Грозозащита в щитке: принцип работы, схема подключения, 1, 2, 3 класса

Как подключить УЗИП в однофазной и трехфзаной сети?

Пошаговая инструкция по подключению УЗИП в щитке. Схема и видео пример монтажа.

Исправная и долгосрочная работа бытовой техники и электроники напрямую зависит от качества потребляемой энергии. Текущие значения напряжения и тока в электрических сетях по тем или иным причинам не всегда соответствуют заданным величинам. Для приведения искаженных параметров электроэнергии в норму служат системы стабилизации, установленные на вводе электрической сети дома или квартиры, а также в схемах электронных устройств. Однако не следует забывать, что в электрических сетях имеет место явление импульсного перенапряжения, которое длится всего доли секунды. Величина действующего напряжения при этом может многократно превысить номинальное и безвозвратно вывести из строя оборудование. Причиной появления импульсов могут служить воздействие грозы на электрические системы или коммутационные процессы в понижающих трансформаторных подстанциях, а также в схеме установок с высокой реактивной нагрузкой. Защитить электрические сети и оборудование можно с помощью устройств защиты от импульсных перенапряжений. В этой статье мы рассмотрим, как должно выполняться подключение УЗИП в щитке. Содержание:

Правила и особенности установки

Установку устройств защиты от перенапряжения регламентируют Правила устройства электроустановок (ПУЭ), являющиеся основным нормативным документом в вопросах безопасного обслуживания электрических установок. Согласно требованиям ПУЭ, устройства защиты от перенапряжения подлежат обязательной установке на объектах с предусмотренной системой молниезащиты, а также в домах, электроснабжение которых осуществляется по проводам воздушных линий, в регионах, с годовой продолжительностью грозовых периодов, превышающих 25 часов.

Необходимость подключения УЗИП на объектах в районах, где грозы не являются частым явлением, носит рекомендательный характер, однако, учитывая, к каким разрушительным последствиям может привести прямой удар молнии, целесообразно выполнить все необходимые мероприятия для защиты от данного вида стихии даже для негрозоопасной местности.

Защита от импульсных напряжений промышленных и административных зданий, многоквартирных домов входит в сферу деятельности электромонтажных организаций. Установка и подключение УЗИП в частном доме или в квартире ложится на плечи хозяина жилья, поэтому каждому домовладельцу необходимо, хотя бы в общих чертах, знать основные правила обустройства защиты от импульсных перенапряжений, а также как установить и как подключить необходимое для этого оборудование.

Монтаж УЗИП необходимо выполнить соблюдая требования технических нормативов, которые предусматривают 3 уровня защиты. В качестве первого уровня защиты находят применение вентильные разрядники, которые относятся к категории УЗИП 1 класса. Они обеспечивают защиту от непосредственных грозовых воздействий на линии электропередач и устанавливаются в ВРУ (вводных распределительных устройствах). Дополнительная защита от удара молний и коммутационных процессов в понижающих трансформаторных подстанциях обеспечивается защитными аппаратами 2 класса, которые устанавливаются и подключаются в распределительных щитах дома или квартиры. Для защиты электроники и электротехники, чувствительной даже к незначительным импульсным перенапряжениям служат УЗИП 3 класса, подключение которых производится в щитке питания потребителей в непосредственной близости от них.

Как установить оборудование для того, чтобы обеспечить трехступенчатую защиту от импульсных перенапряжений, показано на схеме:

Более доступное объяснение:

Варианты подключения

Одним из важнейших вопросов является, как подключить УЗИП в щитке. Практически все варианты подключения идентичны и указаны в техническом паспорте изделия. Способы монтажа приборов защиты могут отличаться, в зависимости, где они будут установлены, в однофазной или трехфазной сети, также в зависимости от системы заземления.

Самой современной и отвечающая всем требованиям безопасности является система заземления tn-s, при которой нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) провод во всей системе энергоснабжения работают раздельно. Система tn-c-s представляет комбинированный вариант, при котором N и PE от источника питания до ВРУ дома объединены в один провод, после которого начинается разделение нулевого и защитного проводника. Следует помнить, что данная схема не будет работать без заземления, поэтому необходимо обязательно произвести его обустройство. Система tn-c наиболее простая и распространенная в устаревшем жилом фонде система заземления, при которой роль нулевого и рабочего проводника выполняет один провод (PEN).

Ниже на схеме показано, как подключить УЗИП класса II в однофазной сети, установленного в щитке квартиры или частного дома с двумя вариантами системы заземления. Для такого варианта подключения необходимо подобрать простейший одноблочный защитный аппарат, с соответствующим рабочим напряжением.

Схема подключения с системой заземления tn-c:

Если предусмотрена система заземления tn-s, в данном случае потребуется установка и подключение УЗИП, состоящего из двух модулей, конструкцией которого предусмотрены отдельные клеммы, для подключения фазного, нулевого рабочего и защитного проводов, обозначенные соответствующей маркировкой.

Подключение УЗИП в трехфазной сети осуществляется так, как показано на фото:

При монтаже УЗИП следует предусмотреть средства защиты сети в случае короткого замыкания в приборе и произвести его подключение через автомат или через предохранитель. Установку аппарата можно производить до и после счетчика, во втором случае прибор учета электроэнергии останется не защищенным от импульсного перенапряжения.

На видео ниже наглядно демонстрируется, как подключить данный аппарат в щитке:

Вот мы и рассмотрели, как должно выполняться подключение УЗИП в щитке. Надеемся, предоставленная схема, видео и фото примеры пригодились вам и помогли понять, как подключить данный защитный аппарат.

Будет полезно прочитать:

• Как сделать заземление в доме
• Для чего нужно УЗО в квартире
• Как сделать громоотвод своими руками
• Схемы подключения реле напряжения

Нравится0)Не нравится0)

Как защитить дом от импульсных перенапряжений / Статьи и обзоры / Элек.ру

В техподдержке интернет-магазина «АСберг АС» клиенты часто задают вопросы о том как защитить дом от перепадов напряжения, что такое устройства защиты от перенапряжения, какие они бывают и как их подбирать. Класс продукции УЗИП известен покупателям значительно меньше чем автоматические выключатели или УЗО и игнорирование защиты от перенапряжения часто служит причиной пожаров и выхода из строя дорогостоящего электронного оборудования в частных домах. Хотелось бы восполнить этот пробел в знаниях покупателей и рассказать более подробно о том, что такое УЗИП, для чего он нужен и как его подобрать.

УЗИП: особенности выбора и применения

Даже кратковременные импульсные броски напряжения, в несколько раз превышающие номинальное, могут нанести непоправимый ущерб дорогостоящей электротехнике и электронике, а то и стать причиной пожара. Перенапряжение в сетях может возникать из-за грозы, аварий или переходных процессов. Например, импульсные перенапряжения могут стать следствием попадания молнии в систему молниезащиты или линию электропередач, переключения мощных индуктивных потребителей, таких как электродвигатели и трансформаторы, коротких замыканий.

Что такое УЗИП и для чего оно нужно?

Широкое распространение получили УЗИП
с быстросъемным креплением для установки на DIN-рейку

Ограничитель перенапряжения в электроустановках напряжением до 1 кВ называют устройством защиты от импульсных перенапряжений — УЗИП. Устройства защиты от импульсных перенапряжений — как раз и призваны защитить электрооборудование от подобных ситуаций. Они служат для ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока на землю, снижения амплитуды перенапряжения до уровня, безопасного для электрических установок и оборудования. УЗИП применяются как в гражданском строительстве, так и на промышленных объектах.

Основной российский документ, определяющий, что такое УЗИП, это ГОСТ Р 51992-2002, «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах».

УЗИП призваны обеспечить защиту от ударов молнии в систему молниезащиты здания (объекта) или воздушную линию электропередач (ЛЭП), защитить высокочувствительное оборудование и технику от импульсных перенапряжений и коммутационных бросков питания. Широкое распространение получили УЗИП с быстросъемным креплением для установки на DIN-рейку.

Аппараты защиты от импульсных напряжений включают в себя устройства нескольких категорий:

Конструкция УЗИП постоянно совершенствуется, повышается их надежность, снижаются требования по техническому обслуживанию и контролю.

Как работает УЗИП?

УЗИП устраняет перенапряжения:

• Несимметричный (синфазный) режим: фаза — земля и нейтраль — земля.
• Симметричный (дифференциальный) режим: фаза — фаза или фаза — нейтраль.

В несимметричном режиме при превышении напряжением пороговой величины устройство защиты отводит энергию на землю. В симметричном режиме отводимая энергия направляется на другой активный проводник.

Схема подключения УЗИП в однофазной и трехфазной сети системы TN-S. В системе заземления TN-C применяется трехполюсное УЗИП. В нем нет контакта для подключения нулевого проводника.

Схема подключения УЗИП в однофазной и трехфазной сети системы TN-S.
В системе заземления TN-C применяется трехполюсное УЗИП.
В нем нет контакта для подключения нулевого проводника

В разрядниках при воздействии грозового разряда в результате перенапряжения пробивает воздушный зазор в перемычке, соединяющей фазы с заземляющим контуром, и импульс высокого напряжения уходит в землю. В вентильных разрядниках гашение высоковольтного импульса в цепи с искровым промежутком происходит на резисторе.

УЗИП на основе газонаполненных разрядников рекомендуется к применению в зданиях с внешней системой молниезащиты или снабжаемых электроэнергией по воздушным линиям.

В варисторных устройствах варистор подключается параллельно с защищаемым оборудованием. При отсутствии импульсных напряжений, ток, проходящий через варистор очень мал (близок к нулю), но как только возникает перенапряжение, сопротивление варистора резко падает, и он пропускает его, рассеивая поглощенную энергию. Это приводит к снижению напряжения до номинала, и варистор возвращается в непроводящий режим.

УЗИП имеет встроенную тепловую защиту, которая обеспечивает защиту от выгорания в конце срока службы. Но со временем, после нескольких срабатываний, варисторное устройство защиты от перенапряжений становится проводящим. Индикатор информирует о завершении срока службы. Некоторые УЗИП предусматривают дистанционную индикацию.

Как выбрать УЗИП?

При проектировании защиты от перенапряжений в сетях до 1 кВ, как правило, предусматривают три уровня защиты, каждая из которых рассчитана на определенный уровень импульсных токов и форму фронта волны. На вводе устанавливаются разрядники (УЗИП класса I), обеспечивающие молниезащиту. Следующее защитное устройство класса II подключается в распределительном щите дома. Оно должно снижать перенапряжения до уровня, безопасного для бытовых приборов и электросети. В непосредственной близости от оборудования, чувствительного к броскам в сети, можно подключить УЗИП класса III. Предпочтительнее использовать УЗИП одного вендора.

Для координации работы ступеней защиты устройства должны располагаться на определенном расстоянии друг от друга — более 10 метров по питающему кабелю. При меньших дистанциях требуется включение дросселя, возмещающего недостающие активно-индуктивные сопротивления проводов. Также рекомендуется защищать УЗИП с помощью плавких вставок.

При каскадной защите требуется минимальный интервал 10 м между устройствами защиты.

При каскадной защите требуется минимальный интервал 10 м между устройствами защиты

Классы УЗИП не являются унифицированными и зависят от конкретной страны. Каждая строительная организация может ссылаться на один из трех классов испытаний. Европейский стандарт EN 61643-11 включает определенные требования по стандарту МЭК 61643-1. На основе МЭК 61643 создан российский ГОСТ Р 51992.

Оценка значимости защищаемого оборудования

Необходимость защиты, экономические преимущества устройств защиты и соответствующие устройства защиты должны определяться с учетом факторов риска: соответствующие нормы прописаны в МЭК 62305-2. Критерии проектирования, монтажа и техобслуживания учитываются для трех отдельных групп:

Оценка риска воздействия на объект

Нормы установки молниезащитных разрядников прописаны в международном стандарте МЭК 61643-12 (принципы выбора и применения). Несколько полезных разделов содержит международный стандарт МЭК 60364 (электроустановки зданий):

• МЭК 60364-4-443 (защита для обеспечения безопасности). Если установка запитывается от воздушной линии или включает в себя такую линию, должно предусматриваться устройство защиты от атмосферных перенапряжений, если грозовой уровень для рассматриваемого объекта соответствует классу внешних воздействий AQ 1 (более 25 дней с грозами в год).
• МЭК 60364-4-443-4 (выбор оборудования установки). Этот раздел помогает в выборе уровня защиты для разрядника в зависимости от защищаемых нагрузок. Номинальное остаточное напряжение устройств защиты не должно превышать выдерживаемого импульсного напряжения категории II.

Выбор оборудования по МЭК 6036

В качестве первой ступени лучше применять УЗИП на базе разрядников без съемного модуля. Вряд ли вам удастся найти варисторное устройство с номинальным током Iimp более 20 кА. Шкаф, в котором установлено УЗИП такого типа, должен быть из несгораемого материала.

Важнейшим параметром, характеризующим УЗИП, является уровень напряжения защиты Up. Он не должен превышать стойкость электрооборудования к импульсному напряжению. Для УЗИП I-го класса Up не превышает 4 кВ. Уровень напряжения защиты Up для устройств II-го класса не должен превышать 2,5 кВ, для III-го класса — 1,5 кВ. Это тот уровень, который должна выдерживать техника.
Ещё несколько важных параметров, которые необходимо знать для выбора УЗИП. Максимальное длительное рабочее напряжение Uc — действующее значение переменного или постоянного тока, которое длительно подаётся на УЗИП. Оно равно номинальному напряжению с учетом возможного завышения напряжения в электросети.

Минимальное требуемое значение Uc для УЗИП в зависимости от системы заземления сети

Номинальный ток нагрузки IL — максимальный длительный переменный (действующее значение) или постоянный ток, который может подаваться к нагрузке. Этот параметр важен для УЗИП, подключаемых в сеть последовательно с защищаемым оборудованием. УЗИП обычно подключаются параллельно цепи, поэтому данный параметр у них не указывается.

