Кабель для молниезащиты медь

Материалы для молниезащиты и заземления

Оговоримся сразу, что речь в пойдет о системах внешней молниезащиты и заземления, поскольку они отвечают за последствия прямого попадания молнии и испытывают на себе нагрузки токов молнии, достигающих пиковых значений.

Компоненты и материалы: особенности использования

Основными материалами для изготовления компонентов систем грозозащиты, будь то молниеприемники, проводники (токоотводы), стержни заземления (заземлители) и крепеж (держатели, соединители, клеммы и т.п.) являются преимущественно:

• сталь горячего цинкования
• нержавеющая сталь
• медь
• алюминий

Оцинкованная сталь

Чаще всего встречается при устройстве молниезащиты. Оптимальное соотношение цена/качество: хорошие характеристики механической прочности, антикоррозионной стойкости, высокое максимальное сопротивление и самая низкая стоимость.

Используют разные методы оцинкования:

• горячее погружение (применяется в 90% случаев, обозначается у производителей как St/FT, St/tZn)
• огневое (St/F)
• гальваническое (St/gal Zn или St/G)
• конвейерное (St/FS)

На выбор метода влияет фактор производства той или иной детали, соответственно влияющий на ее стоимость, а также место применения в схеме молниезащиты.

Алюминий или алюминиевый сплав (Al, AlMgSi)

Самый легкий из материалов, обеспечивает хорошие показатели проводимости тока молнии, достаточно долговечный (не гниет, не ржавеет), второй по стоимости после оцинкованной стали. В силу этих своих качеств его любят использовать в качестве молниеприемников и токоотводов.

Чуть хуже оцинковки в плане совместимости с другими металлами, его также не рекомендуют использовать в системах заземления, в особенности в земле.

Нержавейка (V2A, V4A, NIRO)

К основным преимуществам относится то, что нержавейка совместима со всеми типами материалов и абсолютно не подвержена коррозии. Она может использоваться как альтернатива алюминию там, где требуется повышенная жесткость и прочность (различные держатели, клеммы, зажимы, элементы крепления в системах заземления).

К недостаткам относится в первую очередь цена; кроме того, в сравнении с алюминием, она существенно тяжелее и обеспечивает немного худшее растекание тока молнии.

Нержавеющая сталь с маркировкой V4A относительно V2A содержит больше никеля плюс 2% молибдена, что обеспечивает меньшее сопротивление.

Медь (Cu)

Самый дорогой металл, но в то же время имеет высокую теплоемкость и низкое удельное электрическое сопротивление. Очень пластичен, что облегчает монтажные работы, особенно когда приходится работать с проводником (пруток от 8-10 мм диаметром из стали очень трудно гнуть или выпрямлять).

Часто выбирают по эстетическим соображениям, если покрытие кровли и фасадов зданий и сооружений выполнено также из меди или в цвет нее. Там где медные элементы можно спрятать в конструктиве здания, чтобы не было заметно разницы в цвете, их иногда заменяют на более дешевые латунные (см. ниже).

Для удешевления стоимости в ряде случаев используют омеднение поверхности (например, стальные омедненные (St/Cu) стержни заземления у отечественных производителей). Иногда еще и для облегчения веса полностью медные токоотводы или молниеприемники заменяют композиционным материалом (например, алюминиевый проводник с омеднением (Al/Cu) у компании DEHN+SOHNE).

Проблемы коррозии

Исходя из рассмотренных случаев использования материалов получаем несколько комбинаций их соединений, которые по разному влияют на образование коррозии. Так комплектующие из меди ни в коем случае нельзя монтировать поверх алюминия или оцинковки, поскольку медь очень активный металл и ее частицы под воздействием погодных условий взаимодействуют с соседней поверхностью, вызывая коррозию. Гальванические покрытия деталей также усугубляют коррозию соприкасающихся поверхностей.

Ниже в таблице показаны допустимые комбинации металлов для молниеприемных систем и токоотводов и для присоединения к элементам конструкций с учетом контактной коррозии.

Материал	Оцинкованная сталь (FT)	Алюминий (Al)	Медь (Cu)	Нержавеющая сталь (VA)
Оцинкованная сталь (FT)	+	+ —	—	+ —
Алюминий (Al)	+ —	+	—	+ —
Медь (Cu)	—	—	+	+ —
Нержавеющая сталь (VA)	+ —	+ —	+ —	+

+ хорошая совместимость + — нейтральная — плохая

Если же возникает необходимость смонтировать между собой комплектующие из металлов, которые соединять не разрешается, то применяют специальные биметаллические соединители.

Что еще используют в системах молниезащиты

Рассмотрим особенности применения некоторых также встречающихся материалов и типов обработок поверхности.

