Молниеприемники и мачты молниезащиты
Молниеприемник — основной компонент системы молниезащиты, который перехватывает и принимает на себя удар молнии. Оборудование размещается на значительной высоте в несколько десятков метров, чтобы увеличить вероятность попадания молнии и защитить расположенные ниже жилые, промышленные, инфраструктурные объекты. Молниеприемники располагаются на крышах зданий и сооружений или на отдельных мачтах. Высокий ток молнии от 20 до 200 кА отводится в землю – в результате окружающая территория, объекты, сооружения и люди остаются в полной безопасности.
Принцип работы системы защиты
Основная задача молниезащиты – перехватить удар молнии и отвести сверхмощный электрический разряд в землю. Молния попадает в специально установленную защитную конструкцию, состоящую из нескольких компонентов:
- Молниеприемник – конструкция в виде троса, штанги или сетки, которая располагается в самой высокой точке и первой встречается с молнией. Высокий молниеприемник служит наилучшей мишенью, принимает весь удар на себя, поэтому играет главную роль в системе молниезащиты.
- Молниеотвод (токоотвод) – металлический проводник с минимальным сопротивлением для отвода электрического тока от приемника к земле. Служит безопасным путем для мощного заряда, чтобы ток не затронул объекты, сооружения, здания, люди. Функцию токоотвода может выполнять как отдельная металлическая проволока, так и конструкция стальной мачты.
- Заземлитель – система металлических стержней, предназначенная для рассеяния электрического тока в грунте. Этот элемент гасит энергию молнии, минимизирует напряжение и полностью устраняет ее разрушающее воздействие.
Без системы молниезащиты в опасности оказываются самые высокие на территории здания и сооружения, объекты на открытой местности, высокие башни, растения, многоэтажки. Строительство громоотводов защищает от пожаров, взрывов, коротких замыканий, травмирования людей и создает условия для безопасного пребывания населения, работы оборудования, функционирования инженерных сетей.
Виды молниеприемников
Для защиты различных объектов используются три вида молниеприемников – тросовые, штанговые, сетчатые. Конструкция молниеприемника определяется местоположением, высотой размещения, способом крепления, площадью и радиусом защиты. На выбор конструктивных решений оказывает влияние форма и категория опасности объекта, на который устанавливается громоотвод. Штанговые приемники используются для локальной защиты высоких зданий, сетчатые – для прикрытия заданной плоскости, тросовые – для длинных линейных объектов.
Штанговые
Штанговые или штыревые молниеприемники – это длинные металлические стержни, которые устанавливаются на самой высокой точке здания или на мачте. Зона защиты имеет коническую форму, электрический разряд принимается точечно на верхушке штанги. Используются для защиты отдельных сооружений, зданий, инженерных объектов, расположенных на нижних высотных уровнях, непосредственно под молниеприемником. Также встраиваются в конструктив энергетических опор, мачт освещения, башен мобильной связи, чтобы защитить телекоммуникационное оборудование, осветительные приборы, антенны, ретрансляторы от удара молнии.
Тросовые
Тросовые молниеприемники имеют другой принцип действия: защитные металлические тросы закрепляются между двумя опорами и устремляются вдоль горизонтальных линий. Устанавливаются на существующие сооружения или отдельные металлоконструкции. Используются в тех случаях, когда локальной защиты недостаточно и длина объекта превышает горизонтальную проекцию защитной зоны штангового приемника. Это оптимальная защита для длинных узких объектов – проводов линий электропередачи, периметра зданий, длинных заборов, трубопроводов, эстакад.
Сетчатые
Сетчатые молниеприемники обеспечивают защиту заданной плоскости – чаще всего это крыши зданий, сооружений, коммерческих, логистических, промышленных объектов. Сетчатые системы из стальной проволоки покрывают всю площадь объекта, обеспечивая полную защиту каждого участка от удара молнии. Метод помогает отвести удар от сооружений, имеющих большую площадь, значительную протяженность и сложную планировку. Использование сетчатой молниезащиты позволяет обойтись без строительства дополнительных высоких мачт или установки большого количества штанговых приемников, способных покрыть большую площадь.
Производство многогранных мачт молниезащиты
Отдельностоящие мачты молниезащиты – это металлические опоры конической формы с многогранным поперечным сечением. Такие конструкции отличаются высокой прочностью, стойкостью к ветровым нагрузкам, безопасностью в эксплуатации. На верхушке многогранной мачты устанавливается вертикальный штыревой молниеприемник. Установка отдельно стоящих мачт избавляет от необходимости ставить молниеприемники на крышах зданий. Одна мачта закрывает участок по принципу «зонтики» и заменяет собой несколько небольших громоотводов на кровлях. В защищенной зоне можно строить новые объекты – все они будут находиться под защитой от единой мачты. Часто молниезащита монтируется на существующие мачты освещения и мобильной связи – такое сочетание функционала дает значительную экономию на изготовлении, проектировании и монтаже опор.
