Молниезащита для монтажников: от А до Я

Рассказываем про особенности монтажа системы молниезащиты зданий.

Внешняя и внутренняя молниезащита

При монтаже молниезащиту условно делят на внутреннюю и внешнюю. Обе они взаимосвязаны и не существуют автономно.

Внешняя молниезащита

Внешняя молниезащита отвечает за «перехват» разряда молнии и его отвод в землю. Типовой состав такой системы:

• молниеприемник — выполняет роль «перехватчика»;
• токоотвод — отвечает за подачу тока к заземлителю;
• сам заземлитель — распределяет ток молнии в земле.

Внутренняя молниезащита

Главная цель внутренней молниезащиты — не допустить сбоя оборудования из-за скачков в сети, воздействия ЭМП (электромагнитное поле) и других факторов. Она состоит из:

• Системы уравнивания потенциалов. Она компенсирует разницу потенциалов в разных точках (при ее возникновении), чтобы не образовался электрический разряд. Система объединяет все протяженные металлические конструкции здания.


• УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений). Они нейтрализуют импульсы перенапряжения, возникающие из-за наводок, которые вызвала молния.

Как сделать внешнюю молниезащиту

Монтаж молниеприемника

Молниеприемники — это любая комбинация из элементов: стержней (включая отдельно стоящие мачты), подвесных тросов, молниеприемной сетки.

Молниеприемная сетка

На крыше зданий из проводников укладывается сетка. Размер ячеек зависит от категории молниезащиты (5 м для I, 10 м для II и III, 20 м для IV). Чем меньше их размер, тем выше степень защиты.

Для сетки подойдут плоские проводники или проводники с круглым сечением диаметром 8 мм / 10 мм. Например, стальные проводники с цинковым покрытием: круглый Rd 8 (толщина оцинкованного слоя 50 мк) или плоский 40х4 (толщина слоя 70 мк). Оцинкованная сталь — это оптимальный баланс цены и качества. Если вопрос стоимости вторичен, то можно выбрать проводники OBO Bettermann из нержавеющий стали или медные. Они дороже, но служат дольше.

Круглый проводник для приема молнии, ее отведения и заземления

Плоский проводник из оцинкованной стали для молниезащиты, заземления и кольцевого уравнивания потенциалов

Есть проводники в ПВХ оболочке. Слой ПВХ очень тонкий, поэтому оболочка не защищает от наводок. Зато при прокладке в штробе проводник защищен от повреждений. Кроме того проводник в ПВХ оболочке легко покрасить в цвет стены или кровли и сделать внешнюю молниезащиту менее заметной.

Для удобного монтажа все проводники выпускаются в бухтах, без сварных швов.

Перекрестия и стыки молниеприемной сетки скрепляют специальными соединителями. Для монтажа соединителей OBO Bettermann понадобится только один ключ. У них особая конструкция: сквозная резьба и болт с гроверной шайбой, так что гайка не нужна.

Чтобы сетка на кровле со временем не сместилась, мы советуем обязательно закрепить ее держателями. В большинстве моделей наших держателей проводник просто защелкивается. У нас есть много специализированных вариантов для разных форм кровли и типов покрытий: держатели для скатной кровли, коньковые держатели, для металлочерепицы, для мягкой кровли и другие. На крыше они фиксируются любым универсальным кровельным крепежом. Ознакомиться подробно и выбрать можно в каталоге молниеприемного оборудования.

На плоских крышах со скатом не больше 5–7° мы рекомендуем применять держатели 165 MBG. Они представляют собой небольшую коробку, внутри которой залит морозостойкий бетон. Элементы хорошо держатся на кровле из-за специальной шагрени на подошве и общего веса молниеприемника. Преимущества держателей:

• их можно использовать на любом кровельном покрытии (битум, ПВХ);
• они эстетично смотрятся;
• оболочка из полиэтилена устойчива к воздействию ультрафиолета и атмосферы.

Благодаря силе тяжести и шагрени на подошве держатель 165 MBG не требует дополнительной фиксации

Также есть модели держателей, в которых проводник фиксируется болтом с гроверной шайбой. Например, держатель для плоских проводников FL 30 и FL 40 или держатель Rd 8–10 мм.

Плоский проводник надежно фиксируется без гайки с помощью болта с гроверной шайбой

Держатель изготовлен из цинкового сплава с резьбовой скобой

Шаг для держателей — не чаще одного метра. Некоторые монтажники используют полтора. Но специалисты ОБО Беттерманн рекомендуют не превышать эти значения.