Черная сталь (St)

Поскольку сталь без обработки является металлом, в большой степени подверженным коррозии, то в отдельном виде она в схемах молниезащиты не используется, но может быть пригодна для вспомогательных комплектующих, таких, например, как ударные наконечники для стержней заземления или насадки для вибромолота для их забивания.

Цинковый сплав (Zn)

Литье из цинкового сплава под давлением применяется в отдельных компонентах держателей, как правило для производства оснований стальных деталей, где в силу технологии такой способ изготовления экономически более целесообразен.

Латунь (CuZn или Ms)

Применяется в контактных пластинах на шинах уравнивания потенциалов. Латунь используют также для соединения медных или омедненных элементов между собой, поскольку она совместима с ними, но в то же время удешевляет изготовление аналогичной медной детали. Например, муфты для установки в ряд омедненных стержней заземления или соединители для медных проводников. Кроме того, латунные элементы в отличие от меди медленнее окисляются и имеют большую твердость.

Ковкий чугун (TG)

Только в сочетании с огневым цинкованием поверхности (TG/F) или горячеоцинкованный (TG/tZn). Из за своей ударопрочности из него делают наконечники для заземлителей.

Очень редко встречаются еще такие сочетания основного материла и обработки поверхности:

• латунь гальванически омедненная (Ms/gal Cu)
• латунь гальванически луженая (Ms/gal Sn)
• латунь никелированная (CuZn/N)
• медь гальванически луженая (Cu/gal Sn)

Как правило использование таких вариантов обусловлено опять же удешевлением или облегчением детали с сохранением свойств основного материала или желанием изменения цвета ее поверхности.

Бетон

Устанавливается самостоятельно либо в качестве блочной вставки в пластиковый корпус как утяжелитель для крышных держателей проводника или молниеприемника.

Бетонные основания (или опоры) имеют технологические отверстия для монтажа и установки переходников (клиновых или резьбовых) для крепления молниеприемников. Они рассчитываются по весу на разные длины молниеприемных стержней или отдельно стоящих молниеприемников на треногах, с которыми применяются в основном для защиты небольших выступающих конструкций на плоских кровлях.

Могут использоваться для монтажа дистанционных держателей под изолированные проводники.

Марка бетона должна удовлетворять требованиям стандартов по морозостойкости и EN 1338 (для мостовых камней).

Пластики (GFK, PA, PE, PP, PS)

Широко применяются в системах изолированной молниезащиты и как элементы кровельных и фасадных держателей.

GFK – основной тип пластика для систем изолированной молниезащиты, обладает высокой термо-, коррозионно- и стойкостью к ультрафиолету. Из GFK-изолятора изготавливают траверсы (или дистанционные держатели) для выдерживания безопасного расстояния и предотвращения пробоя при прохождении тока молнии (бывают обычные и телескопические на разные расстояния).

Полиамид (PA), Полиэтилен (PE), Полипропилен (PP) не сильно отличаются друг от друга характеристиками (немного по разному взаимодействуют с химическими соединениями и имеют разный рабочий температурный диапазон). Из них изготавливают разнообразные зажимы проводника для держателей молниезащиты.

Купить комплектующие и материалы отчественных и зарубежных производителей можно в нашем Интернет-магазине: более 1.000 позиций оборудования (элементы систем заземления, молниеприемное оборудование, проводники, держатели, соединители, клеммы, УЗИП, уравнивание потенциалов и т.д.).

Источник

Как соорудить громоотвод своими руками — подготовка и монтаж

Молниеотвод представляет собой защитное устройство, в котором система проводников отводит электрический разряд в землю. Молниезащита — важнейший элемент обеспечения безопасности жильцов и имущества, находящихся в здании. При желании и наличии определенных знаний, вполне реально соорудить громоотвод своими руками.

Принцип действия и устройство

Система защиты от молнии состоит из трех компонентов:

Схема устройства представлена на рисунке ниже.

Функция приема разряда молнии возлагается на молниеприемник. По токоотводам электричество поступает в заземлительный контур, который передает разряд в грунт.

Молниеприемник

Существует три разновидности молниеприемников:

Также в качестве приемника может выступать сама крыша.

Стержневой приемник представляет собой металлический штырь, установленный на станине (на кровле, рядом со зданием, на высоком дереве). С помощью токоотвода (проводника) штырь соединяется с заземлительным контуром. Для изготовления громоотводов применяют медь, алюминий или сталь. Причем первая— оптимальный вариант с точки зрения качества защиты, а самые дешевые приемники производятся из стали.

Сечение молниеприемника стержневого типа должно составлять не менее 35 кв. мм, если речь идет о меди, и 70 кв. мм — для стальных устройств. Длина штыря колеблется от 50 до 200 см.

