Jenis dan reka bentuk penangkal petir

Penangkal petir ialah alat yang dipasang pada bangunan dan struktur serta berfungsi untuk melindungi daripada sambaran petir. Dalam kehidupan seharian, "batang kilat" yang tidak betul tetapi lebih meriah juga digunakan.

Semasa ribut petir, caj teraruh besar muncul dan medan elektrik yang kuat muncul di permukaan Bumi. Kekuatan medan adalah tinggi terutamanya berhampiran konduktor tajam, dan oleh itu nyahcas korona dinyalakan pada hujung batang petir.

Akibatnya, caj teraruh tidak boleh terkumpul pada bangunan dan kilat tidak berlaku. Dalam kes-kes apabila kilat berlaku (kes sebegini sangat jarang berlaku), ia mengenai penangkal kilat dan caj masuk ke Bumi tanpa menyebabkan kemusnahan.

Bangunan dan struktur dilindungi daripada sambaran petir secara langsung oleh batang petir pelbagai reka bentuk. Tetapi mana-mana penangkal petir termasuk empat bahagian utama: penangkal petir yang secara langsung merasakan sambaran petir; konduktor bawah yang menyambungkan rod kilat ke konduktor pembumian; elektrod tanah di mana arus kilat mengalir ke dalam tanah; bahagian galas beban (sokongan atau penyokong) direka untuk menahan rod kilat dan konduktor bawah.

Bergantung pada reka bentuk penangkal petir, penangkal petir dibezakan:

joran

Kabel

mesh

digabungkan.

Berdasarkan bilangan penangkal petir yang beroperasi bersama, ia dibahagikan kepada:

Bujang

berganda

Pelbagai.

Di samping itu, mengikut lokasi mereka, penangkal petir adalah:

Berdiri bebas

Terpencil

Tidak terpencil

Kesan perlindungan penangkal kilat adalah berdasarkan keupayaan kilat untuk menyerang struktur logam yang paling tinggi dan dibumikan dengan baik. Terima kasih kepada harta benda ini, bangunan terlindung yang lebih rendah ketinggiannya boleh dikatakan tidak disambar petir jika ia memasuki zon perlindungan penangkal kilat. Zon perlindungan rod kilat adalah bahagian ruang bersebelahan dengannya dan dengan tahap kebolehpercayaan yang mencukupi (sekurang-kurangnya 95%) memberikan perlindungan struktur daripada sambaran kilat langsung.

Batang petir paling kerap digunakan untuk melindungi bangunan dan struktur.

Terminal udara rod kilat rod ialah rod keluli yang terletak menegak dari sebarang profil dengan panjang 2... 15 m dan luas keratan rentas sekurang-kurangnya 100 mm 2, dipasang pada sokongan yang terletak, sebagai peraturan, tidak lebih dekat daripada 5 m dari objek yang dilindungi. Batang petir disambungkan ke konduktor pembumian oleh konduktor turun yang diperbuat daripada dawai keluli dengan diameter sekurang-kurangnya 6 mm, dan dalam hal meletakkan konduktor di dalam tanah - sekurang-kurangnya 10 mm. Apabila memasang batang petir terus di atas bumbung bangunan, sekurang-kurangnya dua konduktor bawah dipasang, dan untuk lebar bumbung lebih daripada 12 m - empat. Jika panjang objek yang dilindungi lebih daripada 20 m, maka untuk setiap 20 m panjang berikutnya adalah perlu untuk memasang konduktor bawah tambahan; untuk lebar bangunan sehingga 12 m - di kedua-dua belah bangunan. Semua sambungan (batang kilat - konduktor bawah, konduktor bawah - konduktor pembumian) hendaklah dikimpal. Sebagai rod petir, adalah perlu untuk menggunakan maksimum struktur tinggi yang wujud berhampiran objek yang dilindungi: menara air, paip ekzos, dsb. Pokok-pokok yang tumbuh pada jarak tidak lebih daripada 5 m dari bangunan III...V darjah rintangan api juga boleh digunakan sebagai penyokong untuk penangkal petir jika konduktor ke bawah diletakkan pada dinding bangunan bertentangan dengan pokok itu untuk ketinggian penuh dinding, mengimpalnya ke konduktor pembumian rod kilat.

Rod kilat kabel paling kerap digunakan untuk melindungi bangunan panjang panjang dan talian voltan tinggi. Batang petir ini dibuat dalam bentuk kabel mendatar yang dipasang pada penyokong, di sepanjang setiap satu konduktor bawah diletakkan. Batang petir bagi kabel petir diperbuat daripada kabel keluli tergalvani berbilang wayar dengan keratan rentas sekurang-kurangnya 35 mm 2. Perlu diingatkan bahawa rod dan rod kilat kabel memberikan tahap kebolehpercayaan perlindungan yang sama.

Sebagai penangkal kilat, anda boleh menggunakan bumbung logam, dibumikan di sudut dan sepanjang perimeter sekurang-kurangnya setiap 25 m, atau jaringan dawai keluli dengan diameter sekurang-kurangnya 6 mm diletakkan di atas bumbung bukan logam, mempunyai sel luas sehingga 150 mm 2, dengan nod diikat dengan kimpalan, dan dibumikan dengan cara yang sama seperti bumbung logam. Penutup logam dilekatkan pada jejaring atau bumbung konduktif di atas cerobong asap dan paip pengudaraan, dan jika tiada penutup, gelang wayar diletakkan khas pada paip.

Konduktor pembumian MZS

MZ diperlukan untuk mengalihkan arus kilat ke dalam tanah selepas ia mengenai penangkal petir. Tetapi untuk tujuan ini tidak ada keperluan untuk gelung pembumian khas. Arus kilat tidak ke mana. Tanpa sebarang pembumian, ia akan merebak di dalam tanah selepas sambaran petir di permukaan bumi atau, sebagai contoh, pada pokok.

Mungkin, dengan rintangan pembumian yang rendah, penangkal kilat menarik kilat dengan lebih berkesan? Teori dan eksperimen memberikan jawapan negatif di sini. Untuk menarik kilat, pertumbuhan saluran plasma dari bahagian atas objek, yang dipanggil ketua kaunter, adalah penting. Perkembangan perambut disertai dengan arus melalui rintangan pembumian rod kilat dan voltan hilang di atasnya. Walau bagaimanapun, kerugian adalah sangat kecil, kerana arus ini tidak mungkin melebihi 10 - 20 A. Walaupun dengan rintangan pembumian Rз = 000 Ohm, kehilangan voltan akan menjadi 10 - 20 kV - nilai yang boleh diabaikan berbanding potensi 20 - 100 kV, yang dibawa oleh saluran ke tanah kilat. Jadi, sebab yang dipertimbangkan hilang. Satu perkara yang kekal - keselamatan proses penyebaran arus kilat di dalam tanah. Apabila menyambar petir, arus kilat boleh melebihi 100 kA. Walaupun dalam kes pembumian berkualiti tinggi bagi rod kilat dengan rintangan pembumian Rз ~ 10 Ohms, kita akan bercakap tentang voltan urutan 1000 kV. Lonjakan voltan yang begitu kuat menyebabkan tekanan yang besar. Menyentuh struktur logam batang petir, untuk mencukupi Jarak jauh Voltan langkah berbahaya timbul daripada rod kilat; voltan tinggi beroperasi di antara konduktor tanah dan komunikasi bawah tanah (contohnya, kabel litar kawalan), mencukupi untuk pecahan percikan tanah dan kemasukan sebahagian besar arus kilat ke dalam komunikasi ini. Pada voltan yang sangat tinggi, walaupun percikan api pecah melalui udara pada struktur logam objek, yang direka bentuk untuk melindungi batang kilat ini, adalah mungkin.

3.1. Sokongan rod kilat rod mesti direka bentuk untuk kekuatan mekanikal sebagai struktur berdiri bebas, dan sokongan rod kilat kabel - dengan mengambil kira ketegangan kabel dan kesan beban angin dan ais ke atasnya.

3.2. Sokongan batang kilat berdiri bebas boleh dibuat daripada sebarang gred keluli, konkrit bertetulang atau kayu.

3.3. Rod petir mesti diperbuat daripada keluli dari mana-mana gred dengan keratan rentas sekurang-kurangnya 100 mm 2 dan panjang sekurang-kurangnya 200 mm dan dilindungi daripada kakisan dengan memgalvani, tinning atau mengecat.

Batang petir kabel mesti diperbuat daripada tali keluli berbilang dawai dengan keratan rentas sekurang-kurangnya 35 mm 2.

