Åskväder och överspänningsskydd. Del 1

Statistiken säger att åskväder är ett av de farligaste naturfenomenen för människor. I staden funderar bostäder och kommunala tjänster på vårt skydd. Men i ett hus på landet faller allt ansvar på oss. Vi kommer att prata om hur du kan försvara dig själv korrekt i den här artikeln..

Det bästa skyddet för en person från åska är naturligtvis själva hus på landet om ett sådant hus är korrekt skyddat. Och utan skydd kan det bli en källa till ytterligare fara. Alla risker som åskväder medför för ett hus på landet kan delas upp i två grupper: externa och interna. Allt som är förknippat med en direkt blixtnedslag i huset tillhör externa. Interna risker är förknippade med konsekvenserna av blixtnedslag på interna nätverk. Tyvärr finns det inget universellt botemedel. Varje riskgrupp måste utveckla sitt eget system. Och endast den samtidiga närvaron av sådana system kan ge verkligt skydd mot faran som åskväder utgör..

Externt blixtskydd

Uppfinningen av blixtstången krediteras ofta till den amerikanska presidenten Franklin. Faktum är att presidenten inte uppfann något, och ett mycket betydande fysiksexperiment genomfördes på hans instruktioner. Under åskväder lanserades en drake till himlen, till vilken en metallnyckel var bunden. Blixten slog nyckeln och repet som draken var fäst på brände ut. Således fastställdes blixtens fysiska natur. Och eftersom det här är en elektrisk urladdning blev det tydligt hur man hanterar en sådan fara. Och sedan utvecklades de första blixtstängerna. Visst var målet inte att skydda privata hem. Fortfarande stod presidenten inför statliga uppgifter. Och skattkammaren led stor skada av bränder och explosioner i ammunitionsdepåerna, vilket ofta hände efter att blixtnedfallet slog dem..

Blixtens elektriska natur är nu välkänd för alla skolbarn. Därför är vi mer intresserade av ett annat resultat av presidentens experiment. Repet har bränt ut, vilket innebär att strömmen är hög. Därför, för att avleda den elektriska energin som har kommit in i blixtstången (blixtstången), behöver du en pålitlig nedledare som inte tänds, som ett rep.

Sedan barndomen är vi vana vid att en blixtstång placeras på taket för att skydda mot blixtar. Jag måste säga att detta begrepp är föråldrat och inte motsvarar de funktioner som tilldelats det. Torden är faktiskt en akustisk signal. Därför har en enhet som kallas en blixtstång ingenting att göra med den. Syftet med sådana enheter är ett – att ta på en elektrisk urladdning. Därför skulle det vara mer korrekt att kalla sådana anordningar en blixtstång eller en blixtstång. Men det är möjligt och mer generaliserat – en åskväder. Alla dessa termer är synonyma och beskriver enheter som har samma funktionalitet. Vi kommer att överväga de populäraste typerna av blixtstänger nedan..

Åskledare

Detta är kanske den äldsta och vanligaste designen av en blixtstång. Bara en stav med lite längd och tjocklek. Parametrarna för stapeln bestäms av strukturen som den skyddar. Det kan dock finnas ganska fantasifulla mönster. Men detta är bara dekoration, de påverkar inte funktionaliteten. Mer exakt borde de inte göra det. I verkligheten kan sådana dekorationer äventyra strukturens styrka eller få andra oönskade konsekvenser. Till exempel kan fukt samlas där, vilket påskyndar korrosion, och därför reducerar åskledets livslängd..

Varje stång blixtstång har parametrar som bestäms av det skyddade området. Det är installerat på ett sådant sätt att det är högre än det skyddade objektet. Det är tydligt att en stång blixtstång, installerad på ett godtyckligt ställe, kanske inte ger ett effektivt skydd för hela huset, särskilt när huset är stort och har en komplex form. Beräkningsmetodiken anges i det underbara dokumentet RD 34.21.122–87 ”Instruktioner för arrangemang av blixtskydd av byggnader och strukturer.” Den tar hänsyn till allt, och frekvensen av åskväder i en viss region, och byggnadens syfte, dess fysiska parametrar, etc..