Стержневые приемники обычно выглядят эстетично, однако площадь их покрытия не слишком большая. Для расчета покрываемой территории от наивысшей точки штыря прочерчивают мысленную линию к уровню земли под углом 45 градусов. Защищенным является все пространство, оказавшееся в треугольнике по периметру. Ввиду маленькой зоны действия, стержневые громоотводы используют для защиты небольших домов, банных построек, гаражей и т.п.

Обратите внимание! Молниезащиту можно как сделать своими руками, так и приобрести готовую.

Сеточные молниеприемники выполняются в виде металлических сеток и представляют собой арматурный каркас с ячейками размером от 3 до 12 м. Толщина арматуры — в среднем 6 мм. Сетку размещают на определенной высоте над материалом кровли, оставляя зазор не менее 15 см. Наиболее подходящие объекты для применения сеточных систем — большие кровли (многоквартирные дома, торговые центры, промышленные и складские здания и т.п.).

Тросовый приемник располагается на двух или четырех мачтах, связанных друг с другом проволокой из стали или алюминия. Трос протягивают по коньку крыши, используя деревянные бруски, которые выступают в качестве опор. Наименьший рекомендуемый диаметр троса — 5 мм.

По сравнению со стержневыми описываемые устройства покрывают гораздо большую площадь. С точки зрения эффективности тросовые системы лучше, чем стержневые или сеточные приемники справляются с задачей защиты от молнии. Особенно распространены такие системы на шиферных кровлях.

Иногда в качестве молниеприемника используют саму крышу. Это возможно, когда кровля изготовлена из профнастила, металлической черепицы и любых других материалов, в основе которых есть металл. Существуют требования, которые дисквалифицируют конструкционный материал кровли, если его толщина меньше 4 мм (иначе возможно его прожигание молнией). Также не допускаются какие-либо горючие материалы, способные легко воспламениться.

Токоотвод

Для изготовления проводников применяют шестимиллиметровую медную, стальную или алюминиевую проволоку. Соединения с другими элементами системы — молниеприемником и заземлительным контуром — выполняют посредством болтов или сварных швов. Токоотвод нуждается в качественном изолировании от окружающей среды (подойдут кабель-каналы). Еще одно требование — выбор для токоотвода самого краткого пути от молниеприемника к заземлительному устройству.

Заземлитель

Заземлительный контур располагают неподалеку от здания. При этом выбирают место, находящееся вне прогулочной территории и поближе к какому-либо ограждению. Электрический заряд, поступающий к заземлительному контуру через токоотвод, через металлические стержни отводится в грунт. Стержни вкапывают в землю на глубину примерно 80-100 см. Их размещают таким образом, чтобы они при соединении формировали треугольник.

Подготовительные мероприятия

Перед тем как сделать громоотвод необходимо провести подготовку. Причем по важности этот этап ничем не отличается от собственно процесса установки молниезащитной системы. Понадобится произвести расчеты согласно формуле, подобрать материалы и найти правильное место для установки молниезащиты.

Формула расчета

Молниезащита — достаточно сложная и ответственная в силу выполняемых задач система. При ее планировании необходимы точные расчеты и оценка потенциальных рисков. В то же время необходимости в чрезмерно сложных математических вычислениях нет. Нужно лишь определить зону действия системы, исходя из формул. Для стержневого молниеотвода существуют коэффициенты, применяемые для расчета нужной высоты устройства. Используется такая формула:

Она подходит для громоотводов высотой до полутора метров, что вполне достаточно для обеспечения защиты частного дома от ударов молнии.

Материал для громоотвода

Для создания защитной системы понадобятся конструкционные материалы. Придется сделать выбор из стали, меди или алюминия. При этом площадь необходимого поперечного сечения будет отличаться, что продиктовано разным сопротивлением каждого вида из перечисленных металлов. Чтобы объяснить сказанное более наглядно, внизу приведена таблица, в которой указаны минимальные требования к компонентам молниезащиты, исходя из вида металла:

Материал	Молниеприемник		Токоотвод		Заземлитель
	Площадь сечения, мм	Диаметр, мм	Площадь сечения, мм	Диаметр, мм	Площадь сечения, мм	Диаметр, мм
Медь	35	7	16	5	50	8
Сталь	50	8	50	8	100	11,5
Алюминий	70	9,5	25	6	Не применяется

Исходя из данных, представленных в таблице, оптимальный выбор материала — медь. Однако наиболее дешевым вариантом громоотвода, изготовленного своими руками, является сталь.

Токоотвод отличается меньшим сечением в сравнении с другими компонентами защитной системы. Рекомендуется постепенно увеличивать его толщину от приемника к заземлительному контуру.

Совет! При создании молниезащиты желательно применять один и тот же вид металла для всех элементов конструкции.