Выбор защитной аппаратуры: чувствительное оборудование и оборудование зданияВыбор защитной аппаратуры: бытовая техника и электроникаВыбор защитной аппаратуры: производственное оборудованиеВыбор защитной аппаратуры: ответственное оборудование

Сегодня многие крупные потребители электрической энергии с успехом используют на территории России высококачественные элементы УЗИП. Положительные результаты испытаний и эффективность применения УЗИП в России позволяют говорить о том, что их использование в российских условиях выгодно и удобно. Остается подобрать нужную модель устройства и установить ее на объекте.

Молниезащита в частном доме: как сделать громоотвод самостоятельно

Чтобы избежать пожара или поломки бытовой техники из-за удара молнии, в частном доме делают молниезащиту.

Андрей Ненастьев

электромонтер

В статье расскажу, как правильно ее установить и что дешевле: сделать молниезащиту своими руками или купить готовую в магазине.

Зачем частному дому молниезащита

Поражающие факторы молнии и их последствия. Разряд молнии переносит токи силой до 200 кА. Это очень много: такую силу тока дают, например, 57 000 одновременно включенных электрических обогревателей. Температура молнии достигает +3000 °C, поэтому если она попадет в дом, особенно в деревянный, может случиться пожар.

Кто в группе риска. В первую очередь — дома в зонах с частыми грозами.

Чем севернее, тем реже грозы. Источник: Wearpro

Вероятность попадания молнии рассчитывается по формуле:

N = ((А + 6Н) × (В + 6Н) − 7,7 − Н²) × n × 10⁻⁶

где:

А — длина здания, м,
В — ширина здания, м,
Н — высота здания, м,
n — среднегодовое число ударов молнии в 1 км² поверхности там, где стоит дом.

Как посчитать плотность ударов молнии

Среднегодовая продолжительность гроз

Удельная плотность ударов молнии в землю, n

Например, для здания размерами 14 × 12 м и высотой 10 м в Ленинградской области вероятность попадания молнии — один удар молнии в 62 года. Это не значит, что молния ударит в 62-й год с момента постройки дома. Также это не означает, что молния не ударит дважды или трижды за это время. Точно спрогнозировать молнию невозможно.

Сколько стоит содержать частный дом в Ленинградской области

Как жить в России

Чтобы на все хватало и даже оставалось. Рассказываем дважды в неделю в нашей бесплатной рассылке

Что такое молниезащита

Молниезащита — это система, которая защищает здание от молнии. Молниезащита, громозащита и грозозащита — это одно и то же. Все термины верны, но специалисты чаще оперируют словом молниезащита.

Внешняя — это громоотвод, который напрямую контактирует с разрядом молнии. Его также называет молниеотводом — это тоже правильно. Громоотвод защищает от удара молнии здание и людей в нем.

Внутренняя молниезащита обеспечивает безопасность электропроводки. Компоненты внутренней системы — это, например, устройство защиты от импульсных перенапряжений — УЗИП.

Внешняя молниезащита

Принцип работы. Молниеотвод улавливает молнию и перенаправляет удар в землю. Чтобы молния гарантированно попала в громоотвод, его ставят как можно выше: на крышу дома, специальную мачту или, например, на растущее рядом высокое дерево.

Точно зона защиты определяется по сложной математической формуле. Но, например, для штыревого молниеотвода — это устройство в виде металлического штыря на крыше — пользуются простым правилом: при угле в 45° радиус защиты будет равен высоте установки устройства. То есть если громоотвод стоит на высоте 10 м, зона защиты будет равна 10 м от оси штыря. Угол определяют визуально.

Для молниеотвода из штыря зона защиты будет в виде конуса. Источник: интернет-журнал «Самоделино»

Из чего состоит громоотвод

Громоотвод состоит из трех основных частей: молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

Молния попадает в самую высокую точку устройства и направляется в землю. Источник: «МТС-ТВ»

Молниеприемник бывает трех типов: штыревой, тросовый и сеточный.

Штыревой молниеприемник — это самый простой вид, штырь из металла длиной от 0,5 м. Он подходит для обычных загородных домов с размерами до 10 × 10 м и высотой до двух этажей.

Если дом больше или выше, потребуется длинный штырь, установленный на большой высоте. Нужно придумывать особое крепление на крышу или строить рядом с домом специальную мачту.

Так выглядит штыревой молниеприемник на крыше. Источник: «Профэлектро»Штыревой молниеприемник — самое дешевое решение для загородных домов. Это цены на «Яндекс-маркете»

Тросовый молниеприемник — это натянутый на крыше стальной трос. Такой молниеприемник крепится на конек — верхнее ребро крыши.

Тросовый молниеприемник дает большую зону защиты, чем штыревой, но чуть сложнее в монтаже. Его не рекомендуют использовать на крышах с металлическим покрытием. Он подходит для «мягкой» кровли, например из ондулина или гибкой черепицы.

Тросовый молниеприемник иногда комбинируют со штыревым: по краям крыши ставят стержни, а между ними натягивают трос. Источник: «Два молотка»

Сеточный молниеприемник — это сетка из металлического прутка, которая покрывает всю поверхность кровли. Размер ячеек может быть от 5 × 5 м до 20 × 20 м. Чем чаще бьют молнии, тем меньше должен быть шаг сетки.

Такой молниеприемник используют на больших по площади крышах и там, где грозы бывают очень часто. Это наиболее надежная, но и самая дорогостоящая конструкция. Готовые сеточные молниеприемники под определенную площадь крыши сложно найти в свободной продаже. Сеточную конструкцию придется собирать самому из прутка и кронштейнов или доверить монтаж подрядчику.

Если кровля металлическая, сетку кладут на расстоянии примерно 10 см от нее, чтобы разряд молнии не задел крышу. Источник: «Свет Новосибирска»

Для штыревого молниеотвода достаточно одного токоотвода. Тросовая молниезащита подразумевает два, а сетчатая — как минимум четыре, по количеству углов дома.

Токоотвод. Если бы молния не переносила огромный заряд энергии, ее бы отводили в землю с помощью обычного электрического кабеля — такого же, какой подходит к розеткам. Но сила молнии сожжет такой кабель, поэтому в качестве токоотвода применяют толстые металлические прутки. Они бывают из арматуры, оцинкованной или нержавеющей стали, меди, алюминия.

Стандартное решение — стальной оцинкованный пруток диаметром 8 мм. Он дешевый и надежный. На «Яндекс-маркете» можно найти прутки по 50 Р за метр

Заземлитель рассеивает ток, который прошел через молниеприемник и токоотвод. Контур заземления — это вкопанные в землю металлические штыри, соединенные между собой.

Инструкция по организации молниезащиты требует, чтобы было не меньше трех штырей, поэтому обычно контур заземления — это треугольник. Одна из его вершин соединяется прутком или металлической полосой с токоотводом.

Заземлитель рекомендуют закапывать подальше от крыльца и садовых дорожек, чтобы избежать удара током во время грозы. Еще его лучше сделать в месте с влажной почвой: влага обеспечит лучший контакт конструкции с землей, когда пойдет ток.

Здесь токоотвод переходит в контур заземления. Источник: «Электромаг»Заземлитель, сделанный своими руками из арматуры. Источник: «Электроуслуги-рф»

Пассивные и активные громоотводы

Пассивные громоотводы — это устройства, в которые молния попадает сама, как бы ориентируясь на их высоту. Активный громоотвод «захватывает» молнию. Он генерирует ответный стример — нить электрического разряда высокого напряжения. Происходит пробой, и молния попадает в активный молниеприемник, а затем заземляется.

Российские нормативы не регламентируют использование активных молниеотводов. А испытания в Московском энергетическом институте им. Кржижановского показали, что активные молниеотводы бесполезны. Они давали напряжение встречного стримера только в 20 000 вольт. По мнению ученых, для воздействия на молнию нужно не менее 400 000 вольт.

Производители говорят, что зона защиты активного молниеотвода в пять-шесть раз больше пассивных штырей. Ведущий российский ученый в области физики газового разряда Эдуард Базелян утверждает, что нет никаких доказательств этого. Базелян считает, что расчет зоны защиты активного молниеотвода следует выполнять, как для пассивного.

У активного молниеприемника зона защиты по форме, как купол. Источник: «Стэллайт»

От чего зависит стоимость молниезащиты

Активные молниеотводы — самый дорогой вариант защиты. Только молниеприемник стоит не менее 50 000 Р.

Готовые комплекты штыревых, тросовых и сеточных молниеприемников пассивного типа для частного дома продаются не более чем за 20 000 Р. В комплект часто входят и токоотвод с заземлителем.

Цена будет отличаться в зависимости от материала, из которого сделана вся система. Это может быть алюминий, медь, различные виды стали. Наиболее надежной считается нержавеющая сталь: она не подвержена коррозии и не плавится при ударах молнии.

Активные молниеприемники стоят в 20—30 раз дороже пассивных. Это цены в «Вольтстриме»Чем больше дом, тем дороже громоотвод. Цены с сайта BoltaГромоотвод можно частично собрать самостоятельно, а еще часть купить. Это цены на заводские заземлители на сайте Bolta

Выбор готовой молниезащиты

При выборе готовой молниезащиты самое важное — расчет пространственной геометрии. Если молниезащиту ставит подрядчик, он должен обосновать цифрами, как и где будет стоять мачта, какой она будет высоты, и почему. Еще предоставить расчет зоны защиты.

Если оборудование покупают и монтируют самостоятельно, то смотрят на сечение проводников, через которые пойдет молния. Это приемник, отвод и заземлитель. Минимальное сечение — 8 мм. Чем толще, тем лучше: меньше риск, что детали громоотвода сгорят или расплавятся при ударе молнии.

Монтаж готовой молниезащиты

С готовой молниезащитой обычно идут заводские крепления.

Монтаж приемника молний. Молниеприемники устанавливают на кровле на кронштейны. Если монтируют тросовый молниеприемник, то на краю конька делают выпуски на 30—50 см. Выпущенный пруток должен выступать за плоскость дома под углом около 45° к горизонту. Эту схему еще называют «куриная лапа».

Монтаж токоотводов. Токоотводы ведут по внешней части водосточных труб или прямо по фасаду при помощи держателей. При монтаже прутка токоотвода не делают острых углов: в них может заискрить.

За полметра до земли делают переход с прутка на металлическую полосу. Для этого в комплектах идет специальный держатель.

Монтаж заземлителя. На 1,5—3 м в землю вкапывается контур заземления. К нему присоединяется второй конец полосы.

Главное — соблюдать непрерывность линии до заземлителя, то есть элементы должны быть надежно соединены, чтобы электричество нигде не остановилось.

Самостоятельное изготовление молниезащиты

Штыревой громоотвод несложно собрать самому. В качестве стержня подойдет, например, арматура или стальной пруток. Его сечение должно быть не меньше 8 мм, длина — от 0,5 до 2 м.

Минимальные диаметры компонентов громоотвода, чтобы он не сгорел

Молниеприемник

7 мм

Токоотвод

5 мм

Заземлитель

8 мм

Молниеприемник

8 мм

Токоотвод

8 мм

Заземлитель

11,5 мм

Молниеприемник

9,5 мм

Токоотвод

6 мм

Заземлитель

Запрещено

Все компоненты громоотвода в идеале делают из одного и того же материала.

Стержень устанавливают в самой высокой точке, чтобы он выступал над всеми постройками. Обычно это край конька крыши. Если рядом есть дерево, которое значительно выше дома, штырь допустимо закрепить на нем. В этом случае оставляют запас материалов для токоотвода: дерево может вырасти и потребуется переносить штырь еще выше.

Что делать? 06.07.18

Соседка хочет спилить мое дерево

При монтаже стержня уделяют особое внимание надежности крепления: ветер не должен уронить стержень.

Если молниеприемник в виде троса, то монтаж почти не отличается. Главное — оставлять зазор не менее 10 см от кровли до троса. Особенно это важно, если кровля металлическая.

Инструкция по устройству молниезащиты

Токоотвод крепят к молниеприемнику болтовым соединением.

Токоотводящие прутки монтируют на специальные изолирующие держатели — их проще купить.

Болтовое соединение прутков. Источник: СвязькомплектСтоимость держателя в интернет-магазине «ЭТМ». Сделать похожие своими руками можно из фторопластовых пластин

Нельзя использовать в качестве креплений деревянные бруски: при ударе молнии они могут загореться.

Заземлитель закапывают в грунт на 1,5—3 м глубины подальше от пешеходных дорожек и крыльца. Норматив — не менее метра от стены дома и не менее 5 м от дорожек. Металлические штыри забивают в грунт, затем соединяют их между собой арматурой, трубой, лентой — по сути, чем угодно. Соединения выполняются только сваркой. Затем тянут металлическую ленту к токоотводу и соединяют его с контуром заземления.

Контур заземления желательно делать во влажном грунте: в низине участка, рядом с водоотводной канавой, прудом или полем фильтрации септика. Это даст лучший контакт стержней с землей.

Сколько стоит построить погреб

Сколько стоит самодельный громоотвод для двухэтажного частного дома

Держатели токоотвода, 10 шт.

1000 Р

Металлическая полоса 40 × 4 мм, 3 м

308 Р

Болтовые зажимы, 10 шт.

300 Р

Расходные материалы (отрезные круги, электроды)

300 Р

Арматура 8 мм, 20 м

180 Р

Как делать нельзя

Бывает, что громоотвод собран с ошибками. В лучшем случае при ударе молнии он сгорит один, в худшем — вместе с домом. Вот возможные ошибки.

Торчащие из стен конструкции не попали в зону защиты. Любые металлические конструкции на фасаде также должны попадать в зону защиты громоотвода. Если из этой зоны выходит антенна телевизора или стальная труба вентиляции, то молния вместо громоотвода может попасть в них. Разряд придется прямо на дом.

Некачественный молниеотвод. Если молниеотвод сделан из слишком тонкого прутка, при ударе молнии он сгорит. То же самое касается токопровода.