3.4. Sambungan rod kilat dengan konduktor bawah dan konduktor bawah dengan konduktor pembumian mesti, sebagai peraturan, dibuat dengan kimpalan, dan jika kerja panas dilarang, sambungan bolted dengan rintangan sementara tidak lebih daripada 0.05 Ohm dibenarkan, dengan pemantauan tahunan mandatori daripada yang terakhir sebelum permulaan musim ribut petir.

3.5. Konduktor bawah yang menyambungkan rod kilat semua jenis dengan konduktor pembumian hendaklah diperbuat daripada keluli dengan dimensi tidak kurang daripada yang ditunjukkan dalam jadual. 3.

3.6. Apabila memasang rod kilat pada objek yang dilindungi dan adalah mustahil untuk menggunakan struktur logam bangunan sebagai konduktor bawah (lihat klausa 2.12), konduktor ke bawah mesti diletakkan pada konduktor pembumian di sepanjang dinding luar bangunan di sepanjang laluan terpendek.

3.7. Ia dibenarkan untuk menggunakan sebarang struktur asas konkrit bertetulang bangunan dan struktur (cerucuk, jalur, dll.) sebagai konduktor pembumian perlindungan kilat semulajadi (dengan mengambil kira keperluan klausa 1.8).

Saiz yang boleh diterima reka bentuk tunggal asas konkrit bertetulang, digunakan sebagai konduktor pembumian, diberikan dalam jadual. 2.

LAMPIRAN 1

SYARAT ASAS

1. Sambaran kilat terus (lightning strike) - sentuhan terus saluran kilat dengan bangunan atau struktur, disertai dengan aliran arus kilat melaluinya.

2. Manifestasi sekunder kilat - menunjukkan potensi pada unsur logam struktur, peralatan, dalam litar logam terbuka, disebabkan oleh pelepasan kilat berdekatan dan mewujudkan bahaya percikan api di dalam objek yang dilindungi.

3. Pengenalan potensi tinggi - pemindahan ke dalam bangunan atau struktur yang dilindungi melalui komunikasi logam panjang (saluran paip bawah tanah, atas tanah dan atas tanah, kabel, dsb.) potensi elektrik yang timbul semasa sambaran kilat secara langsung dan tertutup dan mewujudkan bahaya percikan api di dalam objek yang dilindungi.

4. Batang petir - alat yang menerima sambaran petir dan mengalihkan arusnya ke dalam tanah.

Secara umum, penangkal kilat terdiri daripada sokongan; penangkal petir yang secara langsung merasakan sambaran petir; konduktor ke bawah yang melaluinya arus kilat dihantar ke tanah; konduktor pembumian yang memastikan arus kilat merebak di dalam tanah.

Dalam sesetengah kes, fungsi sokongan, rod kilat dan konduktor bawah digabungkan, contohnya, apabila menggunakan paip logam atau kekuda sebagai rod kilat.

5. Zon perlindungan rod kilat - ruang di dalam bangunan atau struktur dilindungi daripada sambaran kilat langsung dengan kebolehpercayaan tidak lebih rendah daripada nilai tertentu. Permukaan zon perlindungan mempunyai kebolehpercayaan yang paling sedikit dan berterusan; di kedalaman zon perlindungan, kebolehpercayaan lebih tinggi daripada permukaannya.

Zon perlindungan jenis A mempunyai kebolehpercayaan 99.5% atau lebih tinggi, dan jenis B mempunyai kebolehpercayaan 95% atau lebih tinggi.

6. Secara struktur, penangkal kilat dibahagikan kepada jenis berikut:

rod - dengan rod kilat menegak;

kabel (dilanjutkan) - dengan batang kilat mendatar dipasang pada dua sokongan yang dibumikan;

jerat ialah beberapa batang kilat mendatar yang bersilang pada sudut tepat dan diletakkan pada objek yang dilindungi.

7. Batang petir yang berdiri bebas ialah yang penyokongnya dipasang di atas tanah pada jarak yang agak jauh dari objek yang dilindungi.

8. Joran kilat tunggal ialah reka bentuk tunggal joran atau joran kabel.

9. Joran kilat berganda (berbilang) - ini adalah dua (atau lebih) joran atau joran kilat kabel yang membentuk zon perlindungan bersama.

10. Konduktor pembumian perlindungan kilat - satu atau lebih konduktor tertanam di dalam tanah, direka untuk mengalirkan arus kilat ke dalam tanah atau mengehadkan lebihan voltan yang berlaku pada bangunan logam, peralatan, komunikasi semasa sambaran kilat rapat. Elektrod pembumian dibahagikan kepada semula jadi dan buatan.

11. Konduktor pembumian semula jadi - logam dan tertanam di dalam tanah struktur konkrit bertetulang bangunan dan struktur.

12. Konduktor pembumian buatan - kontur yang diperbuat daripada jalur atau keluli bulat yang diletakkan khas di dalam tanah; struktur tertumpu yang terdiri daripada pengalir menegak dan mendatar.

LAMPIRAN 2

CIRI-CIRI INTENSITI AKTIVITI KILAT DAN KEMUNGKINAN KILAT BANGUNAN DAN STRUKTUR

Purata tempoh tahunan ribut petir dalam jam pada titik sewenang-wenangnya di wilayah USSR ditentukan dari peta (Rajah 3), atau dari peta wilayah tempoh ribut petir yang diluluskan untuk beberapa wilayah USSR, atau dari purata panjang. -data jangka (kira-kira 10 tahun) daripada stesen cuaca yang paling hampir dengan lokasi bangunan atau struktur.

Bilangan N yang dijangkakan sambaran petir setahun dikira menggunakan formula:

untuk bangunan dan struktur tertumpu (cerobong, derik, menara)

untuk bangunan dan struktur segi empat tepat

di mana h ialah ketinggian terbesar bangunan atau struktur, m; S, L - lebar dan panjang bangunan atau struktur, masing-masing, m; n ialah bilangan tahunan purata kilat bagi setiap 1 km permukaan bumi (ketumpatan khusus sambaran kilat ke dalam tanah) di lokasi bangunan atau struktur.

Untuk bangunan dan struktur konfigurasi kompleks, lebar dan panjang segi empat tepat terkecil di mana bangunan atau struktur boleh ditulis dalam pelan dianggap sebagai S dan L.

Untuk titik sewenang-wenangnya di wilayah USSR, ketumpatan khusus kilat yang menyambar ke dalam tanah n ditentukan berdasarkan purata tempoh tahunan ribut petir dalam jam seperti berikut:

nasi. 3. Peta tempoh purata tahunan ribut petir dalam jam untuk wilayah USSR

LAMPIRAN 3

ZON PERLINDUNGAN PACU KILAT

1. Batang petir tunggal.

Zon perlindungan bagi rod kilat tunggal dengan ketinggian h ialah kon bulat (Rajah A3.1), bahagian atasnya berada pada ketinggian h 0

1.1. Zon perlindungan batang petir tunggal dengan ketinggian h £ 150 m mempunyai dimensi keseluruhan berikut.

Zon A: h 0 = 0.85j,

r 0 = (1.1 - 0.002j)j,

r x = (1.1 - 0.002j)(h - h x /0.85).

Zon B: h 0 = 0.92j;

r x =1.5(h - h x /0.92).

Untuk zon B, ketinggian batang petir tunggal dengan nilai h yang diketahui dan boleh ditentukan dengan formula

h = (r x + 1.63j x)/1.5.

nasi. P3.1. Zon perlindungan batang petir tunggal:

I - sempadan zon perlindungan pada aras h x, 2 - sama di aras tanah

1.2. Zon perlindungan bagi batang petir tunggal bagi bangunan bertingkat 150< h < 600 м имеют следующие габаритные размеры.

2. Batang petir berganda.

2.1. Zon perlindungan rod kilat berganda dengan ketinggian h £ 150 m ditunjukkan dalam Rajah. P3.2. Kawasan hujung zon perlindungan ditakrifkan sebagai zon rod petir tunggal, dimensi keseluruhannya h 0 , r 0 , r x1 , r x 2 ditentukan mengikut formula klausa 1.1 lampiran ini untuk kedua-dua jenis perlindungan. zon.

nasi. P3.2. Zon perlindungan rod kilat berganda:

1 - sempadan zon perlindungan pada tahap h x 1; 2 - sama pada tahap h x 2,

3 - sama di aras tanah

Kawasan dalaman zon perlindungan rod kilat rod berkembar mempunyai dimensi keseluruhan berikut.

;

pada 2h< L £ 4h

;

;

Dengan jarak antara batang petir L >

pada h< L £ 6h

;

;

Apabila jarak antara rod kilat ialah L > 6j, untuk membina zon B, rod kilat hendaklah dianggap sebagai satu.