Для изготовления молниезащиты необходимы такие материалы и инструменты:

1. Молниеприемник. В случае со стержневой системой понадобится металлический заостренный штырь. Также подойдет ТВ-мачта или антенна для приема радиосигналов. В продаже имеются готовые приемники, например, GALMAR или SCHIRTEC.
2. Металлическая проволока нужного сечения.
3. Устройства для заземления (металлические штыри, трубы или лента).
4. Пластиковые фиксаторы, скобы, болты.
5. Инструменты для выполнения работы (сварочный аппарат, электродрель, молоток, лопата).

Место установки

Громоотвод следует располагать на наиболее высокой точке из имеющихся на участке. При этом нужно помнить про защитную конусообразную зону. Громоотвод должен находиться в таком месте, чтобы здание полностью было покрыто защитой. Получается, что, чем более отдален громоотвод от дома, тем выше он должен быть.

По финансовым соображениям предпочтительнее разместить молниеприемник на кровле здания. В этом случае не понадобится сооружение высокой опоры, которая к тому же вряд ли будет эстетически привлекательной.

Совет! Не рекомендуется установка громоотвода в центральной части крыши. Лучше поставить приемник с краю кровли и зафиксировать его к стене. При таком подходе уменьшается риск попадания молнии в какую-либо часть кровли.

Отдельный вопрос — правильное размещение заземлительного устройства. При ударе молнии высокомощный разряд проходит в землю и в этот момент рядом с заземлителем не должны находиться живые существа. Поэтому разработаны требования к минимальным расстояниям от заземления к стене дома — 1 м и до пешеходных дорожек — 5 м. Заземляющее устройство должно быть установлено в таком месте, где нет вероятности нахождения людей. К тому же, вокруг заземлителя следует установить ограждение и поставить рядом предупреждающий знак.

Обратите внимание! Эффективная работа заземления возможна только во влажном грунте. Это нужно учитывать при выборе места для заземлительного контура. Если постоянно мокрый участок отсутствует, следует задуматься об искусственном орошении.

Установка тросового молниеотвода

Прежде всего нужно протянуть проволоку по коньку кровли. Она будет выступать в качестве приемника для молнии. Если крыша изготовлена из пожароопасных материалов (древесина, пластиковая черепица и т.п.), проволоку следует расположить на высоте не менее 15 сантиметров от материала. При этом поддерживающую для нее функцию будут выполнять пластиковые фиксаторы. Концы проволоки закрепляют на металлических мачтах (их называют горизонтальными приемниками).

Токоотвод фиксируют к приемнику с помощью сварочного аппарата болтовыми соединениями или заклепками. На смежные участки наносят изоляцию. На кровле токоотвод закрепляют скобами, а на стенах — пластиковыми фиксаторами. Проводник лучше разместить в кабельном канале, чтобы избежать пагубного воздействия на него влажности.

Заземление создают так:

1. Копают траншею глубиной от 80 см.
2. Забивают в дно ямы металлические штыри.
3. Соединяют их стальной трубой или лентой. Для этого используют сварочный аппарат.
4. Отводят ленту к участку соединения с токоотводом.
5. Состыковывают токоотвод с заземлителем.

Установка стержневого молниеотвода

Для монтажа стержневой системы понадобится высокая станина. Ее функции сможет выполнять, например, мачта ТВ-антенны. Приемник фиксируют к ней сварным или болтовым соединением.

Установка токоотвода и заземлителя осуществляется так же, как описано выше, когда речь шла о тросовой молниезащите. После завершения установки следует протестировать сопротивление системы. Максимально допустимый показатель — 10 Ом.

Дерево в качестве громоотвода

Для создания молниеотвода своими руками подойдет обычное дерево. При этом его высота должна превышать уровень крыши здания примерно в 2,5 раза. Расстояние до дома не должно быть меньше 3 м.

Один конец пятимиллиметровой проволоки приваривают к заземляющему устройству и закапывают соединение в землю. Оставшийся конец будет приемником. Его подводят к верхушке дерева.

Уход за конструкцией

Металлические устройства чувствительны к отрицательным воздействиям окружающей среды. Чтобы избежать развития коррозийных процессов и сохранить рабочие свойства металлов, необходимо регулярно проводить осмотры системы защиты от молнии.

С наступление весны — перед началом грозового сезона — необходимо провести визуальное исследование всех компонентов системы. В процессе эксплуатации металл бывает настолько поврежден, что не обойтись без замены деталей.

Особое внимание следует уделять контактам. Некачественный контакт приводит к размыканию системы и возгоранию. Если нужно, их прочищают от окиси.

Подземную часть молниезащиты также нужно проверять. Однако ввиду трудоемкости процесса, разрешается делать это не каждый год, а один раз в трехлетний период.

Молниезащита – настолько важный элемент обеспечения безопасности жильцов и здания, что браться за ее создания стоит только при полной уверенности в своих знаниях и опыте. Если этого чувства недостаточно, лучше поручить выполнение работы профессионалам.

Источник