Пример крепления молниеприемной сетки на плоской крыше

После укладки сетки на крыше могут остаться неохваченными кровельные инженерные элементы (трубы дымоудаления, лифтовые шахты, любое электротехническое оборудование). Токопроводящие элементы можно подсоединить в общую сеть и использовать как естественные молниеприемники. Соединение между такими конструкциями должно быть надежным: твердая пайка, сварка, сплющивание, фальцевание, привинчивание или заклепочное соединение.

Если кровля наклонная, а сам объект небольших габаритных размеров (к примеру, коттедж с двускатной крышей) вместо молниеприемной сетки можно уложить проводник по коньку кровли. По сути, он будет являться условной молниеприемной мачтой. В этом случае работает метод защитного угла (п.3 рисунка). 

Реализация метода защитного угла на небольших объектах

Стержни и мачты

Все кровельные элементы, от которых внутрь здания идет прямая металлическая связь (проводник или любая другая металлосвязь), обязательно надо дополнительно защищать отдельно стоящим молниеприемником: 

• стержень (от 1 до 3 метров);

• мачта до 8 метров;

• мачта 10-19 метров.

Высота зависит от размеров элемента и рассчитывается по углу защитного конуса, который обеспечивает стержень или мачта. Градус конуса определяется по стандартам МЭК, либо по стандартам СО и зависит от категории защиты.

Обращаем внимание, что и стержни, и мачты нельзя устанавливать вплотную к элементу, чтобы не прошел удар молнии. Нужно выдержать расстояние в 0,5–0,7метров. Сами стержни крепятся на бетонном основании и на специальные держатели к защищаемой надстройке, которые позволяют соблюсти необходимое расстояние.

ОБО Беттерманн выпускает бетонные основания с пластиковой рамкой по низу, которая обеспечивает бережный контакт с кровельным покрытием (острые кромки и углы могут его повредить). Внутри основания — шпилька. На нее можно насаживать дополнительное количество бетонных оснований. Кроме того, шпилька позволяет регулировать угол крепления к мачте, что удобно, если крыша имеет кривизну. Необходимое количество оснований зависит от предполагаемой ветровой и снеговой нагрузки. Точно рассчитать его можно в нашем инженерном центре.

Необходимое количество оснований рассчитывается в соответствии с высотой мачты и предполагаемой ветровой нагрузкой

Не все кровельные надстройки требуют дополнительной молниезащиты. Если конструктивная деталь металлическая, но невысокая (не более 0,3 метра над уровнем крыши) и небольшая по площади (до 1м²), то в соответствии с МЭК 62305 ее можно не интегрировать в общую систему молниезащиты.

Конструкция из непроводящих материалов может быть выше молниеприемника на 0,5 метра. В этом случае подводить к ним защиту не нужно.

Монтаж токоотвода

Молнию, которая попала в молниеприемник на кровле, необходимо отвести. Токоотводы (плоские проводники) монтируют по стенам здания. Крепления ОБО Беттерманн для них тоже без гайки, с болтами и гроверной шайбой. В нашем каталоге их можно найти в нашем каталоге.

Интервал между токоотводами зависит от категории молниезащиты: каждые 10 метров для I и II категории и 20 метров для III и IV категории — чем они чаще, тем выше степень защиты. I и II категории требуются на взрывоопасных и промышленных объектах. Большинство остальных зданий и сооружений относятся к III категории молниезащиты. Чаще всего, именно с ними приходится иметь дело. 

Монтаж токоотводов нужно соотносить с электротехническими проводниками внутри самого объекта. Безопасное расстояние от токоотвода до электропроводки по кирпичу (бетону) должно быть не менее одного метра. Иначе между ними даже через стенку может возникнуть пробой. Как следствие — выход оборудования из строя.

Монтаж заземления

Токоотводы подключаются к системе заземления. Она может быть фундаментной или кольцевой.

Фундаментная обходится дешевле, но заложить ее можно только при строительстве объекта. Кольцевое заземление — универсальный способ, его можно реализовать на любом объекте.

Основной элемент кольцевого заземления — стальная оцинкованная полоса. Согласно нормативным правилам она укладывается на расстоянии одного метра от фундамента, на глубину 0,5–0,7 метров и подключается к щитку с помощью шин уравнивания потенциалов.

Чтобы добиться требуемых параметров системы заземления (сопротивления), в местах опуска токоотодов дополнительно устанавливают глубинные стержни. Их можно использовать не только как часть системы молниезащитного заземления, но и для организации защитного заземления на любом объекте.

Их прокладывают вертикально — вручную или при помощи электро-, бензо-, пневмомолотов. Глубина закладки зависит от типа грунта и степени его промерзания. При установке грунт вокруг заземлителя надо уплотнить, чтобы обеспечить оптимальный электрический контакт.