Dengan nilai h c dan L yang diketahui (pada r cx = 0), ketinggian rod kilat untuk zon B ditentukan oleh formula

h = (h c + 0.14L) / l.06.

2.2. Zon perlindungan dua batang petir yang berbeza ketinggian h 1 dan h 2 £ 150 m ditunjukkan dalam Rajah. PZ.Z. Dimensi keseluruhan kawasan akhir zon perlindungan h 01, h 02, r 01, r 02, r x 1, r x 2 ditentukan mengikut formula klausa 1.1, seperti untuk zon perlindungan kedua-dua jenis rod tunggal Rod kilat. Dimensi keseluruhan kawasan dalaman zon perlindungan ditentukan oleh formula:

;

;

di mana nilai h c 1 dan h c 2 dikira menggunakan formula untuk h c dalam klausa 2.1 lampiran ini.

Untuk dua joran kilat dengan ketinggian yang berbeza, pembinaan zon A bagi joran berkembar dijalankan pada L £ 4j min, dan zon B - pada L £ 6j min. Dengan jarak yang sama besar antara batang petir, ia dianggap sebagai tunggal.

nasi. Zon PZ.Z dilindungi oleh dua batang petir yang berbeza ketinggian. Penamaan adalah sama seperti dalam Rajah. P3.1

3. Penangkal kilat berbilang.

Zon perlindungan bagi rod kilat berbilang (Rajah A3.4) ditakrifkan sebagai zon perlindungan bagi joran kilat bersebelahan berpasangan dengan ketinggian h £ 150 m (lihat perenggan 2.1, 2.2 lampiran ini).

nasi. P3.4. Zon perlindungan (dalam pelan) rod kilat berbilang. Penamaan adalah sama seperti dalam Rajah. P3.1

Syarat utama untuk perlindungan satu atau beberapa objek ketinggian h x dengan kebolehpercayaan yang sepadan dengan kebolehpercayaan zon A dan zon B ialah pemenuhan ketaksamaan r cx > 0 untuk semua penangkal petir yang diambil secara berpasangan. Jika tidak, pembinaan zon perlindungan mesti dijalankan untuk batang kilat tunggal atau berganda, bergantung kepada pemenuhan syarat fasal 2 lampiran ini.

4. Batang kilat kabel tunggal.

Zon perlindungan bagi batang kilat kabel tunggal dengan ketinggian h £ 150 m ditunjukkan dalam Rajah. A3.5, di mana h ialah ketinggian kabel di tengah-tengah rentang. Mengambil kira kendur kabel dengan keratan rentas 35-50 mm 2 dengan ketinggian sokongan yang diketahui h op dan panjang span A Ketinggian kabel (dalam meter) ditentukan oleh:

h = h op - 2 pada a< 120 м;

h = h op - 3 pada 120< а< 15Ом.

nasi. P3.5. Zon perlindungan bagi batang kilat kabel tunggal. Penamaan adalah sama seperti dalam Rajah. P3.1

Zon perlindungan bagi batang kilat kabel tunggal mempunyai dimensi keseluruhan berikut.

Untuk zon jenis B, ketinggian batang kilat kabel tunggal dengan nilai h x dan r x yang diketahui ditentukan oleh formula

5. Batang kilat kabel berkembar.

5.1. Zon perlindungan rod kilat kabel berkembar dengan ketinggian h £ 150 m ditunjukkan dalam Rajah. P3.6. Dimensi r 0 , h 0 , r x untuk zon perlindungan A dan B ditentukan mengikut formula sepadan klausa 4 lampiran ini. Saiz zon yang selebihnya ditentukan seperti berikut.

nasi. PZ.6. Zon perlindungan rod kilat kabel berkembar. Penamaan adalah sama, 410 dan dalam Rajah. P3.2

pada h< L £ 2h

;

pada 2h< L £ 4h

;

Apabila jarak antara rod kilat kabel adalah L > 4j, untuk membina zon A, rod kilat harus dianggap sebagai tunggal.

pada h< L £ 6h

;

;

Apabila jarak antara rod kilat kabel ialah L > 6j, untuk membina zon B, rod kilat harus dianggap sebagai tunggal. Dengan nilai h c dan L yang diketahui (pada r cx = 0), ketinggian rod kilat kabel untuk zon B ditentukan oleh formula

h = (h c + 0.12L)/1.06.

nasi. P3.7. Zon perlindungan dua batang petir kabel dengan ketinggian yang berbeza

5.2. Zon perlindungan dua kabel dengan ketinggian yang berbeza h 1 dan h 2 ditunjukkan dalam Rajah. P3.7. Nilai r 01 , r 02 , h 01 , h 02 , r x1 , r x 2 ditentukan mengikut formula perenggan 4 lampiran ini seperti untuk satu batang petir kabel. Untuk menentukan saiz r c dan h c formula berikut digunakan:

;

di mana h c 1 dan h c 2 dikira menggunakan formula untuk h c A.5.1 lampiran ini.

LAMPIRAN 4

MANUAL UNTUK "ARAHAN UNTUK PERLINDUNGAN KILAT BANGUNAN DAN STRUKTUR"

(RD34.21.122-87)

Manual ini bertujuan untuk menerangkan dan menentukan peruntukan utama RD 3421.122-87, serta membiasakan pakar yang terlibat dalam pembangunan dan reka bentuk perlindungan kilat untuk pelbagai objek dengan idea sedia ada tentang pembangunan kilat dan parameternya yang menentukan kesan berbahaya. pada manusia dan nilai material. Contoh diberikan mengenai pelaksanaan perlindungan kilat bangunan dan struktur pelbagai kategori mengikut keperluan RD 34.21.122-87.

1. MAKLUMAT RINGKAS TENTANG LEPASAN KILAT DAN PARAMETERNYA

Kilat ialah nyahcas elektrik sepanjang beberapa kilometer yang berlaku di antara awan petir dan tanah atau beberapa struktur tanah.

Nyahcas kilat bermula dengan pembangunan pemimpin - saluran bercahaya lemah dengan arus beberapa ratus ampere. Mengikut arah pergerakan ketua - dari awan ke bawah atau dari struktur tanah ke atas - kilat dibahagikan kepada ke bawah dan ke atas. Data mengenai kilat menurun telah terkumpul untuk masa yang lama di beberapa wilayah glob. Maklumat tentang kilat menaik muncul hanya dalam dekad lepas, apabila pemerhatian sistematik tentang kerentanan kilat bermula Bangunan yang tinggi, contohnya menara televisyen Ostankino.

Pemimpin kilat ke bawah muncul di bawah pengaruh proses dalam awan petir, dan penampilannya tidak bergantung pada kehadiran mana-mana struktur di permukaan bumi. Semasa pemimpin bergerak ke arah tanah, pemimpin kaunter yang diarahkan ke arah awan boleh teruja daripada objek tanah. Sentuhan salah seorang daripada mereka dengan perambut ke bawah (atau yang terakhir menyentuh permukaan bumi) menentukan lokasi sambaran petir ke dalam tanah atau beberapa objek.

Pemimpin yang semakin meningkat teruja dengan struktur berasas tinggi, di bahagian atasnya medan elektrik meningkat secara mendadak semasa ribut petir. Hakikat kemunculan dan pembangunan mampan seorang pemimpin yang sedang meningkat naik menentukan lokasi kekalahan. Di kawasan rata, kilat menaik menyambar objek dengan ketinggian lebih daripada 150 m, dan di kawasan pergunungan mereka teruja daripada elemen pelepasan tajam dan struktur ketinggian yang lebih rendah dan oleh itu diperhatikan lebih kerap.

Mari kita pertimbangkan dahulu proses pembangunan dan parameter kilat ke bawah. Selepas penubuhan saluran peneraju melalui, peringkat utama pelepasan berikut - peneutralan pantas caj pemimpin, disertai dengan cahaya terang dan peningkatan nilai arus ke puncak antara beberapa hingga ratusan kiloampere. Dalam kes ini, pemanasan sengit saluran berlaku (sehingga puluhan ribu Kelvin) dan pengembangan kejutannya, yang dianggap oleh telinga sebagai tepukan guruh. Arus peringkat utama terdiri daripada satu atau lebih denyutan berturut-turut yang ditindih pada komponen berterusan. Kebanyakan denyutan semasa mempunyai kekutuban negatif. Nadi pertama, dengan jumlah tempoh beberapa ratus mikrosaat, mempunyai panjang hadapan 3 hingga 20 μs; nilai arus puncak (amplitud) berbeza secara meluas: dalam 50% kes (arus purata) melebihi 30, dan dalam 1-2% kes 100 kA. Dalam kira-kira 70% kilat negatif ke bawah, nadi pertama diikuti oleh yang berikutnya dengan amplitud yang lebih kecil dan panjang hadapan: nilai purata ialah 12 kA dan 0.6 μs, masing-masing. Dalam kes ini, cerun (kadar kenaikan) arus di hadapan denyutan berikutnya adalah lebih tinggi daripada denyutan pertama.