Не выдержаны зазоры при монтаже. Молниеприемник и токопровод не должны касаться металлических элементов кровли или фасада. Рекомендуется зазор не менее 10 см. Это не касается того редкого случая, когда функцию молниеприемника выполняет сама металлическая кровля. Если, например, трос молниеприемника провис и касается металлического конька, от громоотвода будет больше вреда, чем пользы: молния замкнется прямо на кровлю.

Плохой контур заземления. Если заземлитель сделан в сухом месте, на песчаной почве, из ржавой арматуры, то молния найдет более простой путь уйти в землю. Не исключено, что этот путь будет пролегать через дом.

Внутренняя молниезащита — УЗИП

Бывает, что молния бьет не в дом, а в стоящую рядом опору с электрическими проводами. По проводам импульс придет в щиток.

При ударе молнии в сети возникает импульсное перенапряжение — кратковременный скачок напряжения до экстремального уровня. Он также может возникнуть, если молния ударит в землю рядом с домом или в дом соседа. В этом случае возникнет электромагнитное поле — оно спровоцирует импульс даже без прямого контакта с проводкой.

Я переехал из хрущевки в частный дом

Последствия попадания молнии в электрическую сеть могут быть разными. Например, в поселке Сотниково от удара молнии едва не сгорел храм. Источник: Тивиком

Чтобы обезопасить проводку и щиток, ставят УЗИП. Внутри него находится варистор — резистор, который меняет сопротивление в зависимости от напряжения. При ударе молнии варистор мгновенно снижает сопротивление и через себя уводит импульс на контур заземления.

Предусмотрена возможность спасения щитка и проводки ценой жизни варистора: если возникнет сверхмощный импульс, варистор сгорит. На панели УЗИП появится красный индикатор. В таком случае из УЗИП достается блок с варистором, он меняется на новый.

УЗИП устанавливается на вводе проводки в дом. Потребуется обесточить не только сам дом, но и линию от электрической опоры до щитка. Для таких работ лучше вызвать электрика.

УЗИП бывают однофазными и трехфазными — по числу вводов в дом. Это цены в интернет-магазине «ЭТМ»

Запомнить

1. Перед установкой молниеотвода рассчитывают зону защиты исходя из размеров дома.
2. Для обычного частного дома площадью до 100 м² подойдет стержневой громоотвод. Для больших домов — тросовый. Если кровля занимает большую площадь, а молнии бьют часто, — сетчатый.
3. Не стоит переплачивать за активные громоотводы. Их эффективность не доказана.
4. Громоотвод защищает от удара молнии дом, но не спасет проводку. Для ее защиты ставят УЗИП.

Молниезащита частного дома, громоотвод в доме своими руками

Монтаж защиты от молний в частном доме

Большинство владельцев частных домов, коттеджей и дач стараются создать внутри и снаружи своего жилья максимально комфортные и безопасные условия для проживания. Вполне понятное стремление, но чаще всего собственники такой недвижимости полностью забывают о таком природном явление, как разряд статического атмосферного электричества, который в одно мгновение может нанести огромный вред жилым постройкам и здоровью людей. По своей природной сути, атмосферная молния — это очень мощный разряд электрической энергии, который способен при точном попадании непосредственно в частный дом, уничтожить не только всю бытовую технику и электроприборы, но и само строение в целом.

Если ваше частное владение расположено рядом с высоким зданием, то вам не следует беспокоиться. Система громоотводов многоэтажного объекта обеспечит надежную защиту вашего жилья от поражающих факторов атмосферного электрического разряда. Но такое расположение коттеджей, частных домов и дач практически не встречается в современной действительности. В основном такие объекты недвижимости строятся вдали от высоких зданий, поэтому их необходимо защищать от молний, оснащая современными блоками грозозащиты.

Молния, чаще всего разряжается на самую высокую точку, но даже растущее рядом с домом огромное дерево не способно защитить его от разряда. Только устройство грозозащиты способно полностью защитить от атмосферного разряда ваше жилье с бытовой техникой, а также присутствующих в нем людей. В этой статье мы рассмотрим все вопросы, касающиеся видов молниезащиты и способов их монтажа для любых типов домов, дач и коттеджей. А также в сжатой форме расскажем, как установить громоотвод своими руками, но сначала расскажем о поражающих факторах молний.

Поражающие факторы разрядов атмосферных разрядов

Технология создания защиты от грозы напрямую связана с поражающими факторами атмосферных электрических разрядов. Любое природное явление влияет на окружающую среду с той или иной степенью воздействия. Молния не является исключением и ее поражающие факторы можно разделить на следующие два вида.

1. Первичный. Это прямой удар электрического разряда в объект недвижимости. Последствия от такого попадания могут быть самыми плачевными. Конструкция дома может получить серьезные повреждения или просто сгореть от возникшего пожара. Не исключается и гибель людей от поражения электрическим током. Вся включенная в сеть бытовая техника и электроприборы однозначно выйдут из строя. Первичный фактор поражения молнией создает самый опасный вариант развития событий, способный создать массу проблем жильцам частного дома, коттеджа или дачи.
2. Вторичный. Менее опасный поражающий фактор атмосферного электрического разряда, конечно, по сравнению с прямым попаданием, но тоже способный доставить много неприятностей собственнику частного владения. Дело в том, что молния, разрядившаяся недалеко от дома, формирует мощное индукционное поле, создающее скачек питающего напряжения в электрической проводке. Такое перенапряжение способно полностью  вывести из строя бытовую технику и электроприборы.

Защитить свою собственность от вторичного поражающего фактора можно простым отключением электроприборов от питающей сети на весь период времени прохождения грозового фронта. Для эффективной защиты от прямого попадания молнии необходимо выполнить монтаж молниезащиты в коттедже, частном доме или на даче.

Установка громоотвода и дополнительного защитного оборудования позволит избежать негативных последствий от воздействия разряда на вашу жилую собственность и на проживающих в ней людей, независимо от типа поражающего фактора. Далее мы рассмотрим виды и категории молниезащиты.

Категории и виды внешней защиты от молний

Атмосферная молния — это мощный разряд электричества, подчиняющийся основным законам физики. Всем известно, что электрический ток движется по пути с наименьшим сопротивлением. Главной задачей блока грозозащиты любого вида создать именно такой путь для прохождения электроэнергии, минуя конструкцию строения. При ударе молнии в частный дом, оснащенным таким блоком, вся мощь электрического заряда просто-напросто уйдет в поверхность земли, не нанеся ущерба постройкам, электроприборам и человеку.

В народном сленге такой виды защиты частных строений называется по-разному: заземлением загородного дома, системой молниеотводов, а также громоотводами. Последний вариант наименования совершенно некорректен, ведь гром — это звук удара молнии и отводить его никуда не нужно. Но термин давно прижился и используется в разговорной речи. Независимо от того, как называется защита дома от молний, она предназначена для выполнения одной задачи — отвода энергии атмосферного электрического разряда в землю. Блоки грозозащиты делятся на три категории: по методу и виду защиты, а также по конструктивным особенностям.

1. Методы защиты. Эта категория делится на два вида молниезащиты: активную и пассивную. В активной системе приемник молний оснащен специальным ионизатором воздуха, который своей работой провоцирует накопленное атмосферой статическое электричество на разряд. По своей сути, активная защита притягивает молнию, тем самым исключая возможность прямого попадания молнии в объект недвижимости и рядом находящиеся постройки. Пассивные системы не оснащены никакими дополнительными устройствами, поэтому молния может на ней разрядиться, а может и ударить в другое место, но в любом случае данный вид молниезащиты создает надежный барьер от прямого попадания разряда в дом. В то же время она не способна защитить бытовую технику от вторичного поражающего фактора. Для защиты от него необходимо устанавливать дополнительное оборудование.
2. Виды защиты. В этой категории защита дома от разряда делится на два типа: внутреннею и внешнюю. Внутренняя система защищает частное владение от вторичного поражающего фактора, а внешняя от первичного. В связи с тем, что активные системы защиты от атмосферных электрических разрядов практически не применяются в быту, то блок грозозащиты дома, коттеджа или дачи должен состоять из двух частей: внешней и внутренней.
3. Конструктивные особенности. В этой категории блок грозозащиты для частного дома делится на типы по особенностям конструкции внешних приемников молний. На данный момент существует три основных типа молниеприемников: штыревые, сетчатые и тросовые. Каждый из них хорош по-своему. Штыревые молниеотводы самые дешевые, но менее эффективные по сравнению с сетчатыми и тросовыми приемными элементами.

Выбрать лучшую защиту от разряда атмосферного электричества для своего дома вам поможет следующая глава статьи, в которой мы расскажем о конструкции наиболее популярной пассивной внешней молниезащите, в дополнение к которой необходимо устанавливать и внутреннюю защиту от вторичного поражающего фактора.

Конструкция пассивной внешней защиты от молний

Конструкция внешнего громоотвода на даче, в коттедже или частном доме довольна проста. Она состоит из трех составляющих частей: приемника молний, токоотводов и заземляющего контура. Токоотводы и заземлители имеют стандартную конструкцию. В отличие от них, молниеприемники пассивных систем защиты можно разделить на три типа, которые мы подробно рассмотрим ниже.

1. Стержневой. Самый распространенный тип приемника атмосферных разрядов в системах пассивной внешней грозозащиты. Стандартный вид такого молниеприемника — это металлический прут длиной от 2.5 метров с диаметром от 10 до 20 мм, но можно использовать и стальные трубы с заваренными торцевыми отверстиями. Количество таких стержневых элементов зависит от площади дома. Для небольшого строения достаточно одного приемника, ну а для домов площадью более 200 кв. м следует устанавливать несколько стержней, с расстоянием между ними не менее 10 метров. Устанавливают стержневые молниеприемники на частном доме с помощью специального диэлектрического крепежа, который исключает переход разряда на конструкцию строения. Металлический стержень можно установить на отдельной опоре или высоком дереве, расположенном вблизи частного дома. Такой вариант хорош тем, что не портит внешний облик дом. Но следует заметить, что главным условием размещения молниеприемника является то, что он должен быть установлен выше основного дома и других построек частного владения.
2. Тросовый. Этот тип молниеприемника неплохо зарекомендовал себя при устройстве молниезащиты частного дома с крышей из металлочерепицы. Такая кровля сама по себе является отличным проводником грозовых разрядов, поэтому ее следует надежно защищать от попадания молний. Тросовые молниеотводы намного эффективней, чем стержневые, но их монтаж сложен и требует больших трудозатрат. Для установки этого типа приемников молний используется металлический трос, который закрепляется на коньке дом по всей его длине. Основным условием монтажа молниезащиты на базе тросового молниеотвода является следующий фактор: натяжка троса должна исключать касание кровли. К тому же трос монтируется на диэлектрических опорах.
3. Сетчатый. Такой молниеотвод изготавливается из металлической проволоки с диаметром сечения не менее 6 мм. Натягивают провод по всей площади кровли с созданием квадратных ячеек размером не более 6×6 метров. Как и в случае с тросовым молниеотводом, провод сетчатой системы не должен касаться кровли. Его необходимо монтировать на опорах, не проводящих электрический ток. Эффективность этого типа молниеприемников очень высока, но используются они крайне редко, так как трудны в монтаже. Кроме того, сетчатый молниеотвод затрудняет эксплуатационное обслуживание кровли частного дома и ухудшает ее внешний вид.

Какой тип молниеотвода использовать — выбирать вам! Каких-либо строгих рекомендаций дать на этот счет невозможно. Все три типа молниеприемников способны надежно защитить частный дом от первичного поражающего фактора молнии.

Следующими элементами в системе молниезащиты являются токоотводы. Главная их задача — это передача энергии атмосферного разряда от молниеприемника к заземляющему устройству. Токоотводы можно изготовить из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм, специального медного или алюминиевого кабеля или стальной ленты шириной от 30 мм и толщиной более 2 мм. Любой токоотвод закрепляется на концах молниеотводов с помощью резьбового соединения, сварки или пайки. В частных домах, построенных из негорючих материалов, этот элемент грозозащиты крепится на стенах в незаметном месте с использованием металлического крепежа. Нельзя размещать токоотводы вблизи с окнами и дверями.

Особые требования предъявляются к монтажу токоотводов молниезащиты деревянного дома. При попадании молнии в систему молниезащиты в частном дома, провода токоотводов могут разогреться до высоких температур. Чтобы исключить возгорание деревянных стен строения необходимо правильно установить токоотводящую часть системы грозозащиты. Токоотводы необходимо располагать на расстоянии не менее 10 см от стен постройки. Для одного стержневого молниеприемника необходимо установить один токоотвод, а для тросовых и сетчатых приемников разряда два токоотводящих элемента. Количество токоотводов зависит от количества концов молниеприемников и площади и конструкции кровли.

Последним элементом в системе внешней защиты частного дома от атмосферных электрических разрядов является заземляющее устройство. Простейший заземлитель — это два металлических прутка диаметром не менее 30 мм, забитые в почвенный слой на 2–3 метра и соединенные между собой перемычкой из металлической ленты. Расстояние между этими заземляющими элементами должно быть не менее 3 метров. К этой конструкции присоединяется токоотвод исключительно путем сварного соединения.

Мы рассмотрели конструкцию внешней пассивной молниезащиты. Она способна эффективно защитить частный дом от первичного поражающего фактора молнии. Для защиты дома, коттеджа или дачи от перенапряжений в сети, возникающих при воздействии второго поражающего фактора грозового разряда, необходимо устанавливать дополнительное оборудование. Эти приборы обеспечивают внутреннюю защиту от молний.

Внутренняя молниезащита

Бытовую технику и электроприборы в частном доме следует защищать от воздействия мощного индукционного поля, которое возникает в результате атмосферного разряда. Внешняя молниезащита не способна справиться с этой задачей. Для защиты от грозовых перенапряжений необходимо использовать специальные электротехнические устройства. Они называются устройствами защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП) и устанавливаются в распределительные щиты на входе электрических линий в частный дом. В настоящее время на рынке присутствует большой ассортимент таких приборов, с разными возможностями и уровнем защиты от импульсных скачков напряжения.