Материалы изготовления
Для изготовления многогранных мачт молниезащиты используется конструкционная сталь S235/S275/S355 с защитой от коррозии горячим цинкованием. Свойства и состав этих марок стали отвечают требованиям прочности и электропроводности. Заготовкой для многогранных опор служит листовой металл, изгибающийся на прессах с образованием 6-12 вертикальных граней. Линии изгиба укрепляют конструкцию, делают ее устойчивой к ветровым и снежным нагрузкам, повышают несущую опорную способность. Горячее цинкование формирует на поверхности надежное антикоррозионное покрытие, благодаря чему мачта не ржавеет, не изнашивается, не деформируется. Срок эксплуатации оцинкованных мачт превышает 50 лет.
Высота
Высота мачты молниезащиты рассчитывается в зависимости от площади объекта, нуждающегося в защите. Чем выше башня, тем большую площадь способна оградить система. Диапазон высот – от 10 до 150 метров. Низкие мачты подходят для локальной защиты частных домов, сельскохозяйственных построек, складов. Опоры средней высоты устанавливаются на производственных цехах, автозаправочных станциях, ангарах. Высокие мачты защищают дата-центры, общественные объекты, аграрные комплексы, логистические хабы, промышленные предприятия.
Зоны защиты
Зону защиты многогранной мачты высотой h можно упрощенно изобразить в форме конуса – в верхних точках площадь минимальна, а наибольший радиус защиты размещается на уровне земли. Площадь покрытия зоны защиты определяется двумя параметрами: высотой конуса hо и радиусом конуса на уровне земли rо. Все попадающие в эту зону объекты защищены от удара молнии. Более обширная поверхность защиты формируется за счет перекрытия конусов, созданных несколькими мачтами. Угол от вершины молниеприемника согласуется с классом защиты:
- И категория защиты – самый высокий уровень для пожароопасных и взрывоопасных материалов;
- ІІ категория защиты – высокий уровень защиты для объектов с риском возгорания;
- ІІІ категория защиты – стандартный уровень для большинства жилых объектов;
- IV категория защиты – минимальный уровень для объектов без рисков для жизни людей или повреждение критически важного оборудования.
|
Зоны защиты единичного стержневой молниеотвода |
|||
|
Надежность защиты |
Высота молниеотвода h, м | Высота конуса hо, м | Радиус конуса rо, м |
|
0,9 |
до 100 | 0,85h | 1,2h |
| від 100 до 150 | 0,85h | [1,2–10-3(h–100)]h | |
|
0,99 |
від 0 до 30 | 0,8h | 0,8h |
| від 30 до 100 | 0,8h | [0,8–1,43·10-3(h–30)] h | |
| від 100 до 150 | [0,8 – 10-3(h – 100)]h | 0,7h | |
|
0,999 |
від 0 до 30 | 0,7h | 0,6h |
| від 30 до 100 | [0,7–7,14·10-4(h – 30)]h | [0,6–1,43·10-3 (h–30)] h | |
| від 100 до 150 | [0,65 – 10-3(h – 100)]h | [0,5 – 2·10-3 (h – 100)]h | |
Изолированный молниеотвод — проектирование и разработка
Нормативы и стандарты
Проектирование, изготовление и монтаж молниеотводов регулируется государственными стандартами и строительными нормами:
- ДСТУ EN 62305-1:2012 Молниезащита. Часть 1. Общие принципы;
- ДСТУ EN 62305-2:2022 Молниезащита. Часть 2. Управление рисками;
- ДСТУ EN 62305-3:2021 Молниезащита. Часть 3. Физические повреждения построек (сооружений) и опасность для жизни;
- <br>Б В.2.5-38:2008 Инженерное оборудование зданий и сооружений. Устройство молниезащиты зданий и сооружений.
Фундаменты и крепления
Многогранные мачты просты в монтаже — собираются из нескольких конических секций по телескопическому или фланцевому методу и устанавливаются на железобетонный фундамент. Коническая опора монтируется на фланцевый узел, который крепится к закладному элементу анкерными шпильками. Чем выше мачта, тем больше диаметр фланца – например, если для 10-метровой мачты достаточно диаметра фланца 230 мм, то при высоте 40 метров необходимо использовать фланец 810 мм. Существенное увеличение диаметра опорного элемента обеспечивает высокую прочность опоры, устраняет риски опрокидывания под действием ветровых нагрузок, гарантирует безопасную эксплуатацию в любых погодных условиях.
Громоотвод и молниеприемник — отличия в терминах
Термины громоотвод и молниеприемник часто используют в едином контексте, но они имеют несколько разное значение. Громоотвод (молниеотвод) – это система защиты, которая состоит из молниеприемника, токоотвода и заземления. Молниеприемник воспринимает удар молнии, токоотвод отводит заряд в грунт, контур заземления рассеивает энергию и переводит ее в безопасное состояние. Вся система монтируется на крыше здания или устанавливается на отдельной металлической мачте – многогранной металлической опоре высотой в несколько десятков метров. Молниеприемником называют часть громоотвода – тросовый, штыревой или сетчатый, отвечающий за перехват удара. Это более узкий термин, обозначающий только одну составляющую системы молниезащиты.