Arus komponen berterusan kilat ke bawah berbeza-beza dari unit hingga ratusan ampere dan wujud sepanjang keseluruhan denyar, berkekalan secara purata 0.2 s, dan dalam kes yang jarang berlaku 1-1.5 s.

Caj yang dipindahkan semasa keseluruhan kilat kilat berjulat daripada unit hingga ratusan coulomb, yang mana denyutan individu menyumbang 5-15 coulomb, dan komponen berterusan menyumbang 10-20 coulomb.

Kilat ke bawah dengan denyutan arus positif diperhatikan dalam kira-kira 10% kes. Sebahagian daripada mereka mempunyai bentuk yang serupa dengan impuls negatif. Di samping itu, denyutan positif dengan parameter yang lebih besar telah direkodkan: tempoh kira-kira 1000 μs, panjang hadapan kira-kira 100 μs, dan cas yang dipindahkan secara purata 35 C. Mereka dicirikan oleh variasi dalam amplitud semasa dalam julat yang sangat luas: dengan arus purata 35 kA, amplitud melebihi 500 kA mungkin muncul dalam 1-2% kes.

Data sebenar terkumpul pada parameter kilat menurun tidak membenarkan kami menilai perbezaannya di kawasan geografi yang berbeza. Oleh itu, untuk seluruh wilayah USSR, ciri-ciri kebarangkalian mereka diandaikan sama.

Kilat yang semakin meningkat berkembang seperti berikut. Selepas pendahulu menaik mencapai awan petir, proses pelepasan bermula, disertai dalam kira-kira 80% kes oleh arus kekutuban negatif. Arus dua jenis diperhatikan: yang pertama adalah berterusan, tanpa nadi sehingga beberapa ratus ampere dan sepersepuluh saat yang berkekalan, membawa cas 2-20 C; yang kedua dicirikan oleh superposisi denyutan pendek pada komponen tanpa nadi jangka panjang, amplitudnya secara purata 10-12 kA dan hanya dalam 5% kes melebihi 30 kA, dan caj yang dipindahkan mencapai 40 C. Impuls ini adalah serupa dengan impuls berikutnya dari peringkat utama kilat negatif ke bawah.

Di kawasan pergunungan, kilat ke atas dicirikan oleh arus berterusan yang lebih panjang dan cas yang dipindahkan lebih besar daripada di dataran. Pada masa yang sama, variasi dalam komponen nadi arus di pergunungan dan di dataran berbeza sedikit. Sehingga kini, tiada sambungan telah dikenal pasti antara arus kilat menaik dan ketinggian struktur dari mana ia teruja. Oleh itu, parameter kilat menaik dan variasinya dinilai sebagai sama untuk mana-mana kawasan geografi dan ketinggian objek.

Dalam RD 34.21.122-87, data tentang parameter arus kilat diambil kira dalam keperluan untuk reka bentuk dan dimensi cara perlindungan kilat. Sebagai contoh, jarak minimum yang dibenarkan dari rod kilat dan konduktor pembumiannya ke objek kategori I (fasal 2.3-2.5 *) ditentukan daripada syarat bahawa rod kilat rosak oleh kilat ke bawah dengan amplitud dan cerun hadapan arus dalam had 100 kA dan 50 kA/µs, masing-masing. Keadaan ini dipenuhi dalam sekurang-kurangnya 99% kes kerosakan oleh kilat ke bawah.

Sifat kilat adalah sedemikian sehingga mustahil untuk meramalkan tempat dan masa serangan elektrik atmosfera hampir mustahil. Terdapat sejumlah besar teori tentang apa yang berlaku apabila kilat menyambar bumi, tetapi masih belum dapat menjelaskan sepenuhnya keadaan, walaupun semua jaminan pakar.

Satu-satunya cara yang terbukti untuk membantu melindungi diri anda daripada pelepasan atmosfera ialah penangkal kilat. Tetapi anda tidak boleh membuat struktur untuk melindungi daripada sambaran petir tanpa mempunyai idea tentang cara penangkal petir berfungsi. Sebaliknya perlindungan yang berkesan, anda hanya boleh meningkatkan kemungkinan sambaran petir. Keberkesanan peranti mudah akan menjadi agak tinggi jika pemilik rumah tahu dengan tepat cara membuat penangkal petir di rumah persendirian untuk mengalihkan sambaran petir dan pada masa yang sama melindungi dirinya daripada pelepasan elektrik.

Apakah sistem perlindungan sambaran petir?

Selalunya, pengetahuan tentang cara penangkal kilat berfungsi datang kepada beberapa fakta yang terkenal:

• Kilat menyambar semasa laluan depan ribut petir di kawasan dengan rupa bumi berubah-ubah atau sebilangan besar pokok, bangunan atau bangunan tebal dan bangunan tinggi;
• Objek logam, jentera dan peralatan pembinaan, menara dan pokok tinggi selalunya menjadi sasaran sambaran petir;
• Satu-satunya cara untuk mengimbangi sambaran petir dengan selamat adalah dengan mengisar penangkal kilat dengan berkesan.

Dalam model kilat, diandaikan bahawa nyahcas elektrik bermula dalam awan petir, dan apabila hentaman, perambut bercahaya diarahkan ke permukaan bumi. Prinsip operasi penangkal petir adalah untuk menukar kejutan elektrik kepada bas dawai khas yang menghantar cas kilat jauh ke dalam tanah.

Untuk pengetahuan anda! Bagi seseorang, syarat utama untuk perlindungan daripada sambaran petir adalah ketiadaan sambungan galvanik dengan tanah basah, pakaian kering, dan yang paling penting, kehadiran objek berdekatan yang boleh melaksanakan fungsi penangkal kilat.

Hari ini, walaupun seorang pelajar sekolah tahu apa yang terdiri daripada penangkal petir. Reka bentuk perlindungan kilat yang paling mudah adalah berdasarkan tiga bahagian asas:

• Batang petir atau kepala batang petir, yang menerima sambaran petir elektrik;
• Litar konduktif yang diperbuat daripada busbar keluli tebal atau beberapa wayar tembaga bahagian besar;
• Sistem pembumian untuk sambaran petir dan pelesapan.

Syarat utama untuk perlindungan yang berkesan terhadap sambaran petir ialah pemilihan keratan rentas logam bas yang betul, pemasangan penangkal petir pada ketinggian optimum dan susunan pembumian yang selamat. Jangan tertipu dengan kesederhanaan dan juga primitif reka bentuknya. Sekiranya peraturan paling mudah tidak dipatuhi, rangka keluli dan bas penangkal kilat boleh menjadi tidak kurang berbahaya daripada sambaran petir itu sendiri.

Apa yang berlaku semasa ribut petir dan kilat

Proses penjanaan nyahcas elektrik ke dalam tanah agak rumit dan sukar untuk diramalkan. Malah teknologi moden dan kaedah pengiraan tidak dapat menunjukkan lokasi sambaran petir. Oleh itu, prinsip operasi rod kilat adalah berdasarkan apa yang dipanggil pemulaan atau provokasi pelepasan kilat.

Dengan tanda-tanda pertama ribut petir, disebabkan oleh medan elektrik yang kuat di udara di atas objek tinggi, antena dan kepala batang petir, bilangan cas positif meningkat dengan mendadak. Belum ada ribut petir atau kilat, tetapi awan besar ion bercas telah terkumpul di atas puncak. Punca cas yang mengalir ke atas ialah permukaan bumi.

Sesiapa sahaja boleh menghidu caj ini; semua orang tahu bagaimana kelembapan meningkat sebelum ribut petir, dan bau tumbuh-tumbuhan dan tanah lembap menjadi lebih ekspresif. Jika anda menyentuh batang petir dengan tangan anda sendiri, anda mungkin mengalami renjatan elektrik kecil.

Memandangkan rod kilat disambungkan ke tanah, potensi caj yang paling besar terkumpul di sekitar hujung dan busbar rod kilat, jadi sambaran kilat jatuh tepat pada bahagian logam perlindungan, dan bukan pada bumbung atau rumah jiran.