Только после установки УЗИП в распределительный щиток и монтажа внешней молниезащиты вы с уверенностью сможете сказать, что ваш дом надежно защищен от всех поражающих факторов молнии. Мы рассмотрели конструкцию защиты от молний для частного дома как внешней, так и внутренней. В следующей части статьи будет дан ответ на вопрос: как сделать громоотвод на даче, в коттедже или частном доме своими руками.

Самостоятельный монтаж молниезащиты

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что монтаж защиты от молний можно осуществить своими руками без привлечения наемных работников. Конечно, если вы обладаете элементарными навыками монтажных работ. В противном случае следует пригласить специалиста. Если вы все же решили осуществить монтаж громоотвода собственными руками, то сначала следует выполнить проектирование и расчет молниезащиты. Этот процесс не вызовет затруднений. Мы коротко расскажем о проектировании молниезащиты и ее самостоятельном монтаже на примере установки громоотвода со стержневым молниеприемником. Это самый популярный вариант защиты от грозы загородной недвижимости.

Громоотвод со стержневым приемником молний обеспечивает защиту в виде воображаемого конуса, c вершиной на конце молниеприемника. Во внутреннюю зону этого конуса, для обеспечения надежной защиты строения от молний, должен попадать весь объект.

На приведенном рисунке мы видим, что часть дома не попала в зону защиты, поэтому необходимо перенести молниеприемник на середину дома или увеличить его высоту. Лучшим местом для монтажа штыря молниеприемника является конек крыши или печная труба. Расчет высоты стержневого приемника рассчитывается по следующей формуле.

• Rx — нижний радиус защиты воображаемого конуса, который необходимо замерить рулеткой на поверхности земли;
• Ha — высота активной зоны защиты от молний, которая замеряется от земли до наивысшей точки воображаемого конуса;
• Hx — самая высокая точка частного дома, которая может находиться на коньке кровли, печной трубе или на других элементах конструкции;
• H — высота стержня молниеприемника.

После расчета длинны стержня молниеприемника следует определиться с его местоположением и проложить воображаемую трассу монтажа токоотвода от стержня до места установки заземлителя. На этом проектирование и расчет молниезащиты закончен и можно приступить непосредственно к монтажу громоотвода.

Монтаж заземлителя

В первую очередь следует смонтировать заземляющий контур. Для выполнения работ вам понадобится следующий инструмент и материалы:

• болгарка с отрезными кругами, сварочный аппарат, кувалда, молоток и лопата;
• стальной уголок 40×40 для вертикальных штырей и полоса 40×5 для перемычек.

Заземлитель следует монтировать недалеко от стены дома. Выбираем место и выкапываем равностороннюю треугольную траншею глубиной 70 см со сторонами 1.2 метра. До стены дома также необходимо прокопать траншею для укладки токоотвода. В углах треугольника забиваем отрезки стального уголка на глубину 2 метра.

К концам штырей приваривается полоса. К одному углу контура приваривается стальная полоса и выводиться на стену дома, где к ней будет присоединен токоотвод от молниеприемника. Траншея закапывается и утрамбовывается. Заземлитель готов к подключению токоотвода.

Монтаж приемника молний

Лучшим местом для крепления стержня молниеприемника является печная труба, расположенная вблизи конька кровли. Крепить мачту удобнее всего кронштейнами с хомутами на концах.

Альтернативным вариантом крепежа штыря молниеприемника является его установка на специальную опору на коньке дома.

На заключительном этапе монтажа к нижнему концу стержня крепится токоотвод при помощи хомута с резьбовым соединением.

Монтаж токоотводов

Токоотвод, металлический провод диаметром не менее 6 мм прокладывается непосредственно по кровле и стене дома, к месту выхода соединительной стальной полосы от контура заземления. Вся конструкция крепится к кровле и стенам дома пластиковыми или металлическими хомутами с опорой.

Нижний конец провода токоотвода закрепляется на металлической полосе заземлителя с помощью резьбового соединения.

На этом монтаж внешней грозозащиты закончен, но если не установить блок внутренней защиты от перенапряжений, то ваша система защиты от молний будет неполной.

Установка УЗИП

Устройство защиты от импульсных перенапряжений полностью обесточивает электрическую сеть дома при возникновении мощного индукционного поля, то есть вторичного поражающего фактора молнии. Модуль устанавливается в распределительный щиток по следующей схеме.

После установки УЗИП ваша молниезащита частного дома получает полностью законченный функциональный вид. С этой системой ваша недвижимость и бытовая техника надежно защищены от атмосферных электрических разрядов.

Заключение

Качественный монтаж громоотвода обеспечит вам комфортное проживание в своем доме. В этом случае защита от всех поражающих факторов молнии будет обеспечена. Но следует заметить, что молниезащиту необходимо периодически проверять на наличие повреждений. Главное внимание при профилактическом осмотре нужно уделять всем соединениям. Только при условии работоспособности громоотвода, ваш дом будет надежно защищен от попаданий молний.

Видео по теме

Хорошая реклама

УЗИП и предохранители — проблема защиты и схемы подключения.

УЗИП — это относительно новое устройство, которое в последнее время начали массово устанавливать как в электрощитках частных загородных домов, так и в щитовых крупных предприятий.

Основное его предназначение – защита от импульсных перенапряжений при грозе (но не только). Более подробно о разновидностях, отличиях УЗИП по классам можете прочитать в отдельной статье.

Для тех, кто уже более-менее знаком с этой темой не секрет, что само УЗИП необходимо также защищать. Причем делать это все рекомендуют не автоматическими выключателями, а только плавкими вставками (предохранителями).

И вот тут-то и возникает основная дилемма, о которой многие и не задумываются. Во-первых, как правильно подобрать и рассчитать эту вставку. И во-вторых, а действительно ли она защитит и не приведет ли к еще худшим последствиям?

Давайте разбираться.

Схемы подключения УЗИП

Вот две упрощенные схемы подключения УЗИП, которые приводятся во многих нормативных документах.

На первой, аппарат защиты ставится последовательно перед самим УЗИП. Он главным образом нужен для работы в аварийном режиме, когда на УЗИП происходит короткое замыкание.

Данный аппарат срабатывает на это, своевременно отсекая поврежденный участок цепи. Электроснабжение объекта не прерывается. Более подробно про все схемы подключения читайте по ссылке ниже.

При этом везде говорится, что ни в коем случае нельзя последовательно с УЗИП ставить автоматический выключатель, а нужно использовать только предохранители. Почему так?

Автомат в своей конструкции имеет соленоид (катушку), через которую проходит ток, создающий магнитное поле для срабатывания механизма и разрыва цепи. Но индуктивность катушки, помноженная на производную от тока молнии — это дополнительное напряжение, которое возникнет на самой катушке.

Представьте себе, что у вас мизерная катушка, имеющая индуктивность в 1мкГн/м. При огромной крутизне тока молнии, на этой самой катушке может появиться напряжение до 100кВ!

Кроме того, по правилам не рекомендуется, чтобы от точки подключения УЗИП до места заземления было больше 0,5м. Лишнее расстояние здесь также критично. А катушка это опять же дополнительные витки.

И это еще не учитывая воздействие импульсного тока на элементы выключателя.

Хорошо, если ставить непосредственно перед УЗИП нельзя, давайте разместим автоматический выключатель соответствующей величины параллельно. УЗИП мы “врезаем” в цепь напряжения напрямую, а защиту обеспечиваем в «голове».

Однако и здесь возникает проблема. При повреждении УЗИП вводной выключатель обесточит полностью весь объект, что опять же недопустимо на ответственных нагрузках.

Поэтому все как один и рекомендуют схему с предохранителями.

Предохранитель или выключатель?

Плавкая вставка имеет мизерную индуктивность. На ней не наблюдается никакого падения напряжения, а значит поврежденный УЗИП в случае чего отключится как положено.

Вроде бы все правильно, в чем же здесь подвох? Представим, что при попадании молнии и импульсном перенапряжении дугогасительная камера УЗИП не справилась с сопровождающим током и устройство просто сгорело, создав короткое замыкание.

Естественно, в этот момент должна сработать плавкая вставка. О каких величинах токовых нагрузок здесь идет речь?

При выборе такого предохранителя говорится, что он должен беспрепятственно пропустить через себя импульсный ток молнии и сопровождающий его ток, до момента его гашения в УЗИП. И только потом происходит сработка, если УЗИП развалилось и не справилось со своей задачей.

Вот один из графиков номинальных токов плавкой вставки и импульсного тока молнии в кА. На нем показана величина сгорания и взрыва предохранителя при тех или иных значениях.

Что нам предлагают производители? Они говорят, самостоятельно рассчитайте ток, который пройдет через ваш УЗИП и подберите соответствующий предохранитель, чтобы он при этом сгорел.

Если в ваших условиях максимальный ток 10кА, то вам можно взять предохранитель номиналом 100А. При таком токе (10кА) или меньше, он спокойно пропустит эту величину, чтобы УЗИП воспринял весь удар на себя.

Если же УЗИП не сработает и замкнет, то плавкая вставка при этом сгорит. И вот тут-то и появляется основная проблема. За какое время она сгорит?

Защита от молний и быстродействие

Оказывается, этот вопрос обделен вниманием практически во всех руководствах и учебниках.

Если воспользоваться стандартными кривыми времятоковых характеристик, то можно выяснить, что при больших токах КЗ предохранители сгорают очень быстро – от 0,01сек до 1 миллисекунды. А это время значительно меньше, чем полная вспышка тока молнии.

Полная вспышка тока молнии может содержать в себе несколько импульсов (до 6шт!). При этом общая их длительность по времени близка к 0,1сек. Что в итоге мы имеем?

А имеем следующую ситуацию. Допустим, попала многокомпонентная молния в ЛЭП или рядом, УЗИП не спасло и замкнуло.

Через 0,01сек сгорела вставка, а еще через 0,02сек прибежали оставшиеся 5 импульсов в несколько кА и ваш щиток и все оборудование превратилось в “угольки”.

Защиты то уже никакой нет.

Именно исходя из этого и приходится идти на некоторый компромисс. А именно, возвращаться к схеме №2 с защитным автоматом в общей цепи.

Если у вас оборудование не 1-й категории, а простой жилой дом, то вполне реально отказаться от предохранителей и поставить выключатель соответствующего номинала.

Да, при грозе вы останетесь без света, зато спасете все дорогостоящие приборы и технику.

Молниеотвод – один или несколько?

Кроме защиты от непосредственного попадания молнии в ЛЭП, УЗИПы спасают от наводок и импульсов в низковольтных цепях, когда молния ударила рядом с объектом или в молниеотвод.

Однако в первую очередь для снижения таких негативных последствий от грозы нужно все же делать упор на традиционные методы (молниеотводы и качественно выполненное заземление).

Нельзя полагаться только на УЗИП, не имея хорошего молниеотвода и контура заземления. Устанавливать их нужно в случаях, когда другие средства оказываются, либо не дееспособны и через чур дорогими, либо попросту физически отсутствует возможность для их монтажа.

Что нам дает традиционная молниезащита? Молниеотводы перехватывая молнию, не устраняют полностью воздействие эл.магнитного поля.

При этом забудьте здесь про правило – “чем выше, тем лучше.” Излишне высокий молниеотвод, только увеличивает число проблем.

Ваша задача – обеспечить достаточный уровень защиты при минимально возможной высоте.

Как известно, радиус притяжения молнии равняется трем высотам молниеотвода. При снижении его габарита вы автоматически уменьшите радиус стягивания молний.

Все это говорит о том, что на крупных объектах нужно отказываться от одиночных молниеотводов и переходить к мультиэлектродным. Именно это и не любят как проектировщики, так и исполнители.

Для них гораздо проще (но не надежнее), просчитать что-то одно, чем распыляться на несколько элементов системы.

Экранирование кабеля и контур заземления

Какие еще не совсем очевидные факторы, помогают снизить наводки и последствия воздействия молнии? К примеру, экранирование коммуникаций.

То есть, элементарное применение металлорукава или защита кабеля стальной трубой, раз в 10 уменьшают эл.магнитные воздействия.

Одной из ошибок при защите своего оборудования от последствий грозы является манипуляции с заземлением. Кто-то наивно полагает, что многократно снизив сопротивление заземления на своем объекте, он тем самым добьется 100% защиты (иногда даже без УЗИП).

Якобы, улучшив сопротивление в разы от нормы, при попадании молнии в молниеотвод весь заряд моментально уйдет в землю, а оборудованию ничего не достанется.

Такие люди делают супер-пупер заземляющий контур, вбухивают в это дело кучу бабла, а желаемого эффекта так и не получают.

Запомните раз и навсегда – для эл.цепей 380/220в опасен практически любой ток молнии в заземлителе.

Допустим, вы добились сопротивления в 1 Ом и при очередной грозе ударила самая слабая молния. Кривая распределения молний, которую рисуют все нормативные документы, начинается, как правило с 3кА.

Ориентируясь на эти данные, при такой грозе мы будем иметь у себя на объекте потенциал равный 3кВ. При этом электрическая прочность сети 220В составляет около 2,5кВ.

Вот и получается, что вы никакими обстоятельствами и затратами не сможете убрать наводки до безопасного уровня. Без УЗИП все равно не обойтись.

Поэтому просто делайте контур согласно действующих норм и не тратьте лишние деньги.

Статьи по теме

Гроза, молния и средства защиты электросети своими силами / Хабр

По итогам майских гроз пришлось провести ревизию сгоревшего оборудования и хотя ущерб был не так велик материально, но выход из строя некоторого оборудования нарушил устоявшийся комфорт проживания в собственном доме. Так я решил обратиться к специалистам в своей области, проконсультироваться и расширить систему защиты.

