Громоотвод на доме. Для чего нужен и как сделать своими руками

Твердотельное реле (ТТР) – прибор из серии электронных компонентов немеханического действия. Отсутствие механики открывает больше возможностей любителям электроники сделать твердотельное реле своими руками для личного пользования.

Молниеотвод: разновидности и их конструкции

В принципе, конструкция молниеотвода представляет собой бесхитростный механизм, состоящий из трех простейших частей, изготовить которые самостоятельно и собрать в единую систему не представляет никаких сложностей.

Молниеотвод: разновидности и их конструкции
  1. Приемник молнии – это железный элемент, поднимаемый на несколько метров выше крыши строения. Размещаться он может как непосредственно на самом строении, так и рядом с ним, неподалеку.
  2. Токоотвод. По сути, это толстая стальная или медная жила, по которой ток, полученный от разряда попавшей в приемник молнии, передается в контур заземления.
  3. Заземляющий контур. Его назначение простое – именно с его помощью разряд молнии передается в землю, где он и гаснет, не причиняя постройкам и человеку никакого вреда.
Молниеотвод: разновидности и их конструкции

Так устроены все виды молниеотводов без исключения. Причем два элемента этого устройства все время остаются неизменными – это токоотвод и контур заземления. На разновидности этих приспособлений оказывает влияние исключительно конструкция приемника молний, о которых мы и поговорим дальше.

Молниеотвод: разновидности и их конструкции

Этих основных конструкций улавливателей молнии вполне достаточно для того, чтобы полностью защитить свой дом от такого природного явления, как молния.

Молниеотвод: разновидности и их конструкции

Активная система молниезащиты: особенности и преимущества

По своему виду или форме блок ESE-молниеприемника (ESE – early streamer emission, или ранний эмиттер стримера) похож на штыревой отвод грома, но с “активным” улавливающим молниеприемником. На конце установленного штыря находится электронное устройство, генерирующее высоковольтные импульсы при достаточно скопившемся в атмосфере (в туче) электрическом заряде. В момент грозы, они ловят разряд и направляют его в грунт. Этот тип молниеотвода отличается максимальной эффективностью и защищает строение от прямого атмосферного явления и вторичного воздействия молнии. К его достоинствам относят:

  • полную энергонезависимость (его не нужно подключать к электрической сети, так как он подпитывается от внешнего электрического поля);
  • небольшое количество материальных затрат на установку, меньшее число отводов для тока и единиц пакетов;
  • привлекательность дизайна и эстетичность.

Серия предлагаемых моделей достаточно большая, а выбор электроконструкции стоит делать с учетом таких параметров, как: нужный уровень защиты постройки, модель металлоприемника и высота, на которой будет установлен пакет.

Однако, на самом деле – это чисто маркетинговой прием. Зададимся вопросом – можно ли управлять точкой удара молнии в интересах практической молниезащиты?

Исследования в этом направлении активно ведутся во многих странах, в том числе в России. В 2014 году были обнародованы результаты масштабного исследования, проведённого ОАО «26 ЦНИИ». Специалисты этого института сравнивали два устройства. Первое – стандартный громоотвод со стержневым электродом. Второе – стандартная активная молниезащита М-200. Высота этих устройств одинаковая. В лабораторных условиях экспериментаторы формировали искровые разряды длительностью 250/2500 мкс при амплитуде напряжения 3,5 МВ. Результаты получились противоречивые. Во-первых, оказалось, что производитель значительно завысил зону, в которой работает активный громоотвод. При этом обычный стержневой электрод принял на себя примерно на треть больше ударов. Исследователи тщательно следили за тем, чтобы условия для обеих испытуемых систем были одинаковыми. Впоследствии полученные результаты неоднократно перепроверялись и были подтверждены, так что данное исследование можно считать объективным и определённо заслуживающим внимания.

Интересно то, что похожие эксперименты со сходными выводами, но не в лабораторных, а в полевых условиях проводили в 2003 году учёные из Нью-Мехико. Они следили за тем, как ведут себя во время грозы обычные молниезащитные стержни и их активные аналоги, сопоставимые по высоте. Оказалось, что вероятность попадания разряда в активную молниезащиту ниже. Результаты этого исследования были предоставлены в компанию, занимающуюся выпуском ESE-громоотводов, но там от комментариев отказались. И тем более производитель не стал признавать правдивость полученных результатов.