Dalam sesetengah kes, rod kilat dan bar bas juga dilengkapi dengan penangkap kilat atau perlindungan injap. Pada asasnya, ini adalah garis besar yang dibengkokkan dari tayar ke dalam cincin atau elips dengan celah. Apabila kekuatan medan bertambah, cas terkumpul dilepaskan pada litar, dengan itu mengurangkan kemungkinan sambaran petir pada objek tertentu ini. Pertama sekali, tongkat kilat dengan perlindungan injap dilengkapi dengan objek yang sambaran petir boleh membawa kepada akibat bencana, contohnya, kemudahan penyimpanan bahan api, pencawang pengubah atau talian kuasa

Bagaimana untuk membina penangkal kilat yang selamat dengan tangan anda sendiri

Ia tidak keterlaluan bahawa sistem perlindungan sambaran petir boleh menimbulkan bahaya besar kepada kehidupan manusia, peranti elektronik, sistem bekalan kuasa, malah hanya orang dan haiwan yang berdekatan.

Apakah bahaya yang ditimbulkan oleh batang petir yang tidak dibina dengan betul?

Semasa sambaran petir, cas elektrik 150-200 C atau beberapa ratus kilowatt elektrik masuk ke dalam kepala. Ini cukup untuk membakar bas perlindungan keluli dengan keratan rentas 100-150 mm 2 atau membakar rangka kasau bumbung dan menyejat 200-250 liter air. Selepas sambaran petir, caj masuk dalam penangkal kilat tidak hilang; selama seperseribu saat, sistem perlindungan berfungsi seperti kapasitor gergasi.

Penting! Perlu diingat bahawa tenaga ratusan kilowatt tidak boleh dihamburkan dalam sekelip mata selepas pendahulu kilat menyambar. Sekurang-kurangnya 3-5 saat lagi. sistem sedang menyahcas. Jika anda menyentuh bahagian batang petir dengan tangan anda pada masa ini, renjatan elektrik boleh membawa kepada akibat yang serius.

Sekiranya pembumian batang kilat dibina dengan betul, maka hampir semua tenaga cas kilat mengalir ke lapisan permukaan tanah. Proses penyaliran caj adalah sangat kompleks, dan hampir mustahil untuk mengatakan dengan tepat bagaimana caj akan bergerak dari kepala ke bahagian pembumian batang kilat. Jika bas pembawa arus telah meningkatkan rintangan kepada pergerakan cas, maka sebahagian daripada tenaga boleh dilepaskan ke pendawaian elektrik berdekatan, talian telefon, bahagian logam bumbung dan rangka bangunan.

Elektrik juga boleh melalui tetulang konkrit bertetulang atau plaster basah. Akibat sambaran petir, lonjakan voltan dalam rangkaian elektrik mungkin berlaku, dan bahagian kayu atau plastik bangunan mungkin terbakar. Jika bas terbakar pada saat nyahcas elektrik, arus akan mengalir ke dalam tanah di sepanjang semua permukaan konduktif berdekatan, walaupun tiada sentuhan langsung dengan konduktor pembumian.

Akibat yang lebih serius boleh berlaku jika terdapat seseorang berhampiran bas dan logam pembumian. Walaupun bar bas dan bahagian pembumian rod kilat berada dalam keadaan baik, sebahagian daripada cas kilat dilepaskan melalui udara lembap dan bahagian konduktif berdekatan. Akibat untuk seseorang boleh sama seperti dia berdiri di bawah pokok yang disambar petir.

Di samping itu, pada masa ini pelepasan merambat di dalam tanah, voltan langkah timbul selama pecahan sesaat, yang tidak kurang berbahaya daripada pelepasan elektrik itu sendiri. Oleh itu, pejalan kaki yang bergerak di sepanjang laluan berdekatan dengan gelung tanah mempunyai setiap peluang untuk menerima nyahcas elektrik yang kuat. Statistik mengetahui kes apabila, semasa sambaran petir, pelepasan sisi melompat dari tayar ke bahagian logam payung.

Keperluan untuk susunan pembumian yang berkesan bagi penangkap kilat

Intipati voltan langkah turun kepada yang berikut. Caj yang mengalir ke bawah bas dari batang petir ke elektrod tanah memasuki tanah pada hampir satu titik, di mana potensi elektrik tertinggi dicipta; apabila ia bergerak jauh, magnitud voltan elektrik berkurangan dengan banyaknya. Seseorang, mengambil langkah berhampiran tayar, mendapati dirinya dalam keadaan di mana setiap kaki berada di bawah potensinya sendiri. Akibatnya, arus mula mengalir dari satu kaki ke kaki yang lain, dan orang itu menerima pukulan yang teruk.

Oleh itu, keperluan pertama untuk rod kilat yang berkesan adalah berkaitan dengan susunan bahagian pembumian. Kontur taburan mesti dibina mengikut peraturan berikut:

• Struktur pembumian dibuat dalam bentuk gelung tertutup dengan keratan rentas sekurang-kurangnya 4x4 cm, paling kerap berbentuk segi tiga atau segi empat tepat dengan panjang sisi 1.5-2 m;
• Litar dikimpal kepada bas pembawa arus hanya dengan mengimpal. Jika tayar diperbuat daripada tembaga atau aluminium, maka pada ketinggian sekurang-kurangnya 30-40 cm di atas paras tanah adalah perlu untuk memasang penyesuai tembaga-keluli atau aluminium-keluli;
• Kedalaman rendaman litar berkisar antara 70 hingga 100 cm, bergantung pada kelembapan dan rintangan tanah.

Kepala penangkal petir

Jenis-jenis penang petir yang lebih biasa ditunjukkan dalam rajah di bawah. Pilihan yang sempurna Penangkal kilat di rumah persendirian hendaklah dibuat dalam bentuk menara atau rod berdiri bebas, dengan ketinggian sama dengan satu setengah jarak dari tanah ke rabung premis kediaman.

Semakin tinggi batang petir dipasang, semakin besar luas permukaan yang memberikan perlindungan terhadap kejutan elektrik. Tetapi dalam praktiknya, jarang ada sesiapa yang membuat keputusan untuk membuat penangkal petir seperti itu di rumah persendirian dengan tangan mereka sendiri, kerana terdapat salah tanggapan bahawa rod yang lebih tinggi daripada 12 m akan "mengumpul" semua sambaran petir di kawasan itu.

Kebanyakan pakar mengesyorkan menaikkan penangkal petir ke ketinggian 18-20 m, terutamanya jika bangunan itu terletak di sektor swasta yang dibina padat. Ini akan menyediakan kawasan terlindung dalam bentuk bulatan dengan radius 15-20 m, yang cukup untuk satu isi rumah.

Sebagai tambahan kepada rod, jenis rod kilat yang dipasang pada rasuk rabung atau paip cerobong, dengan pendawaian tambahan bar bas tembaga di sepanjang rabung dan tingkap dormer, digunakan secara meluas. Skim perlindungan terhadap serangan kilat ini boleh menjadi agak berkesan, terutamanya jika bumbung bumbung menggunakan jubin logam atau kepingan beralun.

Diameter pin rod kilat boleh dari 15 hingga 25mm, sebaiknya digunakan keluli tahan karat atau logam aloi. Tidak ada gunanya menggunakan loyang, tembaga, atau aluminium untuk kepala. Apabila sambaran petir berlaku, pemanasan terlampau tempatan pada logam penangkal petir berlaku, kadangkala dengan percikan api dan percikan titisan logam. Sebarang titisan sedemikian boleh memulakan pelepasan cas ke atas bumbung logam atau, lebih teruk lagi, membawa kepada kebakaran.

Sekiranya terdapat beberapa paip dan struktur yang menonjol dipasang di atas bumbung, maka perlu memasang beberapa batang kilat, atau menggunakan sistem perlindungan kilat universal.

Busbar pengalir batang kilat

Tugas bas berwayar termasuk bukan sahaja fungsi "menetapkan semula" cas elektrik ke litar pembumian dan pelesapan. Pertama sekali, adalah perlu untuk mengeluarkan nyahcas elektrik dari bas dengan selamat untuk bangunan dan orang yang berada berhampiran rumah.