Сферы применения многогранных мачт молниезащиты
Молниезащита устанавливается везде, где находятся люди, функционируют объекты промышленности и инфраструктуры, работают инженерные сети, хранится оборудование, сырье, материалы. Усиленные требования к молниезащите применяются в местах хранения взрыво- и пожароопасных веществ, легковоспламеняющихся материалов, на стратегически важных объектах энергетики и критической инфраструктуры, при размещении зданий и сооружений на большой открытой местности. Сферы применения:
- промышленные и сельскохозяйственные объекты;
- склады, ангары, элеваторы, животноводческие фермы;
- коммерческие объекты, торговые центры, выставочные комплексы;
- объекты инфраструктуры, транспортные узлы, аэропорты, вокзалы;
- жилые дома, коттеджи, многоэтажки;
- АЗС, паркинги, административные здания, хозяйственные постройки;
- химические цеха, нефтебазы, составы горючих и взрывоопасных веществ;
- трансформаторные подстанции, опоры ЛЭП, башни связи и телекоммуникации, опоры освещения;
- солнечные, ветровые, тепловые электростанции;
- водонапорные башни, открытые трубопроводы, путепроводы, эстакады.
Монтаж и подключение системы заземления
Заземление обеспечивает окончательное рассеяние энергии, образовавшейся от удара молнии. Электрический заряд, принятый молниеприемником, отводится молниеотводом и поступает в систему заземления. Монтаж заземления включает формирование контура из вертикальных электродов, соединенных между собой металлической полосой, выполняющей функцию проводника. Заземляющий контур углубляется в грунт на несколько метров – точная глубина рассчитывается в зависимости от высоты молниезащитной мачты и заданного радиуса защиты. Заземление соединяется с токоотводом. Для контроля работы системы заземления выводится контрольный блок, позволяющий измерять сопротивление заземления и сравнивать его с нормативным значением. После завершения настроек заземляющий контур засыпается грунтом. Такая система обеспечивает надежную и безопасную эксплуатацию мачт молниезащиты, молниеприемников на крышах и комбинированных систем, сочетающих в себе две составляющие — молниеприемник и энергетическую опору ЛЭП, связи, освещения, телекоммуникаций.
Срок службы и гарантия
Защита от коррозии горячим цинкованием обеспечивает срок эксплуатации металлических мачт молниезащиты более 40-50 лет. Срок службы зависит от условий эксплуатации, агрессивных воздействий, ветровых нагрузок, климатических характеристик региона. Наиболее долговечны многогранные мачты — они выдерживают значительные эксплуатационные нагрузки, имеют высокую прочность на изгиб, не подвергаются коррозии благодаря нанесению цинкового покрытия. Обращаясь в нашу компанию ДП-Украина, вы получаете все необходимые гарантии производителя. Мы гарантируем качество горячего цинкования, отсутствие дефектов цинкового слоя, прочность и заявленную несущую мачту способность, соответствие параметров конструкции согласованным проектным решениям и требованиям стандартов, соблюдение договорных условий в течение всего периода реализации — изготовление, контроля качества, доставки, монтажа. Предоставляем услуги гарантийного и послегарантийного обслуживания.
Стоимость многогранных мачт молниезащиты
Наша компания занимается изготовлением многогранных мачт молниезащиты под ключ из оцинкованной стали. Предоставляем услуги разработки проекта, производим металлоконструкции на собственном производстве защищаем мачты от коррозии горячим цинкованием, доставляем и монтируем объекты по всей Украине. Консультируем заказчиков по выбору молниезащитных систем, выполняем расчеты, разрабатываем индивидуальные конструкции, формируем комплект чертежей и спецификаций. Возможно сочетание функционала мачт молниезащиты и освещение в одной конструкции. Цена многогранных мачт молниезащиты зависит от следующих параметров:
- высота, диаметр, количество граней опоры;
- тип молниеприемника и заземления;
- марка и толщина листовой стали;
- конструкция фундамента;
- требования к оснащению – сервисные площадки, лестницы, ревизионные люки;
- необходимость комбинирования с опорами освещения.
Заказать расчет – обращайтесь: info@gmt.net.ua, (093) 190 37 47, +38 (093) 127 49 13, +38 (097) 011 49 11.
Часто задаваемые вопросы
Сколько стоит установка молниеотвода?
Стоимость рассчитывается индивидуально и зависит от типа системы, высоты размещения, радиуса защиты, вида молниеприемника и заземления и других параметров.
Какая высота молниеприемника нужна для промышленного предприятия?
Средний диапазон – 20…40 метров в зависимости от площади предприятия и высоты сооружений, но точная высота и количество мачт рассчитывается для каждого проекта индивидуально.
Как часто требуются проверки системы?
Контроль сопротивления заземления громоотвода производится раз в год. После аварийных ситуаций и стихийных бедствий система проверяется внепланово.