För det genomsnittliga hus på våra mellanlängder kan en enkel uppskattning göras. Bygg en kon från toppen av blixtstången. Formningsvinkeln tas vanligtvis vid 45 grader. Om du beräknar exakt enligt ovanstående instruktioner kan det skilja sig med 1-5 grader i en eller annan riktning..

Frågan kan uppstå, vad ska man göra om den ombyggda konen inte täcker hela strukturen? Det är väldigt enkelt här – du måste installera ytterligare blixtstänger på ett sådant sätt att de tillsammans täcker den skyddade strukturen. Alla kan reduceras till en mark. Men du måste komma ihåg att en sådan anslutning måste vara tillförlitlig och uppfylla kraven för nedledaren..

Kabeltrådets blixtstång

För långsträckta föremål kan du använda en annan typ av blixtstång, som kallas ledningstråd. De består av en robust metallkabel som är fäst på två eller flera stöd. Om vi ​​konstruerar kottar runt de två terminalstöden enligt reglerna som liknar stavens blixtstänger, och sedan lägger två plan på dem längs kabeln, kommer vi att få en skyddszon som tillhandahålls av en ledningsstång. Om vi ​​har en komplex struktur i huset, kan det finnas fler stöd, och kabeln kommer att placeras i enlighet med dess geometri. Till exempel längs takskyddet.

I princip kan en sådan blixtstång skydda inte bara ett hus på landet utan också hela angränsande territorium. Detta kan till exempel krävas om ett avancerat bevattnings- eller belysningssystem används som innehåller ett tillräckligt antal dyra elektroniska komponenter. Två starka master installeras högre, och en kabel sträcks mellan dem, som är ansluten till marken av en nedledare på en sida.

Mesh blixtstång

Många hus på landet har ett metalltak. Det finns en frestelse, varför inte använda den som en blixtstång? I själva verket är detta mycket möjligt, bara du behöver ta hänsyn till vissa funktioner. Om vi ​​minns Franklins erfarenhet, brände hans rep ut. Därför kan samma hända med låg metalltjocklek och dålig anslutning mellan plåtarna med ett metalltak. Om man till exempel använder en pålitlig wellpapp, kommer allt att gå bra. Naturligtvis måste ett sådant metalltak anslutas med en nedledare till marken.

I händelse av att takmaterialet är ett dielektrikum, finns det en annan lösning, som kallas en mesh blixtstång. Vi placerar ett metallnät ovanpå taket, som kommer att fungera som en blixtstång. Du kan göra samma sak när det inte finns något förtroende för tillförlitligheten hos ett metalltak.

För organisering av sådana blixtstänger används vanligtvis ett stålnät. Storleken på cellerna tas inte så ofta, men det finns en begränsning – högst 6×6 m. Trådens tjocklek måste vara minst 5 mm.

Metoden för att fästa nätet är också viktig. Oavsett takets material är det bättre att fixa ett sådant nät på speciella isolatorer. Och naturligtvis är det nödvändigt att säkerställa en tillförlitlig anslutning till nedledaren..

Aktivt blixtskydd

Konstruktionerna av blixtstänger, som betraktas ovan, har varit i drift i många tiotals, eller till och med hundratals år. Deras för- och nackdelar är välkända, deras design har utarbetats. Ändå lever vi i en tid med alla typer av tekniska innovationer. Och de kunde inte annat än dyka upp i skyddet mot åskväder. Den första framgångsrika utvecklingen går tillbaka till åttiotalet av förra seklet. Sedan kom en grupp entusiaster med tanken att skapa en grundläggande ny enhet. Blixtstänger fångar ofta slumpmässigt Skydd kan bli mer effektivt om du lär dig att locka blixtnedslag, det vill säga göra blixtskyddet aktivt.