Проблема здесь в том, что компании, выпускающие системы ESE, скрывают показатели тех компонентов, с помощью которых происходит управление импульсным разрядом. По этой причине расчёты эффективности в данной сфере крайне затруднены. Имея на руках сведения об особенностях управления импульсным разрядом, любой опытный инженер, специализирующийся на молниезащите или электротехнике, сможет провести все необходимые расчёты. Пожалуй, главный тип данных, которые получают в результате таких расчётов, ‒ это временные параметры. Их можно было бы рассчитать, так как часть данных (например, о габаритах конденсаторов и размерах стержней громоотводов) уже опубликована. Проведя расчёты, специалисты смогли бы определить ёмкость источников управляющего напряжения.

Читайте также:  Как правильно установить дымоход из сэндвич-труб через стену

Кроме того следует учитывать, что ни одна, компания, осуществляющая проектирование и монтаж системы молниезащиты, не даст Вам на это устройство гарантийных обязательств. Чтобы убедится в этом, следует просто внимательно прочитать и проанализировать договор.

Как работает Громоотвод. Принципы работы

В нынешнее время, когда города все больше покрываются небоскребами и так густо населены, не встает вопрос, зачем нужен молниеотвод. Ответ находится на поверхности: высокие здания и дома в первую очередь находятся в зоне опасности, когда идет гроза. Здесь более уместный вопрос «как действует это устройство» и «по какому принципу работает».

Суть работы громоотвода проста и понятна: перехват металлическим заземленным предметом молнии, которая стремится к земле. Громоотвод представляет собой три части:

Как работает Громоотвод. Принципы работы

1. Молниеприемник представляет собой провод или металлический стержень, функция которого принять на себя удар молнии.

2. Токоотвод играет главную роль проводника молнии от приемника до заземлителя.

3. Заземлитель может быть в виде арматуры, сваи, ленты, проволоки и других предметов. Они принимают на себя весь удар и распределяют полученное электричество в землю

Виды молниеотводов для защиты частного дома

Метод Бенджамина Франклина дошел до наших дней, и функция металлического штыря в качестве принимающего устройства чаще всего применяется для защиты сооружений небольшого размера. Традиционный штыревой громоотвод используется при установке системы, основанной на комплексе приемников, и более известной под названием «клетка Фарадея».

По типу молниезащита может быть:

  • штыревой
  • тросовой
  • сеточной
Виды молниеотводов для защиты частного дома

Для оборудования деревянных и шиферных крыш часто применяют металлический трос, натянутый по коньку кровли. При монтаже конструкции обычно используют деревянные опоры, а в случае применения металлических изделий тщательно изолируют концы троса. Для защиты черепичных крыш оптимально подходит металлическая сетка, закрепленная на кровле и оснащенная необходимым количеством токоотводов.

Рассмотренные выше методы относятся к пассивной форме молниезащиты. Более функциональным является использование активного токоприемника. Устройство производит высоковольтные импульсы, намного увеличивающие шанс попадания разряда именно в токоприемник. Автономная система автоматически подзаряжается от приближающегося грозового поля и по эффективности может заменить несколько пассивных наружных средств борьбы с молниями, существуют системы безопасности для внутренних помещений здания. Специальная электроника защищает электрические и информационные сети от перенапряжения в момент электрических импульсов. Изготавливаем молниезащиту своими руками

Статистические данные показывают, что мужчины погибают от удара молнии в 5 раз чаще женщин. Факт может послужить хорошей мотивацией для предстоящей работы, а умение обращаться с минимальным набором инструментов ускорит устройство молниезащиты н крыше собственного дома.

Для работы понадобится:

  1. Металлический штырь высотой 0,2−1,5 м и сечением от 60 кв. мм
  2. Алюминиевая или медная проволока Ø 6 мм
  3. Металлическая полоса или арматура для заземления
Виды молниеотводов для защиты частного дома

В качестве материала для изготовления металлоприемника лучше всего подходит прут из меди или оцинкованной стали с диаметром не менее 12 мм, который устанавливают на самой высокой точке кровли. При необходимости устраивают несколько токоприемников по периметру крыши и 1 в центре, соединяя штыри в единую схему, подключаемую к проводящему кабелю.

