деле ничто не может гарантировать абсолютную защиту от прямого или очень близкого удара.

Все это не означает, что вам не следует использовать сетевой фильтр, ИБП, выключатель или полноценную систему громоотвода. Любое устройство обеспечит или степень защиты от каждодневных скачков напряжения на линии электропередач и удаленных ударов молнии. Но когда молния попадает рядом или прямо, все ставки отменяются.

Лучший и самый дешевый способ защитить вашу стереосистему, телевизор, компьютер или любое электронное устройство - это отключить от сети питания, телефона, кабеля (модема) и антенны во время грозы.

Некоторые могут возразить, что риск прямого удара по любому конкретному дому слишком низок, чтобы оправдать отключение всего от сети при каждом шторме, который проходит над головой. В этом есть доля правды. В таком случае разумно убедиться, что страховка вашего домовладельца или арендатора покрывает ущерб от удара молнии, а все ваши устройства инвентаризированы и покрываются полисом. В конце концов, застрахованную дорогую электронику можно заменить. Однако считайте незаменимыми такие, как данные, сохраненные на вашем компьютере (фотографии, видео, рабочие файлы и т. Д.).Вы можете снизить этот риск, выполняя частое резервное копирование вне офиса и / или сохраняя данные на внешнем жестком диске, который можно отключить при необходимости.

Мифы о рассеивании / устранении молнии

Продукты, называемые устройствами для устранения молний или устройств для рассеивания молний, ​​возникли в результате двух мифов: во-первых, заряд грозы может истощить или иным образом повлиять на объекты на земле, а во-вторых, начинаются разряды молнии между облаками и землей. с земли.Эти продукты, которые продаются до сих пор, утверждают, что способны предотвратить прямой удар молнии в любой объект, на котором они установлены. Устройства имеют очень разный внешний вид, но обычно имеют металлический корпус с сотнями заостренных щетинок, игл или тонких стержней. Конструкция оправы варьируется от гребенчатой ​​до зонтичной.

Утверждается, что устройства предотвращают или уменьшают прямые удары молнии по объектам, на которых они установлены, с помощью коронного разряда для выполнения одного или нескольких из следующих действий: 1.) для истощения заряда бури до того, как может произойти молния, 2) для создания локального «пространственного заряда» над защищаемой зоной, который отводит удары молнии, или 3) для затруднения инициирования восходящих лидеров от объекта, тем самым снижение шансов на прямую ступенчатую связь лидер-земля-лидер.

Как мы обсуждали в нашей статье о рассеянии грозового заряда, проблема с этими устройствами заключается в том, что, хотя они и создают коронный разряд, скорость утечки заряда совершенно незначительна по сравнению со скоростью генерации заряда на высоте 10 миль. , Над головой гроза диаметром от 15 до 25 миль! Никакой искусственный коронный разряд в таком небольшом масштабе не имеет ни малейшего шанса истощить заряд быстрее, чем его производит гигантское грозовое облако.И хотя мелкомасштабная корона действительно помогает предотвратить возникновение лабораторных искр (например, от генераторов Ван де Граафа), это не может быть экстраполировано для применения к полноразмерным разрядам молнии, которые в несколько тысяч раз больше, чем искусственные аналоги ( нашу статью о сравнении искусственного и естественного освещения). Коронный разряд от небольших «диссипаторов» незначителен для полноразмерной грозы и никак не повлияет на возникновение или поведение молнии в непосредственной близости от нее.

Удары молнии «облако-земля» возникают во время грозы, на много миль над поверхностью земли

.

Молниезащита - конструкция молниеприемника

Африка - молниеносная столица мира! Согласно технологии отслеживания молний НАСА, которая регистрировала каждый удар молнии, упавший на землю за последние 18 лет, в некоторых регионах Африки есть самые большие в мире индексы молний. Эти статистические данные имеют серьезные последствия для проектировщиков молниезащиты, которые проектируют системы молниезащиты (LPS) для конструкций в регионах Африки с высоким уровнем молниеносных вспышек.

Тревор Манас, национальный директор Ассоциации заземления и молниезащиты (ELPA) в Южной Африке

При оценке и управлении рисками для жизни, опасностями и повреждениями конструкций от молнии следует принимать во внимание более высокую частоту молний. Надлежащая оценка рисков в соответствии с SANS / IEC 62305, часть 2, является обязательной для всех конструкций в зонах с высоким уровнем молниезащиты, и результирующий уровень молниезащиты должен быть правильно спроектирован в соответствии с частями 3 и 4 стандарта.