Исходные данные: дом, 3 фазы (15 кВт на дом), заземление штырем в 3 м длиной, автономная электросистема на базе солнечных батарей

На фото результат короткого замыкания со стороны линии 10 КВ. Защита не отработала на районной подстанции. Так выглядит вводной щит со стороны 0.4КВ. Автомат IEK на 100А не смог разорвать дугу между губками. Далее по линии стоял МАП HYBRID 9кВт 48В. Отделались легким испугом: в инверторе поменяли варистор, после чего МАП ожил, правда, перестал нормально работать порт RS232. То есть серьезная авария на подстанции, которая сожгла автоматический предохранитель на 100 Ампер, отразилась на инверторе только сгоревшим варистором и ошибками на контроллере, а весь прочий функционал устройства сохранился, как и вся техника, подключенная после него – достойная похвалы работа.

А ниже на фото узел учета со стороны 10 КВ

Эта авария случилась не в моем доме, но мне эти фотографии передали специалисты компании МикроАРТ. В свое время я решил переключиться на оборудование российского производителя для своей гибридной солнечно-сетевой электросистемы и описывал эти устройства тут и тут.

У меня же был следующий случай: во время грозы молния ударила в мою подстанцию или рядом, в результате чего отработала защита на вводе в дом. Результатом той грозы явилось сгоревшее зарядное устройство аккумуляторов, подключенное к сети в момент грозы, сгоревшее реле автоматики вентиляции (реле питалось от линии, которую поддерживало то самое ЗУ), а инвертор МАП Hybrid 4.5 кВт начал мигать экраном и перестал генерировать. После грозы перезапуск всех систем вернул дом к электроснабжению, инвертор запустился без проблем, а я задумался о серьезной защите домашней электросети.

Немного теории

Во время грозы в обычной квартире или офисном здании должны отработать защиты, установленные стационарной электросетью. В коттеджном поселке, деревне или на дачах защита, как правило, ограничивается вкопанным заземлением на подстанции и предохранителем, отключающим всю сеть от работы. Причем, по правилам подключения, заземление должно быть смонтировано также на каждом втором столбе и отдельно на конечном, где производится подключение абонентского дома. Пройдя по свой деревне и осмотрев более полусотни столбов, я не нашел ни одного заземления, то есть остается полагаться только на себя.

Вторым «убийственным» фактором является наведенное электричество. Во время молнии происходит довольно мощный всплеск ЭМИ, а проводка дома, по сути, является большой антенной. Чем ближе молния, тем больше вероятность скачка напряжения во внутренней сети. С таким явлением постоянно сталкивались и продолжают сталкиваться монтажники домовых локальных сетей, когда свитчи без заземления, во время грозы, сгорают целыми цепочками.

Итак, нам нужно защититься от внешнего импульса, который может прийти с подстанции и от внутреннего скачка, который может случиться при молнии рядом с домом.

Практика

Молниеотвод

Если Ваш дом находится на возвышении, далеко от любых строений и является высшей точкой на местности, то лучше озаботиться молниеотводом. Устройство это надежное, но необходимо четко высчитать площадь покрытия. На эту тему есть масса материалов в сети. Скажу только, что действие молниеотвода распространяется конусом от высшей точки к земле. Для «прикрытия» всего дома надо ставить либо два молниеотвода с металлическим тросом между ними, либо один, но довольно высоко. Если заземление молниеотвода выполнено отдельно от общего заземления, то необходимо применить систему уравнивания потенциалов.

Выдержки из ИНСТРУКЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ РД 34.21.122-87:
«В качестве заземлителей молниезащиты допускается использовать все рекомендуемые ПУЭ заземлители

электроустановок, за исключением нулевых проводов воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ. „
“2.5. Для исключения заноса высокого потенциала в защищаемое здание или сооружение но подземным

металлическим коммуникациям (в том числе по электрическим кабелям любого назначения) заземлители защиты от

прямых ударов молнии должны быть по возможности удалены от этих коммуникаций на максимальные расстояния,

допустимые по технологическим требованиям. „

Ввод сети в дом

Опасность ввода высокого напряжения страшна не только в грозу, но и при перехлестывании проводов на столбах или большом перекосе фаз. Обычное дело для деревенских электросетей, когда напряжение по фазам может составлять 180, 200 и 240 В. ГОСТ допускает подачу питания с отклонением напряжения до 10% (если точно, то +10% и -15%) от нормы в 220 в, то есть от 187 до 242 В. Но не вся поставляемая аппаратура может выдержать такие перепады напряжения. Для обычной защиты лучше всего применять стабилизаторы напряжения. Причем есть трехфазные и однофазные стабилизаторы. Чаще всего три однофазных стабилизатора будут работать лучше одного трехфазного, хотя бы потому, что у простейших устройств отслеживается напряжение по одной фазе и изменение (увеличение или снижение) напряжения происходит по всем трем. Упрощенно: при подъеме напряжения со 180 до 220 В, произойдет рост напряжения на другой фазе с 210 до 250 В, что чревато для оборудования. Поэтому отслеживание каждой из фаз будет надежнее. Кроме того, можно выделить несколько типов стабилизаторов:

• ЛАТР
• Релейный
• Симисторный

Первый обладает высокой точностью установки напряжения, поскольку моторчик скользит водилом по обмоткам и задает нужное напряжение. Плюсы: низкая цена, высокая точность выдаваемого напряжения. Минусы: низкая скорость реакции на скачки напряжения, физический износ механики
Второй обладает повышенной скоростью переключения обмоток трансформатора, но так как мощности могут достигать десятка и более кВт, то контакторы реле изнашиваются и рано или поздно могут залипнуть, что приведет к печальным последствиям. Плюсы: доступная цена, достаточная скорость переключения. Минусы: недостаточная надежность ввиду использования механических реле.
Третий тип наиболее интересный, но и наиболее дорогой. Использование мощных ключей позволяет мгновенно реагировать на изменение входного напряжения и переключать обмотки трансформатора. Физического износа, как и залипания контактов попросту нет. Кроме того, переключение происходит при переходе синуса через ноль, поэтому и скачки также исключены. Плюсы: высокая скорость срабатывания, отсутствие физического износа. Минусы: высокая цена.

Для себя я выбрал более дорогой, но и более надежный вариант, стабилизатор с симисторным управлением СН-LCD “Энергия» на 6 кВт. Так как у меня уже стоит инвертор на 4.5 кВт, который в пике может выдавать до 7 кВт, то решено было выбрать стабилизатор с номинальной мощностью 6 кВт и возможностью выдавать в пике до 7.4 кВт.

Об особенностях работы этих стабилизаторов и какие вообще бывают стабилизаторы можно подробно прочитать здесь.

Ну а мне было интересно его разобрать и посмотреть, что там внутри.

Вскрытие стабилизатора показало

Как видно из фото, стабилизатор использует тороидальный трансформатор, который при тех же размерах, что Ш-образный, имеет больший КПД и меньший вес. Сам трансформатор изготовлен в Туле, а стабилизатор разработан и собран в Москве. Таким образом можно смело заявлять о полностью российском производстве, которое сумели организовать и сохранить в компании МикроАРТ.

Итак, я подстраховался от проседания и роста напряжения в диапазоне 125-275 Вольт, но что делать, если будет резкий скачок напряжения, сильно выходящий за эти пределы? Инвертор как-то показал мне по фазе 287 В, после чего ушел в защиту. Но подай на него 380 В и он попросту сгорит, как и стабилизатор. Хотелось защитить дорогое оборудования. Требовался какой-то расцепитель, который при пороговых значениях напряжения отключал бы внешнюю сеть. Лучше уж остаться без сети, чем потом чинить или менять сгоревшее оборудование. Выход был найден — реле контроля сетевого напряжения УЗМ-51M1.

Этот девайс создан для обеспечения работы одной фазы, при этом можно вручную задавать верхний и нижний пороги напряжения, при которых реле будет срабатывать. Время отключения составляет около 20 мс, что является очень неплохим показателем. При этом, небольшие просадки или некоторое превышение напряжения не вызовут моментального отключения, а запустится таймер отключения. При возврате параметров к норме реле самостоятельно подключит нагрузку к сети. Итак, домашние устройства защищены от перепадов и скачков внешней электросети при помощи реле контроля напряжения и стабилизатора. В случае исчезновения сети начинает работать инвертор. А что делать, если внешняя сеть уже отключена, молния бьет рядом и проводка дома работает, как антенна?

Защита внутренней сети

Будем исходить из того, что все розетки имеют правильную разводку, заземление выполнено должным образом и лишний заряд стекает в землю. Но скачок напряжения во внутренней сети легко губит всю технику, поскольку все защиты стоят для обороны от внешних скачков. А вот от внутренних наводок ничего нет. С этой мыслью я обратился к инженерам МикроАРТ, когда забирал стабилизатор и мне порекомендовали «Устройство защиты от молний и наводок» — УЗИП.

Это своеобразный разрядник, который при появлении критического напряжения между фазой и землей пропускает через себя импульс, отправляя его на заземление. То есть во время грозы, когда молния ударит рядом и напряжение в домашней сети поднимется до нескольких киловольт по фазному проводу относительно земли и превысит определенное значение, этот УЗИП просто пустит весь заряд в землю. Поэтому он ставится перед инвертором, одним концом подключаясь к фазе, а другим к заземлению. Стоит учесть, что разряд может быть существенным, поэтому на сечении заземляющего провода экономить не стоит, иначе сопротивление провода может оказаться критичным и не успеть передать импульс в землю.

Так выполнено подключение к внешней сети и генератору:

Я уже упоминал, что у меня есть автономная система на солнечных батареях. По проводам, идущим от солнечных батарей, также может прийти серьезный импульс, выводя из строя солнечный контроллер, а за ним и инвертор. Поэтому на каждый из проводов от солнечных батарей я также повесил УЗИП.

Защита от генератора

На самый аварийный случай, когда внешней сети нет, солнца не видно, а аккумуляторы уже сели, у всех автономщиков есть резервный вариант — бензо\дизель генератор. Он позволит домашней сети функционировать, самому поработать мощным инструментом, да еще и аккумуляторы подзарядить. Подобную топологию резервирования я описывал в своем материале тут. Проблема такого подключения заключается в том, что большинство генераторов выдают крайне нестабильное и «шумное» питание. Иной раз инверторы или зарядники просто не могут работать с таким питанием. Для подавления помех есть специальный сетевой фильтр. Можно обойтись стандартным «пилотом», но он рассчитан, как правило, на мощность до 2-3 кВт, а от генератора зачастую потребляется больше. Итак, я нашел еще и ЭМИ (электромагнитный импульс) фильтр: Сетевой фильтр подавления ЭМП.

Он выдерживает потребляемую мощность до 11 кВт, чего вполне достаточно для питания целого дома, если имеется мощный генератор. Он имеет сквозное подключение и отдельный контакт для заземления.

Итоги проведенных работ

Результатом одной грозы и малых потерь явилось переосмысление способов защиты, как от внешних энергетических коллизий, так и от внутренних. Кроме того, увеличилась защищенность всех электроприборов в доме, как от перепадов напряжения, так и от резких скачков и импульсов. Дополнительно повысилась автономность за счет подключения генератора через фильтр, что гарантирует стабильный заряд батарей и нормальную работу инвертора.

В итоге, электросистема поменялась. До:

Так стало ПОСЛЕ установки защиты:

Схема подключения генератора довольно проста. Любой из проводов объединяется с имеющейся землей и нулем, заведенным в дом. Второй провод после этого становится фазой. Важно выбрать такой переключатель, который будет исключать одновременное замыкание фазы генератора и фазы с подстанции.

Первый запуск всей системы выглядел так:

Выбор УЗИП для частного дома

Современные частные дома имеют многочисленное количество дорогостоящих электрических приборов. В тоже время на все приборы есть риск опасного влияния импульсных перенапряжений. Эти воздействия возникают как от удара молнии, так и от внутренних коммутационных воздействий в электрической сети. Во всех случаях на электрическом оборудовании происходит резкое многократное увеличение напряжения, которое выводит из строя электроприборы.

Одним из эффективных мер защиты от опасных влияний резко повышающегося напряжения является установка Устройств Защиты от Импульсных Перенапряжений и Помех (УЗИП).

Защитные элементы УЗИП устанавливаются между питающими проводами и заземлением, а также между линиями телекоммуникации и заземлением. Во время возникающего перенапряжения защитные элементы резко снижают свое сопротивление и отводят импульсы перенапряжения на заземлитель, благодаря чему значительно снижается влияющее импульсное перенапряжение.

Компания EZETEK представляет широкую линейку защитных устройств от опасных импульсных перенапряжений. Все эти устройства классифицируются:

• В зависимости от используемых защитных элементов;
• В зависимости от класса испытаний и места установки. 

Порядок выбора УЗИП:

• Определение опасных влияний и необходимых классов УЗИП;
• Определение конструкции УЗИП в зависимости от системы заземления;
• Определение уровней надежности защиты УЗИП.

Для электрического оборудования особенно опасными являются удары молнии в молниезащиту частного дома, а также в воздушную линию электропередачи, по которой осуществляется электропитание объекта. В этих случаях в системе электропитания возникают наиболее мощные перенапряжения. Перенапряжения характеризуются длительностью, равной времени протекания токов молнии. При наличии воздушной линии электропередачи или молниезащиты у объекта устанавливаются в главный вводной щит УЗИП для защиты электрооборудования в системах электроснабжения I, либо I+II класса. Примерами таких устройств являются УЗИП:

EZ 2B 12,5/275 – УЗИП для однофазного вводного щита;ET B 75/275 (3+0) – УЗИП для трехфазного вводного щита.

При наличии кабельной вставки от ближайшего столба воздушной линии электропередачи до непосредственно частного дома также устанавливается УЗИП I+II класса.

При отсутствии у частного дома системы молниезащты и при питании объекта от кабельной линии электропередачи на всем протяжении от подстанции существует риск поражения электрооборудования только от наведенного напряжения при ударе молнии. От такого рода воздействий защищает УЗИП II класса, установленное в главном щите дома. Примерами устройств защиты от наведенных перенапряжений являются УЗИП:

EZ C 80/275 (2+0) – УЗИП для однофазного вводного щита;

Конструкция УЗИП зависит от системы заземления частного дома. Могут использоваться УЗИП:

• На основе варисторов;
• На основе варисторов и разрядников.