Для монтажа конструкции лучше применять электросварку, но при отсутствии аппарата смонтировать элементы системы можно при помощи хомутов, жестко закрепленных болтами и гайками. Оптимальным вариантом соединения проводника с токоприемником являются обжимные гильзы, позволяющие закрепить элементы с наибольшей площадью контакта и обеспечить полное отсутствие подвижек. При устройстве заземления необходимо учитывать, что без контакта металла с грунтовыми водами эффект заземления получится очень слабым. Заглубление должно быть проведено до достижения уровня влажной и не промерзающей долговечность заземления может только медь или нержавеющая сталь. Обычное железо, даже имеющее оцинкованное покрытие, быстро разрушит коррозия. Обслуживание молниезащитной системы

Молниезащитная система нуждается в регулярном профилактическом осмотре, который проводят не реже 1 раза в год. При обследовании выявляются детали, подлежащие замене, и места, которые требуется очистить от ржавчины и покрыть слоем краски. Ослабевшие точки соединений подтягивают, а окислившиеся контакты тщательно зачищают.

Уменьшение диаметра токоприемников в результате длительной эксплуатации приводит к снижению технических характеристик устройств. Своевременная замена металлических штырей обеспечивает полную эффективность молниезащиты. Не реже 1 раза в 5 лет производят вскрытие заземления для проверки на наличие коррозии.При уменьшении сечения металла более чем на 30% производят установку новой конструкции. Полезные советы

  1. Все металлические предметы, расположенные на поверхности кровли должны соединяться с молниезащитной системой.
  2. Токоприемники, подверженные действию коррозии, следует покрыть несколькими слоями краски или изготовить кожухи для защиты от влажности и атмосферных осадков.
  3. При наличии в непосредственной близости от строения дерева, высота которого намного превышает вертикальный размер дома, молниеприемник можно укрепить на стволе, подняв над кроной на 0,5 м.
  4. Металлические виды кровли позволяют производить прямое заземление крыши.

Что такое молниеотвод, историю его изобретения и как подобная молниезащита используется в современном мире смотрите в следующем ролике.

Виды молниеотводов для защиты частного дома
  • VKontakte
  • Odnoklassniki
  • Facebook
  • Twitter
  • Google+

Выводы и полезное видео по теме

Этот ролик показывает, как и на базе каких электронных компонентов можно сделать твердотельное реле

Читайте также:  Замена крыши — частичная или полная: рекомендации по выполнению работ

Видео о проблеме, с которой можно столкнуться после приобретения однофазного ТТР у продавцов из Китая. Попутно проводит своеобразный обзор устройства прибора коммутации:

Самостоятельное изготовление твердотельных реле – вполне возможное решение, но применительно к изделиям под низковольтную нагрузку, потребляющую относительно малую мощность.

Более мощные и высоковольтные приборы сделать своими руками сложно. Да и обойдётся эта затея по финансам в такую же сумму, какой оценивается заводской экземпляр. Так что в случае надобности проще купить готовый прибор промышленного изготовления.

Если у вас появились вопросы по сборке твердотельного реле, пожалуйста, задайте их в блоке с комментариями, а мы постараемся дать на них предельно понятный ответ. Там же можно поделиться опытом самостоятельного изготовления реле или сообщить ценную информацию по теме статьи.

Молниеотвод своими руками

Молниеотвод своими руками

Идея молниеотвода заключается в обустройстве рядом с домом участка минимального сопротивления для того, чтобы разряд молнии проходил по нему, а не по строению.

Если у вас отсутствует на даче молниеотвод — пора задуматься о его сооружении. Самый дешевый и простой способ его изготовления — сделать все самому. Что же для этого нужно знать?

Молниеотвод своими руками

Итак, молниеотвод (громоотвод) есть устройство молниезащиты (грозозащиты), обеспечивающее безопасность здания и жизни людей, находящихся в нем, от разрушительных воздействий, которые могут возникнуть в грозу при прямом попадании молнии.

Это защищенный от коррозии, оголенный проводник — то есть, хорошо проводящий электроток материал как можно большей площади и большего сечения (минимум 50 мм²).

Молниеотвод своими руками

Собирается молниеотвод (громоотвод) из толстой медной проволоки или стальной катанки, труб нужного сечения либо из стальных, алюминиевых, дюралевых стержней различного профиля, уголков, полос и так далее.

Молниеотвод своими руками

Стальные материалы лучше использовать оцинкованные. Так как они менее подвержены воздушному окислению.

Молниеотвод своими руками

Молниезащита частного дома своими руками: материалы, схема, инструкция

Как защитить от молнии частный дом

Молниеотвод может быть:

  • Стержневой – закрепленный на станине металлический штырь (на крыше, возле дома, на растущем возле дома высоком дереве). Посредством металлической проволоки штырь соединяется с системой заземления. Такой молниеотвод выглядит эстетично, но площадь покрытия его не велика. Рассчитать площадь защиты им просто: от самой верхней точки штыря нужно мысленно прочертить линию к земле под углом 45º. Все, что окажется в зоне треугольника по периметру – защищено от ударов молнии.

