Кара небесная
Термин «электрическая сеть» употребляется не напрасно. Это настоящая паутина, которая опутывает дом проводами и соединяет его через линии электропередачи и подстанции в единую систему. И вся эта сложная сеть подвержена самым разнообразным, в большинстве своем негативным влияниям, как природным, так и техногенным.
Из природных явлений наибольшую опасность несет грозовой разряд – молния. Она представляет собой электрическую искру гигантской мощности. Сила тока в момент пробоя может достигать нескольких сот тысяч ампер. Механизм возникновения молнии изучен довольно хорошо. Между грозовыми тучами и поверхностью Земли возникает разность потенциалов в несколько миллионов вольт. Атмосфера насыщается заряженными частицами – ионами, которые начинают двигаться по направлению от грозового облака к земле. Эти ионы называются лидерами. Они создают канал ионизированного газа. С их помощью молния как бы «нащупывает» траекторию своего распространения, которая проходит по линии наименьшего сопротивления. Чаще всего удар приходится в объект, возвышающийся над другими, так как расстояние от грозовой тучи до твердой поверхности в таком месте меньше. Последствия прямого попадания молнии в дом обычно фатальны.
Чтобы не было мучительно больно…
Молния обладает сокрушительной силой, отразить которую немыслимо. Ее можно только отвести. Для решения этой задачи используют молниеотводы. Молниеотвод состоит из трех основных элементов: молниеприемника, токоотвода и заземления.
Молниеприемники бывают стержневые и сетчатые. В их задачу входит «поймать» электрический разряд. Стержневой молниеприемник имеет вид металлического штыря, который крепится на высокую мачту. Зона гарантированной защиты от удара молнии напоминает конус, высота (h) которого равна расстоянию от верхушки стержня до земли, а диаметр основания равен примерно 2,5 h (рис. 1). Токопроводящий стержень должен иметь низкое сопротивление. Наилучший вариант – стальной стержень с медным покрытием.
Как видно из рисунка, для полноценной защиты протяженных зданий высота мачты должна быть очень большой. Поэтому часто используют другой тип молниеуловителя – это либо натянутый вдоль конька крыши металлический трос, либо металлическая сетка из арматуры.
Имеется вариант установки двух вертикальных молниеприемников с разных концов здания, соединенных металлическим тросом (рис. 2).
Приманка для ионов
Существуют также активные молниеуловители. Так называемая молниезащита с упреждающей стриммерной эмиссией. На рынке представлен целый ряд подобных устройств, как отечественных, так и зарубежных.
Эти устройства в момент повышения напряженности электромагнитного поля окружающей среды, возникающего при приближении грозы, генерируют поток ионизированных частиц, так называемых восходящих лидеров, которые провоцируют разряд молнии в направлении данного молниеотвода. Производители подобных систем утверждают, что данный способ обеспечивают большую зону защиты, что подтверждается моделированием удара молнии в лабораторных условиях.
Теоретически это как бы увеличивает физическую высоту молниеприемника, увеличивая зону покрытия. Однако существует ряд публикаций, авторы которых сомневаются в этом, приводя свои аргументы. Полной ясности в этом вопросе пока нет, но тем не менее на рынке активные молниеприемники имеются в достаточном количестве.
Закон Ома для сохранения дома
Недостаточно просто «поймать» молнию. Потому что даже правильно смонтировав молниеуловитель, можно добиться только одного – молния ударит в молниеотвод, а не в находящийся рядом объект. Но если не «утилизировать» принятый разряд электричества, который обладает гигантской мощностью, то он, не имея выхода, может разрушить молниеотвод вместе со всем окружающим. Чтобы этого не произошло, молниеприемник должен быть обязательно заземлен.
Задача заземления – соединить молниеприемник с толщей земли. И чем эта толща больше – тем лучше. В идеале заземление должно быть связано с грунтовыми водами.
Если это условие будет выполнено, то электрический разряд пройдет по линии наименьшего сопротивления и растворится, не причинив никакого вреда. В противном случае может стать только хуже. Если сопротивление на пути движения молнии будет высоким, то она постарается «замкнуться» на внутреннюю электрическую проводку дома, что чревато последствиями.
Бытует мнение, что металлическая крыша надежно защищает от удара молнии. Это не совсем так. Сама по себе крыша из металла, металлочерепицы и т.п. токопроводящих материалов, если ее не заземлить, в случае попадания в нее молнии пострадает так же, как и обычная. Но если соединить все металлические компоненты в один контур и подвести заземление с двух противоположных концов крыши, то получится довольно надежный защитный «зонтик».
Опасные наводки
Грозовые разряды несут опасность, даже если молния ударяет не прямо в дом, а рядом. В этом случае возникает сильное возмущение электромагнитного поля, которое наводит в линиях электропередачи мощные импульсные выбросы электрического тока. Это чрезвычайно опасно – ведь сильнейшее электромагнитное поле во всех близрасположенных проводниках вызывает электрические возмущения, которые легко выводят из строя электронные приборы. Особенно уязвимы компьютеры.
Лучший способ – расположить молниеотвод подальше от дома. Но тогда его надо делать выше, чтобы все здание оказалось «под зонтиком», что удорожает конструкцию. В ряде случаев для защиты от подобных неприятностей используют устройства защиты от импульсных перепадов (УЗИП). Эти устройства ставятся непосредственно перед входом в дом и при возникновении опасного перепада напряжения отключают внутреннюю сеть. Это помогает, если молния ударит в близкорасположенную линию электропередачи.
УЗИП должны обладать высокой скоростью реагирования, так как нарастание напряжения при ударе молнии происходит практически мгновенно. Если устройство будет инерционным, то, пока оно сработает, бытовые приборы успеют сгореть. На рынке представлены УЗИП от разных производителей.
От греха подальше…
И в завершение скажем, что кустарю грамотно установить и заземлить молниеотвод довольно сложно. А для защиты двух- или трехэтажного здания без спецтехники не обойтись.
Если вы не обладаете соответствующими знаниями и навыками, то лучше обратиться в одну из фирм, специализирующихся на установке защитных систем. Конечно, это затраты, но в данном случае лучше довериться опыту профессионалов. Кроме того, никто не имеет права запретить вам контролировать ход работ. Но даже если вы располагаете самым передовым молниеотводом, при приближении грозы лучше выключить из сети электроприборы, а если у вас внешняя антенна, то вынуть из телевизора антенный кабель.