Funktionsprincipen beskrivs enkelt. Det första en sådan anordning borde kunna göra är att identifiera en pre-storm situation. Det bestäms av styrkan hos det elektriska fältet mellan molnet och marken. Det viktigaste är att det elektriska fältstyrkan kan mätas, vilket innebär att det kritiska värdet kan bestämmas. För det andra, när en fara identifieras, det vill säga ett kritiskt värde för det elektriska fältstyrkan har uppnåtts, måste enheten vidta nödvändiga åtgärder, det vill säga helt enkelt provocera blixt.

Strukturellt sett ser en sådan enhet, och den kallas vanligtvis en blixtstång, mycket enkel ut. I själva verket är det en stav-blixtstång, till vilken ytterligare en kontakt tillsätts, som isoleras från stången. Ett gap skapas mellan kontakten och stången, vilket motsvarar det kritiska spänningsvärdet. När det kritiska värdet uppnås inträffar en nedbrytning eller bågeutladdning mellan kontakten och stången. Detta är den kanal som blixten ska tömma in i. Efter urladdningen minskar fältstyrkan.

Den största fördelen med ett sådant system är det område som det skyddar. Typiskt är ett sådant system utformat för att skydda ett område med en radie på cirka hundra meter runt luftterminalen, vilket är mycket mer än när man använder en standard blixtstång..

Det finns en annan fördel med sådana system, som ofta jämförs med tillförlitlighet. Blixten i sig är inte särskilt förutsägbar, liksom de flesta naturfenomen. Och tiden för ett blixtnedslag i ett blixtskyddssystem är desto mer omöjligt att förutsäga. Därför kan en sådan händelse förväntas i månader eller till och med år. Det är uppenbart att det inte kan finnas något förtroende för ett sådant systems användbarhet, och i det mest avgörande ögonblicket kanske det helt enkelt inte fungerar. Systemet måste regelbundet underhållas och kontrolleras. Och om ingenting händer behandlas sådana verk utan vederbörlig uppmärksamhet..

Aktiva blixtskyddssystem är en annan fråga. Först har de en inbyggd testfunktion. Om du tvivlar om systemets prestanda, tryck bara på en knapp och se till att allt fungerar korrekt. För det andra har systemet en urladdningsräknare. Det är alltid trevligt att veta hur många gånger systemet har skyddat ett hus, särskilt med tanke på kostnaden för aktiva blixtskyddssystem, som börjar från 120 tusen rubel.

Skydd av hus och torg

Ett hus är vanligtvis inte byggt i ett öppet fält. På ett eller annat sätt bildas en hel hushållsgård runt den. Detta kan vara ett garage, en lagerbod eller kanske ett växthus eller till och med ett litet kycklingställe. Dessutom kan buskar och fruktträd planteras på platsen. Om i detta fall bara landsbygden i sig är skyddad från åskväder, räcker det inte för fullständig säkerhet. Om blixtnedslag slår ett träd eller skjul är det också farligt för hemmet. Avstånden är små, och elden kan spridas till andra byggnader, inklusive själva huset.

Du kan naturligtvis skydda varje byggnad från åskväder separat. Men en integrerad strategi skulle vara en rationell lösning. För att göra detta är det nödvändigt att bestämma det område som kräver skydd mot åskväder, och först sedan välja blixtskyddssystem. Ett rationellt beslut är alltid individuellt. I vissa fall är det lämpligt att installera ett dyrt aktivt blixtskyddssystem, i andra räcker det att installera flera billigare blixtstänger. Samtidigt är det tillåtet att använda olika typer av blixtstänger, som tar hänsyn till både de geometriska måtten på föremålet och de material som de är gjorda från.

Det kan visa sig att det inte kommer att bli några blixtnedslag på landsbygden själv. Blixtstången installerad på ett högt träd eller på en speciell mast skyddar både huset och alla trädgårdsbyggnader.

I den här delen av artikeln diskuterade vi skydd i en situation där blixtnedslag slog direkt in i huset. Men om blixtnedgången slår mot kraftledningarna någonstans en kilometer från huset kommer det inte heller att förbli utan konsekvenser. Hur man skyddar huset från denna fara kommer vi att överväga i nästa del.