Далее рассматриваются УЗИП для однофазных систем электроснабжения частного дома номинальным напряжением 220 В и для трехфазных систем 380 В линейного напряжения (220 В фазного напряжения).

Наиболее распространены три варианта выполнения систем заземления:

1. Заземление частного дома объединяется с нулевым рабочим проводником в главном щите (система заземления TN-C-S). 

В таком случае устанавливаются УЗИП между фазными проводниками (L1-L3) и совмещенным нулевым рабочим и нулевым защитным проводником (PEN) на основе варисторов.

Примеры устройств на максимальное длительное рабочее напряжение 275 В приведены ниже. Схемы подключения УЗИП приведены на рис 1.

Рисунок 1. Установка УЗИП в системе заземления TN-C-S с разделением нулевого проводника в водном щите – а) однофазная схема; б) трехфазная схема.

2. Заземление частного дома выполнено раздельно с нулевым рабочим проводником (система заземления TT).

При эксплуатации такой системы заземления для частного дома снижаются растекающиеся токи через заземлитель при обрыве (отгорании) рабочего нулевого проводника на питающей подстанции. Но с другой стороны повышаются требования к надежности исполнения системы заземления.

При раздельном выполнении заземления и рабочего нуля (N) устанавливаются УЗИП между фазными проводниками (L1-L3) и нулевым рабочим проводником (N) на основе варисторов, а между нулевым рабочим (N) и нулевым защитным проводником (PE) подключается разрядник.

Примеры устройств на основе варисторов и разрядников на максимальное длительное рабочее напряжение 275 В приведены ниже. Схемы подключения УЗИП приведены на рис 2.

Рисунок 2. Установка УЗИП в системе заземления TT с раздельным выполнением нулевого проводника и заземления – а) однофазная схема; б) трехфазная схема.

3. Объединение системы заземления и нулевого рабочего проводника происходит в щите учета перед вводным щитом (система заземления TN-C-S с разделением нулевого проводника в щите учета).

Рисунок 3. Установка УЗИП в системе заземления TN-C-S с разделением нулевого проводника в щите учета – а) однофазная схема; б) трехфазная схема.

В такой системе УЗИП рекомендуется устанавливать во вводном щите частного дома для наиболее эффективной защиты электрического оборудования внутри объекта.

При объединении заземления и рабочего нуля (N) на столбе устанавливаются УЗИП между фазными проводниками (L1-L3) и нулевым защитным проводником (PE) на основе варисторов, и между нулевым рабочим (N) и нулевым защитным проводником (PE) подключается УЗИП на основе варистора.

Примеры устройств на основе варисторов на максимальное длительное рабочее напряжение 275 В приведены ниже.

Для дополнительной защиты оборудования устанавливаются УЗИП III класса в непосредственной близости от защищаемого оборудования. УЗИП защищает от наведенных перенапряжений, а также от остаточных импульсов после срабатывания УЗИП I и II класса. Эффективно защищает УЗИП III класса при длине кабеля менее 10 м до защищаемого оборудования.

Примеры устройств на основе варисторов на максимальное длительное рабочее напряжение 275 В приведены ниже.

Арт. 508184. УЗИП EZ DM 10/275 (2+0) — однофазный УЗИП III класса для установки в распределительный щит;

Арт. 130004. УЗИП ERM ZE MINI 275 – однофазный УЗИП III класса для установки в корпусе розетки.

Выводы:

• УЗИП устанавливается во вводной щит частного дома;
• При наличии воздушной линии электропередачи устанавливается УЗИП I+II класса;
• При наличии молниезащиты устанавливается УЗИП I+II класса;
• При отсутствии молниезащиты и воздушной линии электропередачи достаточно установить УЗИП II класса;
• Для частного дома с напряжением питания 220/380 В устанавливаются УЗИП с максимальным длительным рабочим напряжением 275 В;
• Для установки УЗИП необходимым условием является наличие заземления объекта;
• Количество и тип защитных элементов УЗИП зависят от системы заземления частного дома;
• Для защиты от остаточных импульсных воздействий устанавливается УЗИП III класса непосредственно у оборудования.

EMP Shield | ЭМИ и молниезащита

Защита от молнии и ЭМИ для всего дома

Я в восторге от технологий, направленных на защиту от молний и ЭМИ (электромагнитных импульсов). Почему?

Молния

Потому что у нас здесь много летних гроз (я уверен, что многие из вас тоже). Стоит обратить внимание на продукт, предназначенный для защиты ценного оборудования в моем доме от удара молнии!

Всегда есть шанс, что молния взорвет ваши вещи.Это случилось со мной прошлым летом! И могут быть обстоятельства, когда молния вызывает повреждение даже при установленных защитных устройствах. Однако меня вдохновляет рассказать вам о продуктах защиты от «EMP Shield», которые выглядят очень хорошо! Я расскажу об этом через минуту …

EMP

Еще одна причина, по которой я восхищаюсь их технологиями, — это защита от более зловещих современных угроз. ЭМИ (электромагнитный импульс). Я довольно много писал об этой угрозе. Вместо того, чтобы объяснять это здесь, я вставлю ссылку на категорию, если вам интересно просмотреть тему:

Категория EMP в блоге о современном выживании

EMP Shield внесен в список Министерства внутренней безопасности в недавнем отчете EMP Resilience.EMP Shield, очевидно, является первой в мире технологией защиты от электромагнитных помех, испытанной военными для всего дома (и автомобиля).

Превосходит военные стандарты (MIL-STD-188-125-1, MIL-STD-464C и MIL-STD-461G).

EMP Shield — один из самых быстрых в мире сетевых устройств защиты от перенапряжения, работающий менее чем за 1 миллиардную долю секунды.

Наши устройства прошли военные испытания и доказали свою защиту от фаз E1, E2 и E3 ЭМИ.

~ EMPShield.com

Вот статья по теме: Nuclear EMP Components E1, E2, E3

Кратко объясните E1 и E2 EMP (компоненты импульса)

Вот что сказал об этом EMP Shield во время недавней переписки:

Часть E1 ЭМИ вызвана гамма-излучением (гамма-излучение / энергия фотонов) от ядерного взрыва, попадающего в атмосферу.

Это излучение / лучи, попадающие в атмосферу, вызывают ионизацию, которая отталкивает электроны к Земле.

Существует огромное недоразумение по поводу ЭМИ. Во время фаз E1 и E2 Землю осыпают освобожденными электронами. Я получаю вопросы ежедневно. Люди считают, что решение — только — это клетка Фарадея. Они знают, что ЭМИ опасны, но просто не понимают, что это такое.

E1 и E2 — это просто освобожденные электроны, выбрасываемые на землю.

Как ЭМИ уничтожит электронику без защиты

Я спросил их мнение о том, как ЭМИ повредит «электронные устройства» и как работает их защитное устройство от ЭМИ.Он сказал следующее:

Нельзя сказать, что первые две фазы ЭМИ не опасны, потому что они опасны.

Чтобы напрямую ответить на вопрос, все, что является проводником, будет индуцировать эти освобожденные электроны от E1 и E2.

Это включает в себя предметы в вашем доме, такие как проводка romex в стенах и все в доме, что является проводником. Многие вещи в вашем доме могут и будут разрушены.

Это огромная причина, по которой людям нужен EMP Shield у себя дома.Шунт EMP Shield (замыкающий на землю) все индуцированное электричество в доме выше предельного уровня наших устройств (уровень напряжения, который может быть вредным).

Shield срабатывает невероятно быстро — 500 триллионных долей секунды. Он защитит электрическую систему дома и все устройства, подключенные к электрической системе.

EMP Shield не только защищает от наведения электричества в доме, но и останавливает огромные выбросы электричества, пытающиеся проникнуть в дом из сети через линии электропередач.

Защита от ЭМИ для систем солнечной энергии

Я спросил о защите солнечных систем. У меня есть автономная солнечная энергетическая система, которая, по сути, находится рядом с моей электросетью (отдельные цепи). В настоящее время установлены защитные устройства. Однако мне очень любопытны EMP Shield, учитывая их способность очень быстро подавлять. Достаточно быстро для импульса E1 ЭМИ. Я упомяну CME через минуту …

Для солнечных систем у нас есть DC EMP Shield, специально созданный для определенных напряжений системного инвертора и / или контроллера заряда в зависимости от того, подключена ли система к сети или нет.

Многие люди не осознают, что в солнечной панели есть тысячи футов медных следов. Это означает, что панель (или несколько панелей) служат микросетями, которые будут собирать большое количество электричества во время ЭМИ.

Инверторы, контроллеры заряда и другие элементы в солнечной системе будут уничтожены, если к системе не прикреплен ЭМИ-щит.

E3 EMP (импульсная составляющая) и защита CME

А как насчет эффектов E3 или эффектов от выброса корональной массы от Солнца?Эти эффекты могут длиться часами, даже днями. Это другая, но похожая ситуация.

Часть E3 ЭМИ вызвана флуктуацией магнитосферы, вызванной сильным взрывом.

Взрыв толкает магнитосферу и заставляет ее вибрировать. Он продолжает колебаться и вибрировать, пока не вернется в свое нормальное положение.

Это колебание вызовет движение электронов по спирали к Земле и может длиться много часов в зависимости от силы взрыва.

Поскольку фаза E3 может длиться несколько часов, это наиболее вредно для сети, поскольку она будет продолжать накапливать заряд с течением времени. Важно подчеркнуть, что фаза E3 EMP похожа на корональный выброс массы (CME / aka солнечная вспышка).

Как узнать, перегорело ли устройство защиты?

Я спросил, есть ли способ узнать, перегорело ли устройство защиты EMP Shield. Например, допустим, в вашем местоположении произошел удар молнии.Как узнать, перегорело ли устройство EMP Shield?

Ответ: Мы включили светодиодные индикаторы на все устройства, чтобы указать, что устройство активно защищает систему, к которой оно подключено.

Единственное, что мы обнаружили, что может привести к прекращению работы щита, — это прямой или очень близкий удар молнии. В случае удара молнии щит обеспечит 100% защиту домашней электросети. Однако при этом щит умрет.

У нас есть ограниченная пожизненная гарантия на каждое устройство, работающее в течение 10 лет, и устройство будет заменено всего за 50 долларов.

Что касается ударов ЭМИ, мы тестировали устройство до 42 раз в военной испытательной лаборатории и не обнаружили НИКАКОГО ухудшения характеристик устройства.

Устройство также предназначено для отключения выключателя во время E3 части ЭМИ. В этом случае световые индикаторы погаснут, потому что выключатели отключены. Это сделано специально для предотвращения попадания в дом чрезмерно высокого уровня электричества из сети.

Калибр провода?

Я также спросил о кажущемся размере провода подключения их устройства. Как он обрабатывает потенциальный ток во время шунта.

О проводах. Все дело в скорости.

Размер провода идеально подходит для нашего устройства, как мы показали в ходе наших испытаний. Мы также недавно прошли UL1449. Благодаря возможности шунтирования со скоростью 500 триллионных долей секунды нам не нужны более толстые провода.

Гарантия

Далее он упомянул, что они предлагают 100% гарантию от молнии.В частности, они знали о шести домах с их устройством EMP Shield, которые пострадали за последние 12 месяцев. НУЛЕВОЙ ущерб домашней электрической системе или приборам.

Устройства защиты от перенапряжения HEMP

EMP Shield LLC имеет семейство технологий EMP Defense, разработанных и испытанных для превышения военных требований MIL-STD-188-125-1, MIL-STD-461G и MIL-STD-464C.

Различные модели защищают основной / резервный источник питания, линии связи, низковольтные устройства управления, антенны.

Все производственные единицы начинают шунтировать превышение порогового напряжения менее 1 нс, от проводника к проводнику, проводника к заземлению, проводника к нейтрали и нейтрали к земле, с емкостью выше 100 кА.

Я мог бы продолжить. Однако в будущем я напишу больше статей об этом. С учетом сказанного, EMP Shield является нашим рекламодателем (полное раскрытие информации). Я рад, что они присоединились к нам, учитывая мой интерес к этой технологии и той защите, которую она обеспечивает.

Если у вас есть какие-либо вопросы, опубликуйте их здесь или свяжитесь со мной или напрямую с EMP Shield.Если вас интересует такая защита, предлагаю взглянуть на них:

EMPShield.com

.

Гроза | метеорология | Британника

Гроза , сильное, кратковременное погодное нарушение, которое почти всегда связано с молнией, громом, плотными облаками, сильным дождем или градом, а также сильными порывистыми ветрами. Грозы возникают, когда слои теплого влажного воздуха поднимаются большим быстрым восходящим потоком к более прохладным областям атмосферы. Там влага, содержащаяся в восходящем потоке, конденсируется, образуя высокие кучево-дождевые облака и, в конечном итоге, осадки. Столбы охлажденного воздуха затем опускаются к земле, ударяясь о землю сильными нисходящими потоками и горизонтальными ветрами.В то же время электрические заряды накапливаются на частицах облаков (каплях воды и льда). Разряды молнии возникают, когда накопленный электрический заряд становится достаточно большим. Молния нагревает воздух, через который проходит, так интенсивно и быстро, что возникают ударные волны; эти ударные волны слышны как раскаты и раскаты грома. Иногда сильные грозы сопровождаются закрученными воздушными вихрями, которые становятся достаточно концентрированными и мощными, чтобы образовывать торнадо.

Британская викторина

Молния: факт или вымысел?

Молния поражает только один раз.

