Заземлення, заземлювальні пристрої, блискавкозахист, проектування та монтаж заземлювальних пристроїв,
Перед тим, як відповісти на це питання, хотілося б навести кілька прикладів із життя. Звичайно ж, ми не вказуватимемо точно місце і конкретних людей, які виявилися учасниками даних подій, ми можемо тільки сказати, що ці події відбулися в Ленінградській області і нещодавно.
Удар блискавки – це явище природи. І всім абсолютно зрозуміло, що має випадковий характер: може потрапить, а може і не потрапить! Однак, якщо таки потрапить, наслідки його можуть бути дуже сумними.
Але перед тим, як продовжити, треба сказати буквально кілька слів про фізичну сутність блискавки. При "старті" блискавки від грозової хмари напрямок її розвитку визначає так званий лідер. Передбачити траєкторію його руху практично неможливо, іноді можна з певним ступенем ймовірності вгадати кінцеву точку, куди він прагне. Лідер блискавки можна образно порівняти з голкою, за якою тягнеться нитка. Ниткою ж у нашому випадку є так званий канал блискавки. За своєю суттю канал блискавки - це нагріте до кількох тисяч градусів, сильно іонізоване повітря, що утворює ідеальне струмопровідне середовище між зарядженим до дуже великих різниць потенціалів хмарою та поверхнею землі. У каналі блискавки починають протікати імпульсні струми величезних величин (до сотень кілоампер), основне завдання яких вирівняти різницю потенціалів, що існує між хмарою і землею.
Тепер уявімо, що на шляху блискавки виникла перешкода у вигляді котеджу, дерев'яного будинку, та й будь-якого іншого об'єкта (труби котельні, заводського корпусу, антени щогли об'єкта зв'язку, просто високого дерева…). Подолавши відстань у кілька сотень, а то й більше, метрів, що будекоштувати для блискавки пропалити дірку в металочерепиці даху, заодно підсмаживши крокви, пробити ізоляцію прокладеного на горищі кабелю, влаштувавши коротке замикання в електропроводці, перекинутися дугою або фонтаном іскор між дахом і водостічні труби, а потім таким же чином на землю, по дорозі намокнути пух тополиний… Страшну казку можна розповідати довго. Але страшним є те, що казка іноді стає реальністю. Щось подібне і сталося з тим будинком на узліссі, від лиха врятувало тільки те, що господарі були вдома і встигли згасити дерев'яні конструкції даху, що загорілися! А якби в цей час будинок був порожній? А якби це сталося вночі. коли всі спали?
Під час грози блискавка вдарила в корабельну сосну, поряд з якою в землі проклали електричний кабель освітлення прогулянкової доріжки. Струми блискавки, пошкодивши ізоляцію кабелю, по його металевих жилах проникли в головний розподільчий щит, що знаходиться в господарській будівлі, що окремо стоїть. Спаливши дорогою кілька автоматичних вимикачів, вони розтеклися по всіх електричних ланцюгах, підключених до цього щита, у тому числі проникли і в приміщення автоматизованої газової котельні, яка вже була змонтована та експлуатувалася. В результаті попадання лише невеликої частини від загального струму блискавки в контролер (електронний пристрій управління) котельні, він відразу був виведений з ладу. Вартість такого пристрою може бути в межах від кількох тисяч доларів і вище. Треба відразу сказати, що втрати могли б бути набагато вищими, якби на даному об'єкті були введені в експлуатацію всі перелічені вище системи. Врятувало те, що житловий будинок знаходився ще на стадії оздоблення та передбачені проектом електронні системи ще не булизмонтовано або підключено до мережі електричного живлення.
Ось тепер і настав час відповіді на першу частину заданого на початку статті питання:
Що ж таке блискавкозахист?