Мотаж стержневой молниезащиты

  • Тросовый – особенность его состоит в нескольких мачтах (две или четыре), соединенных между собой стальной или алюминиевой проволокой. Такой молниеотвод более эффективен и покрывает защитой большую площадь.

Тросовый молниеприемник на крыше частного дома

Эти два вида громоотводов наиболее распространены и применяются в частных домах и на дачах, так как конструкция их проста, и монтаж не сложно провести своими руками.

Элементы молниезащиты

Любой вид системы громоотвода состоит из трех обязательных элементов:

  • Молниеприемник. В стержневом молниеотводе это штырь, закрепленный выше дымохода не менее чем на 1 м, в тросовом – проволока, соединяющая мачты на крыше. Металлическая крыша тоже может выполнять роль молниеприемника, если толщина покрытия составляет 4-7 мм.
  • Токоотвод – один из основных элементов молниезащиты. Представляет от собой медную (d 16 мм²), алюминиевую (d 25 мм²) или стальную (d 50 мм²) проволоку.
  • Заземление – система из металлических стержней, соединенных между собой токопроводным материалом. Расположено оно под землей на глубине не менее 80 см.

Материалы и инструменты

Для сооружения молниезащиты собственными руками понадобятся:

  • Молниеприемник представляет собой заостренный штырь. Может использоваться телевизионная мачта или радиоантенна, также можно купить молниеприемник одного из ведущих производителей: SCHIRTEC, OBO Bettermann, J Propste, GALMAR;
  • Медная, алюминиевая или стальная проволока рекомендованного сечения;
  • Штыри, трубы или ленты металла для заземления;
  • Мачта (станина);
  • Пластиковые крепления;
  • Инструменты (молоток, дрель, лопата).

Монтаж тросового молниеотвода

На первом этапе монтажа молниезащиты необходимо натянуть проволоку по конькам крыши, которая будет служить молниеприемником.

Схема монтажа троссового молниеприемника

Если крыша покрыта возгорающимися материалами (деревом, пластиковой черепицей), проволока должна находиться на расстоянии 10-15 см от поверхности на специальных пластиковых креплениях. Концы проволоки крепят к металлическим мачтам (горизонтальным молниеприемникам), или загибают вертикально.

Монтаж и крепление молниеприемника

Токоотвод крепят к молниеприемнику посредством сварки, болтов или заклепок. Места соединения изолируют. На крыше токоотвод фиксируют скобами, на стенах дома – пластиковыми креплениями. Проволоку можно поместить в кабель-канал, чтобы избежать негативного влияния на нее атмосферных явлений.

Токоотвод с крыши частного дома

Система заземления монтируется на расстоянии не менее 5 м от дома, дорожек, скамеек. Поблизости не должно располагаться площадок для игр детей и выгула животных. Заземление работает только во влажном грунте, что тоже необходимо учитывать при выборе места.

Читайте также:  Вальмовая крыша своими руками – устройство стропильной системы

Порядок устройства заземления молниезащиты:

  • Выкопать траншею на глубину, где грунт всегда сырой (не менее 80 см)
  • Вбить в дно траншеи металлические штыри.

Контур заземления для защиты от молний

  • Штыри соединить между собой стальной лентой или трубой с помощью сварки.
  • Продлить заземление стальной лентой к месту соединения его с токоотводом.
  • Подсоединить токоотвод к заземлению.

Крепление токоотвода к заземлению

Монтаж стержневого молниеотвода

Для стержневого громоотвода необходим монтаж высокой станины. Ее роль может выполнять мачта телевизионной антенны. Стержневой молниеприемник крепят к мачте сваркой или болтами.

Схема стержневого молниемника в частном доме

Монтаж токоотвода и заземления такой молниезащиты не отличается от описанного выше. После окончания работ необходимо проверить сопротивление всей системы. Оно не должно превышать 10 Ом.

Обслуживание

Профилактическое обслуживание громоотвода включает в себя периодическую чистку стержневого штыря от грязи, пыли и окиси, а также проверки целостности всех соединений.

Самостоятельно смонтировать громоотвод на даче не сложно. Если следовать всем рекомендациям и нормам инструкции по устройству молниезащиты РД , то в нужный момент она сработает безотказно.