Глубинные заземлители различаются по типу соединения, по внешнему диаметру и материалу.

Наша новинка

Для удобства монтажа у ОБО Беттерманн можно приобрести уже готовый комплект заземления EK 219 20 ST FT. В него входят четыре полутораметровых безмуфтовых прута, наконечник для забивания, наконечник для соединения, изоляционная лента 10 метров. Стержни имеют безмуфтовое соединение встык (соединение «мама-папа»), что позволяет добиться снижения сопротивления заземлителя, получить более износостойкую конструкцию, а также сэкономить на стоимости монтажа и закупки.

Слой цинка стержней в комплекте — 130мкм, это в два раза больше показателей ГОСТ Р МЭК 62561-2. При монтаже не надо использовать токопроводящую пасту, а потому она не будет вымываться и не потеряется. Инструкция на русском языке идет в комплекте.

4 глубинных заземлителя длиной 1,5 м для глубины до 6 метров

Как сделать внутреннюю молниезащиту

Внутренняя молниезащита обеспечивает безопасность людей и самого здания изнутри. Она защищает от импульсных перенапряжений, которые могут вызвать прямые или удаленные удары молний.

Система уравнивания потенциалов

Система уравнивания потенциалов должна соединять друг с другом все металлические элементы (газопроводные и водопроводные линии и т.д.), электрооборудование, питающие линии и линии передачи данных. Иначе при ударе молнии возникнет опасная разность потенциалов между ними и упавшим напряжением на системе заземления.

В каталоге ОБО Беттерманн вы сможете выбрать шины уравнивания потенциалов для монтажа и в помещениях, и на открытом воздухе, варианты для скрытой установки, изделия для эксплуатации в условиях повышенной влажности или во взрывоопасных зонах. В качестве главной заземляющей шины (ГЗШ) для большинства частных и офисных зданий подойдет шина для уравнивания потенциалов тип 1801 VDE. Она соответствует стандарту DIN VDE 0100-410/-540, а также стандарту DIN VDE 0185-305.

Пластиковая крышка шины уравнивания потенциалов устойчива к воздействию УФ, ударопрочна и имеет возможность опломбировки

Все шины уравнивания потенциалов ОБО Беттерманн ударопрочные и разбираются только при помощи инструмента. Проводники в них разделены за счет двух типов клемм: для системы заземления и для системы защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП).

УЗИП

Согласно ГОСТ Р МЭК 62305-4 от 2018 года на любом здании с внешней молниезащитой необходима установка УЗИП. Она защищает все виды оборудования внутри помещения, а также информационные и коаксиальные линии от импульсного перенапряжения, вызванного ударом молнии.

Для обеспечения защиты всего здания одного силового устройства недостаточно. Все коммуникации, которые подходят на объекте, мы рекомендуем защитить с помощью своего УЗИПа. Разные типы УЗИП каскадно распределяют по всему зданию, согласно концепции деления помещения на три зоны:

• 1 зона — зона, куда приходят все коммуникации извне;

• 2 зона — зона внутри объекта (этажные щитки, межэтажные щитки);

• 3 зона — рядом с потребителем, где возможны частичные перенапряжения.

На каждой границе зон — соответствующий тип УЗИП. Самые мощные устанавливаются в главных распределительных щитах.

УЗИП OBO Bettermann соответствуют нормативам и делятся на три типовых класса: тип 1, тип 2 и тип 3. Рассмотрим каждый подробнее:

• тип 1: применяются на вводе в здание и устанавливаются в систему электроснабжения до счетчика.
  
  
• тип 2: в главных и вторичных распределительных пунктах. Они нейтрализуют остаточные импульсы, прошедшие через изделия первого класса, а также последствия перенапряжений, которые возникли в ходе коммутаций в высоковольтных сетях. 
  
  
• тип 3: они нужны для защиты от индуктивных вводов и коммутационных перенапряжений в электрических цепях оконечных приборов. Их устанавливают непосредственно перед потребителями энергии. 

Типовое распределение и каскадная установка УЗИП на рисунке ниже.

Система молниезащиты здания — одна из важнейших систем безопасности любого здания, организация такой защиты требует правильного выбора оборудования. Только взаимодействие всех 4 компонентов — внешней молниезащиты, заземления, уравнивания потенциалов и УЗИП — обеспечивает надежную защиту объекта.

Если у вас есть вопросы по перечню оборудования, задайте их нашим специалистам. Мы поможем правильно подобрать все необходимое для вашего проекта.