Что такое грозозащита

Одномоментно на Земле происходит около полутора тысяч гроз. Их воздействие на здания, сооружения и объекты, имеющие важное социальное значение, приносит колоссальные убытки, ведет к гибели людей, лишает жизненно важных благ населенные пункты и целые регионы. Обеспечение качественной грозозащиты позволяет защитить людей, оборудование, строения и избежать ущерба и снижения качества жизни.

Гроза как физическое явление

В сравнении с другими явлениями природы только мощные, внезапные наводнения причиняют больший ущерб человечеству, чем грозы. И если наводнения случаются нечасто и локально, гроза – явление повсеместное. Она начинается при определенных атмосферных условиях, когда в массе кучево-дождевых облаков или между ними и поверхностью земли возникает электрическое поле. Оно растет, пока не достигнет критического значения, что приводит к возникновению разряда – молнии, сопровождаемому характерным звуком.

Молнии бывают трех типов:

• Верхнеатмосферные – могут возникнуть на любом уровне, от стратосферы, до термосферы. Они простираются на огромные пространства, иногда до границы с космосом и не представляют опасности.
• Внутриоблачные – с наибольшей частотой возникают по мере приближения к экватору. В случаях, когда происходят накопление электрического поля определенной силы, достаточного для ее поддержания, но недостаточного для возникновения разряда спровоцировать возникновение молнии может металлический объект, например длинный трос или самолёт.
• Облако-земля. Образование молнии начинается, когда электрическое поле достигает критического значения. Свободные заряды, содержащиеся в атмосфере, начинают двигаться в направлении земли со скоростью 50 тыс. км/сек. Возникает электронная лавина, формирующая канал для прохождения лидера молнии. Его движение происходит ступенями длиной в несколько десятков метров. В момент срыва лидера с одной ступени на другую происходит подсветка всех ступеней.

По мере продвижения скорость лидера возрастает, напряжение поля в нем усиливается и под его влиянием из объектов, возвышающихся над поверхностью земли, вырывается ответный разряд, соединяясь с лидером. Именно эта особенность используется при организации систем грозовой защиты.

В финальной стадии по проложенному лидером каналу начинается движение ответного разряда, начинающегося со скоростью около 100 км/сек и постепенно нисходящей до 10 км/сек. В этой стадии ток молнии может длиться до десятых долей секунды и достигать тысяч ампер. Самая затяжная из зарегистрированных молний длилась 7,74 секунды и была зарегистрирована в Альпах. Этот тип молний представляет наибольшую опасность, поскольку направлена она непосредственно к земле, приводит к пожарам и выходу из строя оборудования.

Принципы организации внешней грозовой защиты

Комплекс мер, принимаемых для защиты зданий, сооружений и людей от прямого воздействия молнии, называется внешней молниезащитой. Основная идея ее организации состоит в улавливании и перенаправлении грозового разряда. Для этого необходимо обеспечить наличие трех элементов:

1. Молниеприемник – состоит из металлического стержня, алюминиевого, медного или стального. Он задействуется в момент, когда максимально заряженный лидер грозы приближается к поверхности земли. Молниеприемник перенаправляет его в новый канал, отводя удар от сооружения. 2. Токоотвод – позволяет изменить направление движения разряда и перенаправить его к заземлителю. 3. Заземлитель – обеспечивает прохождение разряда в землю, что приводит к его гашению.
2. Обеспечивают надежную защиту от грозового удара полной мощности, нейтрализуют его оставаясь при этом не поврежденными. Устанавливаются в зданиях, обеспеченных устройствами внешней грозовой защиты или находящихся в непосредственной близости от сооружений и строений, имеющих с ними общую систему заземления. 2. УЗИП, рассчитанные на нейтрализацию избыточного потенциала, оставшегося после срабатывания УЗИП I класса, а также перенапряжений в сети, вызванных включением/отключением мощного оборудования, короткими замыканиями и т.п. Устройства этого типа могут применяться для обеспечения безопасности оборудования в зданиях не снабженных системой внешней грозовой защиты при отсутствии угрозы прямого грозового удара. 3. Предназначены для защиты электроники, чувствительной к перепадам напряжения. Нейтрализуют остаточный потенциал, с которым не справились УЗИП I и II класса, а также напряжение, возникающее при большой протяженности питающего кабеля.
3. Высшая категория. Присваивается зданиям, имеющим взрывоопасные зоны, а также социально значимым объектам. При организации систем молниезащиты используются отдельно стоящие тросовые или стержневые молниеотводы. 2. Здания, имеющие взрывоопасные зоны, складские комплексы на которых хранятся легковоспламеняющиеся вещества. Для защиты используется молниеприемная сетка. 3. Частные домостроения, жилые и общественные здания. К организации грозозащиты частных домов не предъявляют никаких требований, общественные и жилые здания, особенно высотные, должны быть снабжены системами внешней внутренней защиты от грозового удара и перенапряжений.