Pakar mengenal pasti beberapa keperluan asas untuk meletakkan busbar:

• Tayar diletakkan tanpa membongkok di bawah sudut akut dan lebih-lebih lagi berpusing pada sudut 180 o. Sebarang gelung atau pusingan dalam larian boleh menyebabkan arka yang kuat dan tayar terbakar. Dalam kes ini, sambaran petir seterusnya ke penangkal petir boleh memusnahkan bumbung dan bangunan itu sendiri;
• Bar bas mesti disambungkan ke pembumian dan kepala rod kilat hanya dengan mengimpal, tanpa menggunakan sebarang sambungan bolt, pengapit atau pengikat. Walaupun sedikit peningkatan dalam rintangan tempatan bas membawa kepada kepanasan dan pencairan tempatannya. Keadaan ini amat berbahaya apabila busbar pembawa arus dikimpal daripada beberapa jalur bahan yang tidak serupa;
• Jika boleh, mengikat konduktor semasa perlu dilakukan menggunakan gelung dan pengapit yang diperbuat daripada bahan dielektrik, contohnya, gentian kaca. Pengecualian ialah keadaan apabila busbar tembaga "tersebar" di sepanjang permukaan bumbung logam.

Untuk busbar konduktif, pita yang diperbuat daripada logam ferus atau tembaga biasanya digunakan. Pilihan terbaik Bar bas elektrik tembaga dengan diameter sekurang-kurangnya 8 mm dianggap boleh menahan sebarang sambaran kilat. Anda boleh membuat garis pembawa arus daripada rod dawai aluminium tebal dengan diameter sekurang-kurangnya 12 mm. Sebagai contoh, gunakan elemen penggulungan pukal motor elektrik berkuasa.

Kaedah mengikat bahagian busbar dan batang petir juga penting.

Reka bentuk penangkal kilat biasa

Untuk melindungi rumah persendirian, beberapa jenis penangkal kilat digunakan untuk membina perlindungan kilat yang komprehensif.

Gambar rajah tipikal perlindungan sedemikian ditunjukkan dalam rajah. Perlindungan termasuk:

• Beberapa pin penerima batang petir, diedarkan di bahagian bumbung yang paling terdedah;
• Pendawaian dengan busbar konduktif di sepanjang rasuk rabung, jalur angin dan cerun bumbung. Seperti yang ditunjukkan oleh latihan, kilat sering menyerang permukaan logam besar yang terletak di bawah penangkal petir;
• Sistem pembumian yang komprehensif, di mana litar dari rod kilat tidak boleh disambungkan ke talian pembumian pendawaian elektrik, jika tidak, kebanyakan peralatan rumah akan terbakar;
• Peranti untuk melindungi peralatan rumah dan rangkaian elektrik sekiranya berlaku sambaran petir pada talian kuasa.

Selalunya bas konduktif menjadi punca masalah untuk rangkaian elektrik rumah. Semasa sambaran petir, nadi arus yang kuat mengalir melalui bas, yang boleh merosakkan peralatan digital, telefon bimbit, komputer atau peralatan rangkaian Internet.

Oleh itu, sebelum membuat penangkal petir, garisan pemasangan bas masa depan mesti dilindungi. Untuk tujuan ini ia digunakan grid logam dengan sel tidak lebih daripada 5 mm. Jika bas penangkal kilat sepatutnya diletakkan di atas konkrit atau dinding bata, kemudian mesh diletakkan di bawah plaster dan diasingkan daripada tayar. Wayar dipateri ke jaringan pelindung, yang disambungkan melalui perlindungan injap ke sistem pembumian umum, tetapi tidak ke litar penangkap kilat.

Pilihan untuk perlindungan bangunan terhadap sambaran petir

Memasang tiang dengan batang petir membolehkan anda melindungi kebanyakan tiang kawasan tempatan. Untuk kotej musim panas pinggir bandar, skim perlindungan sambaran petir tidak menyelesaikan semua masalah. Terutama jika anda menganggap bahawa jarak antara bangunan boleh menjadi 40-50 m, ketinggian tiang pelindung dalam kes ini harus mencapai 40-60 m yang tidak realistik.Oleh itu, semua bangunan pinggir bandar mesti dilengkapi dengan batang kilat mereka sendiri dan sambaran kilat sistem perlindungan.

Gambar rajah termudah bagi sebatang petir ditunjukkan dalam rajah berikut.

Pin atau kepala penambat kilat dipasang pada paip bata. Jumlah ketinggian batang petir di titik atas hendaklah sama dengan pepenjuru kotak rumah, didarab dengan faktor 1.2.

Penting! Litar pembumian pancing kilat mestilah terletak pada jarak sekurang-kurangnya 4-5 m dari laluan pejalan kaki atau pintu masuk ke rumah.

Bas asas dilalui di sepanjang jalur angin dan pinggir bangunan "buta". Jika boleh, lebih baik menjalankan tayar dalam versi yang dipasang tanpa melekatkannya pada kotak di rumah.

Untuk bangunan bentuk yang memanjang, perlu menggunakan perlindungan terhadap sambaran petir dari beberapa pin atau memasang versi wayar penangkal kilat, seperti dalam foto.

Dalam kes ini, rod kilat dipasang hanya pada gables, dan dawai keluli tebal atau kabel dengan diameter sekurang-kurangnya 8 mm diregangkan di antara mereka. Untuk mengelakkan angin daripada menggoncang sistem pancing kilat, wayar ditegangkan menggunakan dua penyangkut sisi yang diperbuat daripada penebat seramik dan kord plastik. Penggunaan penebat menyediakan kerja yang betul penang petir, tanpa mereka cas elektrik dari sambaran petir boleh mengalir ke tanah di sepanjang tali nilon yang basah akibat hujan.

Versi ketiga penangkal petir digunakan untuk melindungi penutup bumbung daripada sambaran kilat langsung. Selalunya panjang cerun bumbung boleh melebihi ketinggian rumah sebanyak dua kali atau lebih, jadi sebahagian daripada penutup bumbung berakhir di luar bulatan yang dilindungi. Jika anda memasang pin tambahan di sepanjang cucur atap dan pada overhang, ini akan menyelesaikan masalah, tetapi akan menjejaskan dengan serius penampilan bangunan, oleh itu, bukannya batang petir pin, satu jejaring dipasang.

Skim ini tidak jauh berbeza daripada versi sebelumnya; sebagai tambahan kepada kabel dan rod keluli, beberapa benang mendatar dan menegak dawai terkandas tebal dilekatkan pada cerun dengan kenaikan 4-6 m. Jika bumbung diperbuat daripada logam, jaringan batang petir mesti dilindungi daripada permukaan logam menggunakan gasket getah.

Apabila disambar petir, diameter tempat kerosakan haba mencapai 15-20 cm, jadi pukulan langsung pemimpin, sebagai contoh, pada jubin logam akan membawa kepada pencucuhan sarung dan kalis air bumbung.

Kami membina dengan tangan kami sendiri

Sebarang pembinaan perlindungan kilat untuk rumah bermula dengan bahagian yang paling intensif buruh - gelung pembumian. Gambar rajah binaan bahagian pembumian rod kilat ditunjukkan dalam lukisan di bawah.

Pembumian Sambaran Petir

Pada mulanya anda perlu menjelaskan tahap air bawah tanah berhampiran asas rumah. Jika bangunan itu mempunyai bilik bawah tanah atau ruang bawah tanah, kerap dibanjiri dengan air, anda pada mulanya perlu menyediakan saliran dan perlindungan daripada kelembapan dari sisi meletakkan kontur logam dan tayar.

Untuk asas papak dan MZLF, lubang untuk gelung pembumian boleh dibuat berdekatan dengan jalur konkrit atau papak. Dalam kes lain, tempat untuk parit perlu dipindahkan 2-3 m dari kawasan buta.

Pada peringkat pertama, kami menggali parit segi tiga dengan panjang sisi 300 cm Lebar parit tidak penting; kedalaman optimum adalah 70-90 cm Untuk tanah berbatu dan berpasir, parit boleh didalamkan secara maksimum, untuk loam, 70 cm sudah cukup. Kadangkala kusyen pasir dan penapisan dituangkan di bawah peletakan bahagian pembumian. Sublapisan ini menyerap air dengan baik dari tanah, yang memastikan rintangan litar rendah.

Gelung pembumian logam mesti dibuat dalam bentuk bingkai tertutup; reka bentuk ini memastikan penyebaran terbaik caj. Jika tiga atau empat batang petir dipasang pada rumah, setiap satu dengan bas pembumian, semua bahagian pembawa arus mesti disambungkan dalam satu litar menggunakan pita keluli. Ini membolehkan anda menyamakan potensi dan menghalang aliran cas di dalam tanah.

Paling bahan yang sesuai untuk kontur - sudut keluli No 50 atau paip persegi berprofil 70x40 mm. Selepas mengimpal bahagian utama bingkai, jalur kenalan dikimpal ke salah satu sisi, yang akan dibawa ke permukaan. Jika tanah terlalu kering, anda boleh mengimpalnya dan bukannya jalur. paip inci, di mana ia adalah mudah untuk menuang air garam atau air. Pada bulan-bulan musim panas, jika tidak ada hujan selama lebih dari 4-5 minggu, anda perlu melembapkan kusyen pasir secara berkala supaya rintangan tanah di pintu masuk ke tayar tidak meningkat.