• карта мира: плотность вспышек молний в течение типичного года Плотность вспышек молний во всем мире в типичный год Как показано на анимации, грозовая активность круглый год является самой высокой над континентальными зонами в тропиках, особенно в Южной Америке и Африке. и Австралазия. Удары молний в высоких широтах усиливаются в весенние и летние месяцы (май – сентябрь в Северном полушарии и ноябрь – март в Южном полушарии). Адаптировано из NASA См. Все видеоролики к этой статье

Известно, что грозы случаются почти во всех регионах мира, хотя они редки в полярных регионах и нечасты на широтах выше 50 ° северной широты и 50 ° южной широты. Поэтому умеренные и тропические регионы мира наиболее подвержены грозам. В США районами максимальной грозовой активности являются полуостров Флорида (более 90 грозовых дней в году), побережье Мексиканского залива (70–80 дней в году) и горы Нью-Мексико (50–60 дней в году). .В Центральной Европе и Азии в среднем от 20 до 60 грозовых дней в году. Было подсчитано, что в любой момент в мире происходит около 1800 гроз.

В этой статье рассматриваются два основных аспекта гроз: их метеорология (то есть их формирование, структура и распространение) и их электризация (то есть генерация молний и грома). Для отдельного освещения связанных явлений, не охваченных в этой статье, см. Торнадо , шаровые молнии, бусовые молнии, а также красные спрайты и синие струи.

Грозовое образование и строение

Вертикальное атмосферное движение

Самые короткие, но сильные возмущения в ветровых системах Земли затрагивают большие области восходящего и нисходящего воздуха. Грозы не являются исключением из этого правила. Говоря техническим языком, считается, что гроза возникает, когда атмосфера становится «нестабильной к вертикальному движению». Такая нестабильность может возникнуть, когда относительно теплый легкий воздух перекрывается более прохладным и тяжелым воздухом. В таких условиях более холодный воздух имеет тенденцию опускаться, вытесняя более теплый воздух вверх.Если поднимается достаточно большой объем воздуха, образуется восходящий поток (сильный поток поднимающегося воздуха). Если восходящий поток влажный, вода будет конденсироваться и образовывать облака; конденсация, в свою очередь, высвобождает скрытую тепловую энергию, дополнительно подпитывая восходящее движение воздуха и увеличивая нестабильность.

Структура грозы Когда атмосфера становится достаточно нестабильной, чтобы сформировать большие мощные восходящие и нисходящие потоки (как показано красными и синими стрелками), образуется возвышающееся грозовое облако. Иногда восходящие потоки бывают достаточно сильными, чтобы расширить верхнюю часть облака в тропопаузу, границу между тропосферой (или нижним слоем атмосферы) и стратосферой.Щелкните значки в левой части рисунка, чтобы просмотреть иллюстрации других явлений, связанных с грозами. Encyclopædia Britannica, Inc.
Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.
Подпишитесь сегодня

Когда в нестабильной атмосфере инициируются восходящие движения воздуха, поднимающиеся частицы теплого воздуха ускоряются по мере того, как они поднимаются через более прохладную окружающую среду, потому что они имеют меньшую плотность и большую плавучесть. Это движение может создать модель конвекции, при которой тепло и влага транспортируются вверх, а более холодный и сухой воздух транспортируется вниз.Области атмосферы, где вертикальное движение относительно велико, называются ячейками, а когда они переносят воздух в верхнюю тропосферу (самый нижний слой атмосферы), они называются глубокими ячейками. Грозы возникают, когда глубокие ячейки влажной конвекции организуются и сливаются, а затем производят осадки и, в конечном итоге, молнии и гром.

Восходящие движения могут быть инициированы в атмосфере разными способами. Распространенным механизмом является нагревание поверхности земли и прилегающих слоев воздуха солнечным светом.Если поверхностного нагрева достаточно, температура нижних слоев воздуха будет расти быстрее, чем верхних слоев, и воздух станет нестабильным. Способность земли быстро нагреваться — вот почему большинство гроз формируется над сушей, а не над океанами. Неустойчивость также может возникать, когда слои холодного воздуха нагреваются снизу после того, как они перемещаются по теплой поверхности океана или по слоям теплого воздуха. Горы также могут вызывать восходящее движение атмосферы, действуя как топографические барьеры, заставляющие подниматься ветры.Горы также действуют как высокоуровневые источники тепла и нестабильности, когда их поверхность нагревается Солнцем.

Мировые закономерности повторяемости гроз Грозы чаще всего происходят в тропических широтах над сушей, где воздух, скорее всего, быстро нагреется и образует сильные восходящие потоки. Encyclopædia Britannica, Inc.

Огромные облака, связанные с грозами, обычно начинаются как изолированные кучевые облака (облака, образованные конвекцией, как описано выше), которые вертикально развиваются в купола и башни.Если имеется достаточная нестабильность и влажность, а фоновый ветер благоприятен, тепло, выделяемое при конденсации, еще больше усилит плавучесть поднимающейся воздушной массы. Кучевые облака будут расти и сливаться с другими ячейками, образуя огромное кучевое облако, простирающееся еще выше в атмосферу (6000 метров [20 000 футов] или более над поверхностью). В конечном итоге образуется кучево-дождевое облако с его характерной верхней частью в форме наковальни, вздымающимися сторонами и темным основанием. Кучево-дождевые облака обычно производят большое количество осадков.

.

ударов молнии: защита, осмотр и ремонт

Когда коммерческие самолеты поражаются молнией, результат может варьироваться от отсутствия повреждений до серьезных повреждений, требующих обширного ремонта, в результате которого самолет может выйти из эксплуатации на длительный период времени. Понимание типичных последствий ударов молнии и надлежащие процедуры проверки повреждений могут подготовить операторов к быстрым действиям в случае сообщения о ударе молнии и к применению наиболее эффективных действий по техническому обслуживанию.

Эта статья помогает обслуживающему персоналу и летным экипажам понять явления удара молнии и помогает операторам понять требования к осмотру повреждений при ударах молнии и связанные с ними эффективные ремонтные работы, которые повышают эффективность обслуживания при ударах молнии.

Обзор Lightning

На частоту ударов молнии, которые испытывает самолет, влияет несколько факторов, в том числе географическая область, в которой работает самолет, и то, как часто самолет проходит высоты взлета и посадки, где молниеносная активность наиболее распространена.

Молния может сильно различаться в зависимости от географического положения. Например, в Соединенных Штатах в некоторых частях Флориды в среднем бывает 100 грозовых дней в год, в то время как на большей части Западного побережья в среднем только 10 грозовых дней в год. В остальном мире молнии чаще всего возникают около экватора, потому что тепло в этом регионе способствует конвекции, создавая широко распространенные грозы почти ежедневно. На мировой карте молний НАСА показано географическое распределение молний (см.рис.1). Области наибольшей активности показаны оранжевым, красным, коричневым и черным цветом. Области низкой активности — белый, серый, фиолетовый и синий. Самый низкий уровень грозовой активности наблюдается над океанами и полярными районами. Он наиболее высок над теплыми континентальными районами. Пронумерованная шкала представляет количество вспышек молний на квадратный километр в год.

Рисунок 1: Молниеносная активность во всем мире

На этой карте показано глобальное распределение молний с апреля 1995 г. по февраль 2003 г. по результатам объединенных наблюдений оптического детектора переходных процессов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) (апрель 1995 г. — март 2000 г.) и наземных информационных систем (январь 1998 г. — февраль 2003 г.) .Изображение любезно предоставлено НАСА.

Наблюдения за молниями с апреля 1995 г. по февраль 2003 г.

Плотность вспышки (вспышек / км2 / год)

Больше ударов молний в реактивных самолетах происходит в облаках на этапах набора высоты и снижения, чем на любом другом этапе полета (см. Рис. 2). Причина в том, что молниеносная активность более распространена на высоте от 5 000 до 15 000 футов (от 1524 до 4572 метров) над уровнем моря (см. Рис. 3). Самолеты, которые летают по коротким маршрутам в районах с высокой степенью молниеносной активности, вероятно, будут поражаться чаще, чем дальнемагистральные самолеты, работающие в более благоприятных условиях молнии.

Рисунок 2: Удары молнии с самолета при ориентации облаков

Большинство ударов молний в самолетах происходит, когда самолет летит в облаках.

* Шестьдесят два удара не показали ориентацию облаков во время удара.

Источник: Рисунок 2 адаптирован из проекта отчетов авиакомпаний о ударах молнии: пилотные отчеты и эффекты молний Дж. Андерсона Пламмера, Lightning Technologies Inc., август 2001 г. Данные были собраны у авиакомпаний, о которых сообщалось о 881 ударе.

Рисунок 3: Распределение ударов молнии по высоте

Обзор коммерческих самолетов США показал, что большинство ударов молний происходит на высоте от 5 000 футов (1524 метра) до 15 000 футов (4572 метра).

Источник: данные на рисунках 3 и 4 были адаптированы из данных книги Франклина А.Фишер, Дж. Андерсон Пламмер и Родни А. Перала, 2-е изд., Lightning Technologies Inc., 2004.

Одна молния может содержать до 1 миллиона вольт или 30 000 ампер. Количество и тип повреждений, которые получает самолет при ударе молнии, могут сильно различаться в зависимости от таких факторов, как уровень энергии удара, места прикрепления и выхода, а также продолжительность удара.

Из-за этих различий между ударами молнии можно ожидать, что чем чаще самолет поражается сильной молнией, тем более вероятно, что некоторые из этих событий приведут к уровням повреждений, которые могут потребовать ремонта.

Наивысшая вероятность попадания молнии в самолет — это внешние конечности, такие как законцовка крыла, нос или руль направления. Удары молнии чаще всего происходят на этапах набора высоты и снижения на высоте от 5 000 до 15 000 футов (от 1524 до 4572 метра). Вероятность удара молнии значительно уменьшается на высоте более 20 000 футов (6096 метров).

Семьдесят процентов всех ударов молний происходит во время дождя. Существует тесная взаимосвязь между температурой около 32 градусов F (0 градусов C) и ударами молнии в самолеты.Большинство ударов молнии по самолетам происходит при температуре, близкой к отрицательной.

Условия, вызывающие осадки, также могут вызывать накопление электроэнергии в облаках. Эта доступность электроэнергии связана с осадками и образованием облаков. Большинство ударов молний в самолеты происходит весной и летом.

Хотя 70 процентов ударов молний происходит во время осадков, молния может поражать самолеты на расстоянии до пяти миль от электрического центра облака.Примерно 42 процента ударов молний, ​​о которых сообщили пилоты авиакомпаний, произошли, и пилоты не сообщали о грозах в непосредственной близости от них.

Молниеносное взаимодействие с самолетами

Молния первоначально прикрепляется к конечности самолета в одной точке и выходит из другой (см. Рис. 4). Обычно первое крепление осуществляется к обтекателю, носовой части фюзеляжа, гондоле, оперению или законцовке крыла.

Рисунок 4: Как молния прикрепляется к самолету

Молния возникает на передних кромках самолета, которые ионизируются, создавая возможность удара.Токи молний проходят по самолету и выходят на землю, образуя контур с самолетом между энергией облака и землей.

На начальных стадиях удара молнии в самолет можно увидеть свечение на носу или законцовках крыла, вызванное ионизацией воздуха, окружающего передние кромки или острые точки на конструкции самолета. Эта ионизация вызвана увеличением плотности электромагнитного поля в этих местах.

На следующей стадии удара ступенчатый лидер может выходить из самолета из ионизированной области, ища большое количество энергии молнии в ближайшем облаке.Ступенчатые лидеры (также называемые «лидерами») относятся к пути ионизированного воздуха, содержащего заряд, исходящий от заряженного самолета или облака. Когда самолет летит через заряженную атмосферу, лидеры распространяются от его оконечностей, где образовались ионизированные области. Как только лидер самолета встречает лидера из облака, удар по земле может продолжаться, и самолет становится частью события. В этот момент пассажиры и экипаж могут увидеть вспышку и услышать громкий шум при ударе молнии в самолет.Значительные события случаются редко из-за встроенной в самолет молниезащиты и его чувствительных электронных компонентов.

После прикрепления самолет пролетает через событие молнии. Во время импульса удара лидер снова присоединяется к фюзеляжу или другой конструкции в других местах, в то время как самолет находится в электрической цепи между облачными областями противоположной полярности. Ток проходит через проводящую внешнюю оболочку и структуру самолета и выходит через другую конечность, например, хвост, в поисках противоположной полярности или земли.Пилоты могут иногда сообщать о временном мерцании огней или кратковременных помехах в работе приборов.

Типичные последствия ударов молнии

Компоненты самолета, изготовленные из ферромагнитного материала, могут сильно намагничиваться под воздействием токов молнии. Большой ток, протекающий от удара молнии в конструкции самолета, может вызвать такое намагничивание.

Хотя электрическая система самолета спроектирована так, чтобы быть устойчивой к ударам молнии, удар необычно высокой интенсивности может повредить такие компоненты, как топливные клапаны с электрическим управлением, генераторы, питатели и системы распределения электроэнергии.

Молниезащита для коммерческих самолетов

Большинство внешних частей старых самолетов представляют собой металлические конструкции с достаточной толщиной, чтобы быть устойчивыми к ударам молнии. Эта металлическая сборка — их основная защита. Толщина металлической поверхности достаточна для защиты внутренних помещений самолета от удара молнии. Металлическая обшивка также защищает от проникновения электромагнитной энергии в электрические провода самолета. Хотя металлическая оболочка не препятствует проникновению всей электромагнитной энергии в электрическую проводку, она может удерживать энергию на удовлетворительном уровне.

Понимая природу и последствия ударов молнии, компания Boeing разрабатывает и испытывает свои коммерческие самолеты на предмет защиты от ударов молнии, чтобы обеспечить защиту на протяжении всего срока их службы. Выбор материала, выбор отделки, установка и применение защитных функций являются важными методами уменьшения ущерба от удара молнии.

Области, которые имеют наибольшую вероятность прямого попадания молнии, включают в себя какой-либо тип молниезащиты.Boeing проводит испытания, которые обеспечивают адекватность молниезащиты. Композитные детали, которые находятся в зонах, подверженных ударам молнии, должны иметь соответствующую молниезащиту.