Несмотря на то, что сделать молниеотвод своими руками просто, рекомендуется обращаться к специалистам для выполнения такой работы. Только профессионалы смогут подсказать какие материалы лучше использовать конкретно в вашей ситуации, оказать квалифицированную помощь в выборе правильного места для установки, и учесть негативные факторы от влияния которых защита может не сработать.

Требования к заземлителю

Заземлитель представляет из себя несколько металлических стержней, забитых в грунт и соединенных между собой горизонтальной полосой при помощи сварки. Полоса выводится на поверхность земли и приваривается к токоотводу. Как правильно обустроить заземляющий контур, подробно рассказано в статье «Как сделать заземление 220в и 380в в частном доме своими руками — устройство и все размеры».

Так выглядит готовый к проверке контур заземления

Заметим, что не рекомендуется использовать защитный контур заземления для подключения молниеотвода. В случае применения общего заземлителя при грозовом разряде на поверхностях бытовых приборов может возникнуть опасное напряжение. Для защиты электропроводки и бытовой техники в частном доме от удара молнии на вводном щите устанавливаются устройства защиты от импульсных помех (УЗИП).

Заземление для молниеотвода размещают не ближе 5м от крыльца и дорожек и заглубляют горизонтальный соединитель не менее 0,8м. Это необходимо для уменьшения вероятности поражения людей в случае грозового разряда.

Разновидности и параметры

  • Стержневые. Получили наибольшее распространение за счет легкости установки и минимальной себестоимости. Конструктивно они напоминают один или несколько стержней, смонтированных непосредственно на объекте или с незначительным удалением от него. В качестве крепежных элементов выступают несущие конструкции капитального строения. Иногда для устройства молниеприемника создают специальные опорные конструкции. При выборе протяженности стержневой системы специалисты ориентируются на материал ее изготовления. Чаще всего длина сооружения насчитывает от 30см до нескольких метров.
  • Тросового типа. Предназначены для предохранения от повреждения объектов незначительной высоты, зданий значительной протяженности или минимальной ширины, построек с нестандартной геометрией кровли, ЛЭП. По сравнению со стержневыми, такие системы характеризуются большей эффективностью при использовании на объектах значительной площади. Конструкция состоит из стальных оцинкованных тросов, зафиксированные на специализированных мачтах-опорах. В случае грамотного проектирования комплекса, электрические разряды будут уходить глубоко в почву за границей объекта.

Обратите внимание! Сетка может иметь ячейки различного размера – от 5*5м до 20*20м. Этот параметр определяется принадлежностью защищаемого объекта к одной из существующих категорий опасности.

Разновидности и параметры
  • Конические с граненой поверхностью, изготовленные из высокопрочного стального листа и принимающие форму металлоконструкции со стержнем, эффективно защищенным от коррозийных процессов и предупреждающим вероятность повреждения молнией.
  • Корона, расположенная на осветительных опорах – это стальные граненые устройства, укомплектованные осветительными приборами и молниеприемниками. Камеры наблюдения, световые прожекторы и прочие приспособления фиксируют на специальных кронштейнах.

Защитная зона громоотвода

Не следует питать иллюзии, что громоотвод на соседнем доме или расположенная недалеко металлическая вышка полностью обезопасят Ваше жилище от удара молнии. Защитная зона громоотвода имеет вполне конкретные границы. В любом случае на даче придется устроить собственную молниезащиту.

Размер защищаемой зоны определяется высотой размещения молниеприемника

Конус безопасности, создаваемый стержневым молниеприемником, имеет угол 45-50°. Указанное правило действует при высоте размещения молниезащиты до 15м. Вышеприведенный эскиз демонстрирует, что при угле 45° радиус защитной зоны равен высоте верхней точки стержня над уровнем земли. При значении 50° зона защиты будет чуть больше.

Защитная зона громоотвода

Таким образом, чем выше мы разместим молниеприемник, тем больше получится площадь защищаемой поверхности.

В любом случае, частный дом должен попадать полностью в зону конуса защиты. Очень желательно, чтобы все постройки во дворе были защищены по тому же правилу. Таким образом, удобно разместить молниеприемник на крыше дома. Закрепить штырь бывает проще на одной из сторон здания чем по центру, при этом вероятность попадания молнии в кровлю снижается.

В случае большого участка может возникнуть необходимость установки еще одного громоотвода. Его можно смонтировать на специальной мачте.