Під блискавкозахистом розуміється цілий комплекс технічних рішень та спеціальних пристроїв. Насамперед, на будинку має бути встановлена система зовнішнього блискавкозахисту (див. фотографії нижче). Основним її елементом є один або кілька блискавкоприймачів. Ці пристрої можуть мати різний зовнішній вигляд, але всі вони повинні виконати дуже важливе завдання - не пропустити блискавку до поверхні даху та її елементів, а також до фасадів будівлі та прилеглої до неї території. Від блискавкоприймачів по стінах будівлі опускаються кілька металевих провідників, які називаються струмовідводами. Їхнє завдання відвести струми спійманої блискавки на спеціальні заземлювальні пристрої, що знаходяться під поверхнею землі осторонь входів до будинку та прогулянкових доріжок. Зони захисту блискавкоприймачів, місця знаходження заземлювальних пристроїв та шляхи прокладання струмовідводів розраховуються проектувальником систем електропостачання об'єкта. І дуже важливо, щоб це робилося на етапі архітектурного проектування при обов'язковому взаємодії з архітектором. Тоді можна буде уникнути багатьох технологічних складнощів, які обов'язково виникнуть (вже є сумний досвід) при монтажі системи зовнішнього блискавкозахисту на вже готовому будинку, що сяє свіжими оздоблювальними матеріалами! Тоді вдасться максимально замаскувати всі елементи цієї дуже важливої системи для будинку, щоб вони органічно вписалися в його зовнішній вигляд і архітектуру.
На наведених фотографіях показаний будинок, система захисту від блискавки якого виконана у вигляді так званої блискавкоприймальної сітки. Так як будинок має дещо ускладненуархітектуру, крім сітки на елементах конструкції даху, що виступають, встановлюються додаткові штирьові вертикальні блискавкоприймачі, які повинні забезпечити збільшення зони захисту від прямого удару блискавки. Існує кілька методів розрахунку подібної системи блискавкозахисту. Для того щоб правильно розмістити і змонтувати всі її елементи необхідно звертатися до фахівців у цій галузі, тому що в іншому випадку ефективність її виявиться неприйнятно низькою, і ніяк не відповідатиме виробленим матеріальним витратам.
На наступній фотографії показаний випадок встановлення принципово іншої системи захисту від блискавки.
Її основним елементом є так званий активний блискавкоприймач. Принцип дії такої системи захисту від блискавки полягає в тому, що навколо активного блискавкоприймача під час грози створюється область іонізації. І в той момент часу, коли напруженість електричного поля між грозовою хмарою і поверхнею землі досягне критичного значення (тобто розряд блискавки стає неминучим) від блискавка приймається старт зустрічного лідера (іскрового розряду) у бік блискавки, що вже розвивається від хмари. У тому випадку якщо блискавка продовжуватиме свій шлях до об'єкта, що захищається, то вона обов'язково буде "притягнута" до блискавкоприймача (у межах його розрахункової зони захисту). Якщо вона піде в бік від зони захисту, активний блискавкоприймач не вплине на неї ніякого впливу. Перевагою такої системи блискавкозахисту є відносна простота її монтажу та мінімальний вплив на зовнішній вигляд будинку. Недоліком є відсутність будь-якої вітчизняної нормативної бази для її застосування. Тим не менш, різні конструкції такого типу широко застосовуються в США, Франції, країнах Балтії,Польщі та багатьох інших державах. Основним стандартом застосування активних систем блискавкозахисту є французький стандарт NFC 17-102.
І на завершення обов'язково треба відзначити одну дуже важливу річ. Спочатку принцип роботи систем активного захисту від блискавки ґрунтувався на застосуванні радіоактивних ізотопів, що, звичайно ж, не додавало їм популярності! В даний час подібні технічні рішення не застосовуються, але все ж таки при виборі цього дуже дорогого технічного пристосування, поцікавтеся у продавця, як воно влаштоване і який його принцип роботи, і якщо нічого зрозумілого у відповідь ви не почуєте, остерігайтеся купувати його без огляду. Береженого бог береже.
То навіщо ж потрібний блискавкозахист?
Ви вже напевно здогадалися! Звичайно ж, насамперед, щоб захистити будинок від пожежі у разі удару блискавки! Прийнявши він удар блискавки система, що з надійно з'єднаних між собою провідників визначить для струмів блискавки найпряміший, найлегший шлях до тієї точці якої вона так прагнула - до землі! При цьому не буде іскор, бо немає зазорів, якими треба перескакувати у вигляді іскри. Перерізи елементів зовнішнього блискавкозахисту такі, що сильного нагрівання при протіканні по них дуже великих струмів блискавки не станеться. Та й прокладаються вони за міжнародними, а тепер і українськими нормативними документами ("Інструкція з влаштування блискавкозахисту будівель, споруд та промислових комунікацій", СО-153-34.21.122-2003), на деякій відстані від поверхні стін та даху, якщо вони виконані із пального матеріалу.