Untuk pengetahuan anda! Logam segi empat tepat pembumian tidak boleh dicat atau diproses. salutan pelindung, mengurangkan kekonduksian permukaan.

Selepas memasang bingkai di dalam parit yang digali, logam itu ditumpahkan dengan air masin dan ditutup dengan tanah lembap. Anda boleh membuat timbunan batu hancur di permukaan dan berbaring papak menurap untuk mengurangkan gandingan galvanik dan risiko voltan langkah. Tidak ada gunanya membuat senarai yg panjang lebar konkrit, kerana selepas 10 tahun bahagian batang petir perlu diganti, dan konkrit akan menjadi penghalang yang tidak perlu dalam kerja.

Sekiranya paras air bawah tanah cukup rendah, maka untuk litar penangkap kilat anda perlu menggerudi beberapa telaga dengan diameter 5-6 cm hingga kedalaman 2-3 m.. Tidak perlu menggerudi ke air, yang utama Perkara itu adalah untuk mencapai lapisan basah bumi. Masukkan ke dalam perigi paip logam, bahagian atasnya semestinya dikimpal pada kontur am dan ke bas.

Saluran keluar dari gelung tanah biasanya tersembunyi di ceruk dinding alas atau dalam kotak khas. Bas penang petir juga dipasang di situ. Selepas pemasangan, semua bahagian logam dilindungi dengan teliti untuk mengelakkan sentuhan tidak sengaja dengan tayar oleh orang atau haiwan.

Paling Penerangan terperinci Pembinaan penangkal petir di rumah persendirian dengan tangan anda sendiri ditunjukkan dalam video https://www.youtube.com/watch?v=0K6SNX1avXA.

Kami memasang penerima pin dan bas

Reka bentuk paling ringkas kepala penangkal kilat kelihatan seperti kepingan tetulang biasa dengan hujung runcing. Adalah dipercayai bahawa tepi yang tajam menyumbang kepada berlakunya pelepasan dan kecekapan yang lebih besar bagi rod kilat, tetapi dalam praktiknya tiada kelebihan khusus dalam perlindungan terhadap panahan kilat telah diperhatikan berbanding pin konvensional.

Kepala penangkal petir boleh dibuat dalam bentuk beberapa pin yang dipasang dalam satu bingkai atau bahkan dalam bentuk bingkai mesh. Sesetengah reka bentuk penangkal petir membolehkan anda melihat fenomena menarik pada waktu malam - apabila ribut petir menghampiri, lelehan kilat kecil mula menyala pada hujungnya. Ini bermakna akan berlaku ribut petir tidak lama lagi.

Pin penambat kilat mesti disambungkan ke palang bas sebelum dipasang di atas bumbung. Ketinggian batang petir hendaklah sekurang-kurangnya 100-120 cm di atas titik atas cerobong bersebelahan dan paip pengudaraan. Anda boleh mengambil yang biasa paip air¾ inci, sekurang-kurangnya dua meter panjang.

Di bahagian atas batang petir, lubang dikimpal; jika busbar konduktor dirancang untuk diperbuat daripada tembaga atau aluminium, maka cara paling mudah ialah menggunakan penyesuai elektrik yang membolehkan anda menyambungkan dua kenalan yang diperbuat daripada logam yang berbeza dengan pasti. . Jika anda hanya memasang wayar tembaga pada pin keluli, selepas dua hingga tiga minggu, disebabkan oleh kakisan elektrokimia, titik lampiran akan teroksida, dan perlindungan kilat tidak akan berfungsi lagi. Batang petir dan bar bas yang dihasilkan secara industri tidak pernah dicat; logam itu difosfatkan dan disalut dengan lapisan nikel.

Sudah tentu, rintangan yang meningkat pada sentuhan pada titik di mana bas tembaga dipasang paip besi tidak dapat menghentikan sambaran petir yang sangat kuat, tetapi kita bercakap tentang tentang yang lain. Zarah bercas positif yang terkumpul di sekeliling pin penangkal petir semasa ribut petir, disebabkan kekurangan sentuhan pada bas, akan mengalir ke cerobong dan visor pengudaraan di atas bumbung. Akibatnya, sambaran petir akan mengenai cerobong, bumbung dan tayar, tetapi bukan penangkal petir. Kesan pengionan udara di sekeliling batang petir mempunyai kesan negatif yang lain. Pertama sekali, busbar dan pengikat rod kilat di bawah pengaruh ion dan udara lembap menghakis 5-10 kali lebih cepat daripada logam biasa.

Selepas mengimpal pin rod kilat dan busbar, ia hendaklah diikat ke bumbung. Ini sebaiknya dilakukan menggunakan pengapit atau bolt penambat. Anda hanya perlu memastikan bahawa tiada bahagian konduktif lain berhampiran bas, contohnya, kabel dari antena atau pagar bumbung. Jangan pasangkan bas penangkal petir pada bata yang tidak diplaster atau papak konkrit bertetulang. Serangan kilat biasanya memusnahkan kedua-dua bahan dengan cepat.

Sebelum memasang penangkal petir, anda perlu memasang bas di dinding dan bumbung rumah. Perkara utama ialah tiada input kuasa dari talian kuasa terdekat berdekatan. Apabila disambar petir, arka boleh melompat dari busbar ke konduktor fasa, walaupun mereka dipisahkan antara satu sama lain dengan beberapa puluh sentimeter. Sebagai tambahan kepada meter hangus dan perisai input, akan dikenakan denda yang besar untuk pemasangan yang salah penangkal petir dan bas.

Kesimpulan

Tidak perlu membuat penangkal kilat sendiri; anda boleh membelinya siap dan memasangnya. Banyak syarikat menghasilkan sistem perlindungan kilat lengkap dengan busbar dan peranti menyekat peralatan rumah tangga. Sesetengah daripada mereka mempunyai penderia kekuatan medan terbina dalam pada bas, yang membolehkan anda mengetahui tentang pendekatan ribut petir setengah jam sebelum ia bermula. Beberapa batang petir dibuat dalam bentuk patung logam hiasan yang menyala apabila disambar petir. Tetapi terdapat juga banyak kes tipu daya secara terang-terangan. Sebagai contoh, iklan oleh salah satu syarikat menawarkan model kecil yang disalut dengan aloi magnet khas yang menarik kilat ke kepala. Adalah jelas bahawa penangkal petir seperti itu harus dielakkan untuk keselamatan anda sendiri.

Rumah desa biasanya dibina daripada bahan mudah terbakar, dan balai bomba terletak jauh. Ya, dan anda tidak boleh memandu ke setiap bangunan, dan anda tidak sepatutnya mengharapkan apa-apa yang baik daripada angin kencang yang mengiringi sebarang ribut petir.

Kadang-kadang dari sambaran petir Seluruh kampung percutian terbakar.

Kami akan memberitahu anda cara membuat penangkal petir yang berkesan sendiri dan menghapuskan risiko terkena langsung daripada "pelepasan syurga" ke dalam rumah anda.

Dalam istilah yang dipermudahkan, fizik proses boleh diterangkan seperti berikut: sumber kilat adalah awan kumulonimbus.

Semasa ribut petir, mereka bertukar menjadi pelik kapasitor gergasi. Di bahagian atas tambah, potensi ion bercas positif yang besar terkumpul dalam bentuk kristal ais, dan di kawasan tolak bawah, elektron negatif terkumpul dalam bentuk titisan air.

Semasa pelepasan (pecahan) bateri semula jadi ini, kilat muncul di antara tanah dan awan petir - nyahcas percikan elektrik yang besar:

Nyahcas ini akan sentiasa mengalir melalui litar kurangnya rintangan tempatan arus elektrik. Hakikatnya diketahui umum dan disahkan. Rintangan sedemikian biasanya berlaku di bangunan tinggi dan pokok. Selalunya, kilat menyambar mereka.

Idea penangkal petir adalah untuk memasangnya berhampiran rumah kawasan rintangan minimum supaya pelepasan kilat melaluinya dan bukan melalui struktur.

Jika anda tidak mempunyai penangkal kilat di dacha anda, sudah tiba masanya untuk berfikir tentang membinanya. Cara paling murah dan paling mudah untuk membuatnya adalah dengan melakukannya sendiri. Apa yang anda perlu tahu untuk ini?