Большой объем данных, собранных с самолетов, находящихся в эксплуатации, представляет собой важный источник информации о защите от ударов молнии, которую компания Boeing использует для усовершенствования системы управления повреждениями от ударов молнии, что позволит снизить значительный ущерб от ударов молнии при надлежащем техническом обслуживании.

Молниезащита на самолетах может включать:

• Экраны для пучков проводов.
• Ремни заземления.
• Композитная структура из вспененной фольги, проволочная сетка, алюминиевое покрытие напылением пламенем, встроенная металлическая проволока, металлические рамы для картин, переключающие полосы, металлические прокладки из фольги, стеклоткань с покрытием и склеенная алюминиевая фольга.

Необходимые действия после удара молнии в самолет

Удары молнии по самолетам могут происходить без предупреждения для летного экипажа. Когда в самолет поражает молния, и пилот очевиден для пилота, пилот должен определить, будет ли полет продолжаться до пункта назначения или будет перенаправлен в другой аэропорт для проверки и возможного ремонта.

Техники могут находить и идентифицировать повреждения от удара молнии, понимая механизмы молнии и ее прикрепление к самолетам. Технические специалисты должны знать, что удары молнии могут не регистрироваться в журнале полетов, потому что пилоты могли не знать, что в самолет произошел удар молнии. Базовое понимание ударов молнии поможет техническим специалистам в эффективном обслуживании.

Выявление повреждений коммерческого самолета от удара молнии

Удары молнии по самолетам могут повлиять на конструкции в точках входа и выхода.В металлических конструкциях повреждения от молнии обычно проявляются в виде ямок, ожогов или небольших круглых отверстий. Эти отверстия можно сгруппировать в одном месте или разделить на большой площади. Обгоревшая или обесцвеченная кожа также показывает повреждения от удара молнии.

Прямые последствия удара молнии можно определить по повреждению конструкции самолета, например, по проплавлению, резистивному нагреву, точечной коррозии конструкции, признакам ожога вокруг креплений и даже отсутствию конструкции на конечностях самолета, такой как вертикальный стабилизатор, крыло наконечники и края горизонтального стабилизатора (см. рис.5). Конструкция самолета также может быть разрушена ударными волнами, присутствующими во время удара молнии. Еще одним признаком удара молнии является повреждение крепежных лент. Эти ремни могут сломаться во время удара молнии из-за высоких электромагнитных сил.

Рисунок 5: Молниезащита и повреждения от ударов

По часовой стрелке сверху слева: повреждение молнией горизонтального стабилизатора, руля направления, антенны и перемычки.

Поскольку самолет пролетает больше, чем его собственная длина в течение времени, необходимого для начала и завершения удара, точка входа будет изменяться, поскольку вспышка присоединяется к другим точкам позади начальной точки входа.Свидетельством этого являются инспекционные проверки, когда вдоль фюзеляжа самолета обнаружены множественные ожоги (см. Рис. 6).

Рисунок 6: Повреждения от молнии, движущейся вдоль самолета

Когда удар молнии движется по самолету, он может вызвать повреждение «стреловидным ударом».

Молния также может повредить композитные конструкции самолета, если защитная отделка не нанесена, не спроектирована должным образом или не имеет надлежащего качества. Часто это повреждение в виде пригоревшей краски, поврежденного волокна и удаления композитного слоя (см. Рис.7).

Рисунок 7: Повреждение молнией составного самолета

Композитные конструкции обладают меньшей проводимостью, чем металлические, что приводит к более высоким напряжениям. Это тип повреждений, которые могут возникнуть, если молниезащитное покрытие не применяется или не соответствует требованиям.

Процедуры проверки конструкций на случай удара молнии

Если молния попадает в самолет, необходимо провести условную проверку на предмет наличия молнии, чтобы определить точки входа и выхода.Осматривая зоны входа и выхода, обслуживающий персонал должен внимательно осмотреть конструкцию, чтобы обнаружить все повреждения, которые произошли.

Условный осмотр необходим для выявления любых структурных повреждений и повреждений системы перед возвратом в эксплуатацию. В конструкции могут быть прожженные отверстия, которые могут привести к потере давления или появлению трещин. Перед полетом критически важные компоненты системы, жгуты проводов и перемычки должны быть проверены на пригодность к полетам. По этим причинам Boeing рекомендует провести полную условную инспекцию на случай удара молнии перед следующим полетом, чтобы поддерживать самолет в летном состоянии.

Зоны удара молнии в самолетах определены в соответствии с Рекомендуемой практикой SAE Aerospace 5414 (см. Рис. 8). Некоторые зоны более подвержены ударам молнии, чем другие (см. Рис. 9). Точки входа и выхода молнии обычно находятся в Зоне 1, но очень редко могут происходить в Зонах 2 и 3. Удар молнии обычно попадает в самолет в Зоне 1 и вылетает из другой зоны Зоны 1. Наиболее вероятные повреждения внешних компонентов:

• Обтекатель.
• Гондолы.
• Наконечники крыла.
• Наконечники горизонтального стабилизатора.
• Лифты.
• Наконечники вертикальных плавников.
• Концы заслонок передней кромки.
• Обтекатели гусеницы закрылка задней кромки.
• Шасси шасси.
• Водосточные мачты.
• Датчики данных о воздухе (датчики Пито, статические порты, угол атаки [AOA], датчик общей температуры воздуха).

Рисунок 8: Определения зоны молнии

Зоны молний в самолетах, определенные в Рекомендациях SAE Aerospace 5414.

Рис.9: Зоны молний в самолете

Зоны самолета, подверженные ударам молнии, обозначены зонами. Зона 1 указывает на область, которая может быть затронута первоначальным нанесением удара. Зона 2 указывает на перемещение навесного оборудования. Зона 3 указывает области, которые могут испытывать наведенные токи без фактического воздействия удара молнии.

В Зоне 2 начальная точка входа или выхода является редким событием, но в таком случае канал молнии может быть отодвинут назад от начальной точки входа или выхода.Например, обтекатель может быть областью начальной точки входа, но канал молнии может быть сдвинут назад вдоль фюзеляжа за обтекателем за счет поступательного движения самолета.

Настоятельно рекомендуется обследование в зоне 3, даже если во время обследований в зоне 1 и 2 не было обнаружено никаких повреждений. Таким образом, любые точки входа и выхода должны быть обозначены в Зонах 1, 2 или 3, чтобы при необходимости можно было тщательно осмотреть и отремонтировать ближайшие области вокруг них.

Обследование молниевых поверхностей по зоне

Boeing предоставляет процедуры проверки на случай удара молнии, чтобы убедиться, что внешние поверхности не повреждены.Операторы должны ссылаться на применимые процедуры технического обслуживания как на авторитетный источник инструкций по проверке / ремонту. Предлагаемые типовые процедуры включают следующие общие рекомендации.

• Выполните стандартный осмотр внешней поверхности для Зоны 1 и Зоны 2.
• Осмотрите все внешние поверхности самолета:
  
  • Внимательно осмотрите внешние поверхности, чтобы найти точки входа и выхода удара молнии, и осмотрите области, где одна поверхность останавливается и начинается другая.
  • Осмотрите металлическую и неметаллическую конструкцию на предмет повреждений.
  • Для композитной конструкции расслоение может быть обнаружено методами инструментального неразрушающего контроля или испытанием методом отвода.
  • Для Зоны 2: проверьте датчики Пито, датчики AOA, статические порты и их окружающие области на предмет повреждений.

Если точки входа и выхода не обнаружены во время осмотра Зон 1 и 2, следует осмотреть участки поверхности Зоны 3 на предмет повреждений от удара молнии.Проверки Зоны 3 аналогичны Зонам 1 и 2. Дополнительные проверки Зоны 3 включают:

• Осмотрите все внешние фонари, ищите:
  
  • Сломанные узлы освещения.
  • Сломанные или потрескавшиеся линзы.
  • Прочие видимые повреждения.
• Осмотрите поверхности управления полетом на предмет повреждений от удара молнии и выполните необходимые эксплуатационные проверки.
• Осмотрите дверцы шасси.
• Проверьте резервный магнитный компас.
• Проверьте точность системы подачи топлива.
• Осмотрите разрядники статического электричества.

Примечание. Это краткое изложение процедур проверки. Персоналу по техническому обслуживанию следует обращаться к главе 5 Руководства по техническому обслуживанию самолета (AMM) для проверяемой модели самолета.

Осмотр внутренних компонентов самолета

Если удар молнии привел к неисправности системы, выполните полное обследование пораженной системы с использованием соответствующего раздела AMM для этой системы.

Выполняйте проверку резервной системы компаса только в том случае, если летный экипаж сообщил об очень большом отклонении компаса.

Убедитесь, что система количества топлива является точной, используя встроенное испытательное оборудование.

Эксплуатационные испытания радионавигационных систем

Уровень проверок после удара молнии в самолет определяется информацией летного экипажа и состоянием самолета после инцидента.

Например, если все системы навигации и связи эксплуатируются летным экипажем в полете после удара молнии, и никаких аномалий не обнаружено, проверки работающих систем обычно не требуются.

Для систем, не эксплуатируемых летным экипажем в полете, или систем, в которых были обнаружены аномалии, могут потребоваться дополнительные процедуры эксплуатационных испытаний, как указано в соответствующем AMM. Кроме того, даже если система эксплуатировалась в полете после удара молнии и никаких аномалий не было обнаружено, но последующие проверки показали повреждение молнией вблизи этой системной антенны, могут потребоваться дополнительные проверки этой системы.

Логическая схема проверки внутренних компонентов в процедурах технического обслуживания, предоставляемых Boeing, выполняется аналогично (см. Рис.10).

Рисунок 10: Схема условной проверки внутренних компонентов

Boeing рекомендует провести условную проверку на предмет наличия молнии перед следующим полетом, чтобы поддерживать самолет в летном состоянии.

Ремонт конструкций с ударом молнии

Подробную информацию и процедуры для общих допустимых пределов повреждений от молнии и применимых переделок или ремонтов можно найти в руководстве по структурному ремонту (SRM) для каждой модели самолета.Персонал по техническому обслуживанию должен восстановить первоначальную структурную целостность, предел прочности, защитную отделку и материалы после удара молнии.

В ответ на запросы клиентов на обучение, компания Boeing разработала курс по ремонту SRM, чтобы обучать технических специалистов и инженеров оценке и ремонту повреждений самолетов от ударов молнии. Темы включают типы повреждений, принципы проектирования защиты от ударов молнии, методы проверки повреждений, допустимые пределы ущерба, ремонт и восстановление методов защиты.Дополнительное обучение пониманию воздействия молнии на самолеты и инструкции по проверке можно запросить через представителя авиакомпании Boeing. По окончании курса студент сможет:

• Определите причины и механизмы ударов молнии.
• Обозначить на самолете участки, подверженные ударам молнии.
• Описать принципы проектирования защиты от ударов молнии.
• Проведите соответствующие проверки после удара молнии.
• Укажите особые процедуры доработки для участков, пострадавших от ударов молнии.
• Понимать требования по восстановлению защиты от ударов молнии и снижению их ударов.

Для получения дополнительной информации о доступном стандартном обучении по техническому обслуживанию обращайтесь на MyBoeingTraining.com.

Сводка

Эксплуатанты должны быть осведомлены об условиях, способствующих ударам молнии в самолетах, и избегать излишнего воздействия на них грозового воздействия на них.Хотя в самолетах Boeing предусмотрена обширная защита от ударов молний, ​​удары молний по-прежнему могут влиять на работу авиакомпаний и вызывать дорогостоящие задержки или прерывания обслуживания. Четкое понимание надлежащих процедур проверки и ремонта может повысить эффективность обслуживающего персонала и гарантировать, что все повреждения, вызванные молнией, будут выявлены и устранены.

.

Защита от молний с помощью молниеотводов и консультантов

• 
• 100% АМЕРИКАНСКОЕ СДЕЛАНО
• Молниезащита в эпоху цифровых технологий
• Не привлекайте молнию …. Устраните ее!
• О компании
  • История
  • Как это работает
  • Фото галерея
  • Видео галерея
  • Ассоциации и программы
  • Клиенты
• Отрасли промышленности
  • Нефть и газ / нефтехимия
  • Информационные и коммуникационные технологии
  • Коммунальные предприятия / Энергетика
  • Объекты, учреждения и транспорт
  • Промышленное и непрерывное производство
  • Правительственные, военные и оборонные объекты
  • Очистка воды
• Продукты
  • Защита от молний
  • Защита резервуара для хранения
  • Защита от перенапряжения
  • Заземление (Заземление)
  • Консультационные услуги
• Отзывы
  • Примеры из практики
  • Отчеты
• Связаться
  • Начало работы
  • Получить предложение
  • Бесплатная оценка рисков
  • Представители
  • Рассылка новостей
• ресурса
  • Новости / Пресса / Выставки
  • Часто задаваемые вопросы
  • Блог
  • Условия гарантии
• Технические документы
• О компании
  • История
  • Как это работает
  • Фото галерея
  • Видео галерея
  • Ассоциации и программы
  • Клиенты
• Отрасли промышленности
  • Нефть и газ / нефтехимия
  • Информационные и коммуникационные технологии
  • Коммунальные предприятия / Энергетика
  • Объекты, учреждения и транспорт
  • Промышленное и непрерывное производство
  • Правительственные, военные и оборонные объекты
  • Очистка воды
• Продукты
  • Защита от молний
  • Защита резервуара для хранения
  • Защита от перенапряжения
  • Заземление (заземление)
  • Консультационные услуги
• Отзывы
  • Примеры из практики
  • Отчеты
• Связаться
  • Начало работы
  • Получить предложение
  • Бесплатная оценка рисков
  • Представители
  • Рассылка новостей
• ресурса
  • Новости / Пресса / Выставки
  • Часто задаваемые вопросы
  • Блог
  • Условия гарантии
• Технические документы




+1 303-447-2828 Бесплатная оценка рисков









.