Правильная конструкция молниезащиты системы молниезащиты имеет важное значение, так как это система перехвата, которая гарантирует, что в конструкцию не попадет удар молнии. Как только молния улавливается системой молниеприемника, она направляется к земле через систему нижнего проводника и затем безопасно рассеивается в земле с помощью правильно спроектированной системы заземления. Система молниеприемника, система токоотвода и система заземления - это три элемента, которые образуют внешнюю систему молниезащиты.

Конструкция молниеприемной системы (ATS)

Существует три метода защиты, которые можно использовать при проектировании и установке АВР:

1) Метод сетки: используется для конструкций с плоской кровлей.

2) Метод защитного угла: используется для одиночных мачт и наконечников (имеет ограничения по высоте для использования).

3) Метод вращающейся сферы: Используется универсальный метод для всех типов конструкций.

Метод защиты с вращающейся сферой является предпочтительным методом, так как он может применяться ко всем типам конструкций даже с самым сложным географическим расположением.

Использование 3D-моделирования для определения зон защиты над конструкцией дает четкую визуализацию системы молниеприемника и того, как меры молниезащиты интегрированы в архитектуру здания.

Внедрение метода защиты катящейся сферы

Радиус катящейся сферы определяется уровнем молниезащиты (LPL), который выводится из оценки риска LPS следующим образом:

Сфера катится к конструкции и над ней во всех возможных направлениях.Везде, где сфера касается конструкции, она представляет собой потенциальную точку удара по конструкции. Воздушные терминалы (наконечники, мачты или проводники) размещаются во всех потенциальных точках удара.

Затем сфера снова катится к конструкции и над ней, на этот раз гарантируя, что сфера касается только молниеотводов, а не конструкции.

Провисание подвижной сферы

Когда сфера катится по воздушным терминалам, естественно, что произойдет провисание сферы между двумя воздушными терминалами.Глубина проникновения сферы между воздушными терминалами должна быть рассчитана, чтобы гарантировать, что сфера не касается конструкции или какого-либо оборудования или оборудования на крыше. Высота (▲ h) пневмоостровов всегда должна быть больше глубины проникновения. Обычный способ определения высоты молниеприемников - это вычисление глубины проникновения для наибольшего расстояния между молниеприемниками.

Для расчета глубины провисания / проникновения между пневмоостровами используется следующая формула:

Обычный метод vs.3D моделирование

Обычное или двухмерное моделирование имеет ограничения, и, как показано выше, чрезвычайно сложно правильно определить защитные зоны. В то время как использование 3D-моделирования четко определяет незащищенные области, что приводит к точному процессу проектирования LPS.

Концепция разделительного расстояния

При проектировании систем молниеприемника для конструкций, оборудованных установками и оборудованием на крыше, жизненно важно, чтобы «Изолированная система молниеприемника» была разработана для этих типов конструкций.Цель создания изолированного АВР - предотвратить попадание токов молнии в здание через установку на крыше. Неконтролируемое проникновение токов молнии в здание увеличивает риск возгорания (неконтролируемые пробои) и может иметь разрушительные последствия для электронных систем, расположенных внутри конструкции. Для создания изолированного АВР расстояние между воздушными терминалами и установкой на крыше должно быть рассчитано и выдержано таким образом, чтобы не наводить токи молнии на установку на крыше.

Использование дронов

Использование дронов для помощи в оценке конструкций крыш стало бесценным инструментом в разработке более точного анализа установок молниезащиты или оценки площадок для целей проектирования. Дроны особенно полезны при оценке недоступных участков на крышах. [См. Стр. 48 для получения дополнительной информации об использовании дронов - Ред.]

Надлежащее проектирование молниезащитных систем молниеприемника - чрезвычайно сложное дело, и его должны выполнять только компетентные проектировщики LPS.

Использование современных технологий, таких как 3D-моделирование LPS и использование беспилотных летательных аппаратов в качестве инструмента проверки, имеет важное значение для обеспечения чрезвычайно точных процессов проектирования и, следовательно, более эффективных решений для защиты от молний.


Об объединении

ELPA, некоммерческая организация, нацелена на целостное общение в отношении потенциально смертельных опасностей, исходящих от молнии; и помогает советами по общему законодательству, чтобы направлять все заинтересованные стороны.Свяжитесь с Клодель Пиллэй по телефону +27 11 704 1487 или посетите веб-сайт. www.elpasa.org.za


.

Смотрите также