Громоотвод — это, образно говоря, наживка для молнии, лакомый кусочек, который она непременно заглотит и тут же будет поймана, обезврежена и похоронена. Конструктивно рабочий элемент молниеприемного устройства — заостренный стержень, поднятый выше близлежащих строений и деревьев. На острие молниеприемника в силу физических законов (или вы это знаете и сами, или в это вам вникать совершенно неохота) происходит концентрация электростатического поля, благодаря чему грозовому разряду легче замкнуться именно на него и уйти в землю по специально проложенному проводу.

Разряд молнии обладает огромной энергией (возникает напряжение в миллионы вольт), вся заземляющая электрическая цепь должна выдержать без повреждений (не оплавиться и не сгореть) ток в сотни тысяч ампер.

Эта цепь состоит из следующих элементов:

• молниеприемник;
• заземляющий электрод;
• соединяющий их токоотвод.

МОЛНИЕПРИЕМНИК

Молниеприемник — это стальной стержень, пика, укрепленная на верхушке несущей мачты или на элементе конструкции крыши (например, на трубе или фронтоне).

Хотя, как мы говорили, конец пики работает тем эффективнее, чем он острее заточен, тонкое острие при ударе молнии оплавится, да и стойкость его к атмосферному воздействию невелика. Поэтому приходится идти на компромисс. Варианты оформления рабочего конца молниеприемника показаны на рис. 19.

Рис. 19. Молниеприемники из стальной проволоки (а, б), прутка (в), водопроводной трубы (г), стальной полосы и уголка (д, е) (размеры в мм): 1 — бандаж из оцинкованной проволоки с пропайкой; 2 — сварка; 3 — заклепки.

Где гарантия того, что молния ударит именно в громоотвод, а не рядом, в здание?

Если мысленно представить себе конус с вершиной на острие молниеприемника и с углом при вершине примерно 90°, то все, что оказалось внутри конуса, находится под защитой молниеотвода.

Приближенно можно считать, что если поперечник дома вписывается в окружность радиуса К, то молниеприемник должен возвышаться над стенами дома на высоту

Н(м) = R(м).

Например, для квадратного сруба 10x10 м поперечник дома составит около 14 м, радиус зоны защиты R=7 м.

Остается проблема крыши. Вернее, если она вся помещена в конус, о котором мы говорили, как на рис. 20, то проблемы нет.

А вот если, скажем, крыша двускатная, ее фронтоны не впишутся в защитный конус. Можно, конечно, поднять молниеприемник повыше, но это слишком лобовое, пораженческое решение. Лучше проблему обойти.

Рис. 20, Защитная зона громоотвода (а) и поперечник дома в плане (б): h0 — высота стен; к — высота молниеприемника над стенами; R — радиус окружности, в которую вписывается поперечник дома; пунктиром показан защитный конус.

Можно поставить два молниеотвода, их конусы охватят всю крышу (рис. 21). Кстати, для длинного узкого дома это тоже хорошее решение: оно позволит уменьшить высоту конструкции по сравнению со случаем одной мачты. Можно создать отдельную защиту углов крыши маленькими молниеотводами.

Рис. 21. Различные конструкции громоотвода:
а — молниеотвод на самой высокой части дома; б— горизонтальный (тросовый) молниеприемник; в — дополнительные молниеприемники на фронтонах; г — Два разнесенных молниеприемника.

Металлическая крыша сама может служить молниеприемником. В этом случае оба ската должны быть соединены токоотводами с заземлителями.

Токоотвод

Лучше всего для токоотвода использовать оцинкованную стальную проволоку диаметром 5—6 мм; подойдет и стальная полоса или водопроводная труба. Токоотвод нельзя прокладывать по сгораемым поверхностям (минимальное расстояние — 150 мм). Очень важно надежно соединить токоотвод и с молниеприемником, и с заземлением. Надежнее всего сварное соединение, а также пайка твердым припоем (латунью).

Для соединения молниеприемника с токоотводом допустимы клепка, болтовое соединение, проволочный бандаж, но такой контакт должен быть защищен изоляцией (рис. 22).

Токоотвод должен быть как можно короче, но вместе с тем его следует прокладывать поближе к местам риска: острым выступам, краям фронтонов, слуховым окнам.

Рис. 22. Способы соединения токоотвода с молниеприемником (размеры в мм):
а — болтовое; б — сварное; в — бандаж из оцинкованной проволоки; 1 — стальная полоса; 2 — свинцовая прокладка; 3 — болт М8; 4 — проволока; 5 — сварка; 6 — оцинкованная проволока диаметром 1,5-2,5 мм.

ЗАЗЕМЛИТЕЛИ

Заземлители, или заземляющие электроды, — это устройства, обеспечивающие надежный контакт токоотвода с почвой (рис. 23).

Рис. 23. Конструкция вертикального (а) и горизонтального (б) заземлителя (размеры в м):
1 — заземлитель; 2 — токоотвод; 3 — поперечная шина.

При влажных почвах достаточно устроить горизонтальный заземлитель, уложив в траншею глубиной 80 см арматурный пруток (16—20 мм), стальной уголок с полкой 40 мм, стальную полосу 40 х 4 мм. Длина заземлителя должна быть не менее З м.

Не следует укладывать заземлитель слишком близко (ближе 5 м) к крыльцу и пешеходным дорожкам.

Источник: Синельников В.С. "Инженерные системы загородного дома"

Источник Дачный портал