Jadi, penangkal petir (batang petir) ialah alat pelindung kilat (perlindungan kilat), memastikan keselamatan bangunan dan kehidupan orang ramai, terletak di dalamnya, daripada kesan pemusnahan yang boleh berlaku semasa ribut petir dengan sambaran kilat langsung.

ini kakisan dilindungi, konduktor kosong - iaitu bahan yang mengalirkan elektrik dengan sebaik mungkin kawasan yang lebih besar Dan bahagian yang lebih besar(minimum 50 mm²).

Sebatang petir (batang kilat) dipasang daripada dawai tembaga tebal atau rod keluli, paip bahagian yang diperlukan atau daripada keluli, aluminium, rod duralumin pelbagai profil, sudut, jalur, dan sebagainya.

Lebih baik menggunakan bahan keluli tergalvani. Oleh kerana mereka kurang terdedah kepada pengoksidaan udara.

Apakah yang terdiri daripada perlindungan kilat: peranti

Batang kilat (batang kilat) reka bentuk yang paling ringkas terdiri daripada 3 bahagian:

(keturunan).

Mari kita bercakap tentang setiap elemen dengan lebih terperinci.

Konduktor logam yang dipasang pada bumbung bangunan atau pada sokongan berasingan (menara). Secara struktur dibahagikan kepada tiga jenis: pin, kabel Dan mesh.

Apabila memilih reka bentuk penangkal kilat fokus pada bahan, yang menutup bumbung rumah.

1. Shtyrevoe(atau rod) peranti joran kilat ialah rod menegak logam yang naik di atas rumah (lihat rajah di bawah).

Sesuai untuk bumbung yang diperbuat daripada sebarang bahan, tetapi ia masih lebih disukai untuk bumbung logam. Ketinggian batang petir tidak boleh melebihi 2 meter. Dan ia dilekatkan sama ada pada sokongan galas beban yang berasingan, atau terus ke rumah itu sendiri.

Bahan untuk pengeluaran:

Paip besi (20 -25 diameter mm, dengan dinding 2,5 mm tebal). Hujung atasnya sama ada diratakan atau dikimpal ke dalam kon. Anda juga boleh membuat dan mengimpal palam khas berbentuk jarum ke tepi atas paip.

Dawai besi (8 -14 mm). Lebih-lebih lagi, konduktor bawah mestilah betul-betul diameter yang sama.

Mana-mana profil keluli(contohnya, keluli sudut atau jalur sekurang-kurangnya 4 mm dalam ketebalan dan 25 mm lebar).

Syarat utama untuk semua ini bahan keluli- bahagian minimum 50 mm².

2. Trosovoye alat penangkal petir diregangkan di sepanjang rabung pada ketinggian sehingga 0,5 m dari kabel bumbung dengan keratan rentas minimum 35 mm² atau wayar.

Tali keluli tergalvani biasanya digunakan. Jenis ini penangkal petir sesuai untuk bumbung kayu atau batu tulis.

Ia ditetapkan pada dua ( 1-2 meter) penyokong yang diperbuat daripada kayu atau logam, tetapi pada penyokong logam pengasing mesti dipasang. Kabel disambungkan ke konduktor bawah menggunakan pengapit ram.

3. mesh peranti sistem penangkap kilat adalah jaringan yang diletakkan di atas bumbung dengan ketebalan 6 -8 mm. Reka bentuk ini adalah yang paling sukar untuk dilaksanakan. Digunakan untuk bumbung ditutup dengan jubin.

4. Nah, ia sangat jarang digunakan peranti penutup perlindungan kilat adalah apabila penangkal petir logam bertindak sebagai penangkal petir elemen struktur rumah itu sendiri (bumbung, kekuda, pagar bumbung, paip longkang).

Semua reka bentuk penangkal petir yang dipertimbangkan disambung dengan selamat dengan kimpalan dengan konduktor bawah dan melalui konduktor bawah dengan konduktor pembumian satu atau dua muka jahitan dikimpal minimum 100 mm panjangnya.

(turun) - bahagian tengah rod kilat, yang merupakan konduktor logam dengan keratan rentas minimum untuk keluli 50 , untuk tembaga 16 dan untuk aluminium 25 mm kuasa dua.

Tujuan utama konduktor bawah adalah untuk memastikan laluan arus nyahcas dari rod kilat ke elektrod tanah.

Laluan yang sesuai untuk arus elektrik mengalir- garis lurus terpendek yang diarahkan terus ke bawah. Elakkan membelok pada sudut tajam semasa memasang batang petir. Ini penuh dengan berlakunya nyahcas percikan antara bahagian berdekatan konduktor bawah, yang akan membawa kepada pencucuhan yang tidak dapat dielakkan.

Bahan yang paling popular untuk konduktor semasa- batang dawai keluli terdedah atau jalur. Ia dijalankan hanya pada permukaan kalis api. Pendakap logam hendaklah dipasang pada dinding mudah terbakar, yang dengan sendirinya, bersentuhan dengan permukaan mudah terbakar, akan melindungi konduktor bawah.

Jarak minimum dari dinding ke konduktor bawah 15-20 cm.

Ia mesti dibentangkan supaya tiada titik hubungan dengan elemen rumah seperti anjung, pintu depan, tingkap, pintu garaj logam.

Kami tahu itu menyambung bahagian penangkal petir lebih baik daripada mengimpal , tetapi jika ini tidak mungkin, ia dibenarkan untuk menghubungkan konduktor ke bawah dengan konduktor pembumian dan rod kilat menggunakan tiga rivet atau dua bolt. Panjang penggunaan konduktor semasa ke bahagian lain sistem dengan sambungan rivet adalah sama dengan 150 , dan dengan yang dikunci - 120 mm.

Hujung rod dawai bukan tergalvani dan titik di mana wayar konduktor ke bawah dipasang pada bahagian keluli untuk memastikan sentuhan yang boleh dipercayai perlu dibersihkan, dan ia cukup untuk mencuci tergalvani daripada habuk dan kotoran. Kemudian gelung atau cangkuk dibuat di hujung wayar, pencuci diletakkan di kedua-dua belah dan semuanya diketatkan seketat mungkin dengan bolt.

Sendi (jika ia bukan kimpalan) juga perlu dibalut dengan beberapa lapisan pita elektrik, kemudian dengan kain kasar, dipintal di atas dengan benang tebal dan ditutup dengan cat.

Untuk meningkatkan hubungan anda boleh rawat hujung wayar dengan timah dan pateri.

(elektrod pembumian) - bahagian bawah batang petir yang terletak di dalam tanah, memastikan sentuhan konduktor bawah yang boleh dipercayai dengan tanah.

Cara mengatur pembumian dengan betul diterangkan dalam GOST oh dan SNIP ah, tetapi untuk kebanyakannya pilihan mudah ia cukup untuk mempunyai sekurang-kurangnya satu meter dari pinggir asas dan tidak lebih dekat 5 meter dari pintu masuk ke bangunan untuk mengebumikan P-struktur berbentuk diperbuat daripada konduktor logam.

Mampu menghadapi tugas gelung tanah konvensional(ia dibuat untuk peralatan elektrik rumah).

ini 3 elektrod didorong dan ditanam di dalam tanah, disambungkan antara satu sama lain pada jarak yang sama oleh elektrod tanah mendatar. Struktur pembumian hendaklah tertimbus di bawah paras pembekuan tanah maksimum. daripada 0,5 sebelum ini 0,8 meter dalam.

Untuk pengambilan konduktor pembumian keluli bergulung keratan rentas 80 mm, kurang kerap keratan rentas kuprum 5o mm kuasa dua. Elektrod pembumian menegak ialah 2-3 meter panjang, tetapi semakin dekat paras air bawah tanah, semakin pendek mereka.

Jika tanah di dacha anda sentiasa basah, maka satu meter atau setengah meter pin akan mencukupi.

hidup berapa kedalaman untuk dipacu dan berapa banyak elektrod akan diperlukan boleh didapati di perkhidmatan tenaga di tempat kediaman anda.

Perlu diingat bahawa kualiti pembumian bergantung pada saiz kawasan sentuhan elektrod tanah dengan tanah dan kerintangan tanah itu sendiri.

Konduktor pembumian untuk penangkap kilat memerlukan yang berasingan, anda tidak seharusnya mengisarkan penangkal petir pada litar isi rumah. mengikut kategori Kami tidak mengesyorkan bereksperimen. Ia penuh dengan akibat.

Kami menjemput anda untuk menonton video dari gambar rajah visual pemasangan pelindung kilat:

mengikut dokumen peraturan, untuk bangunan kediaman persendirian, pemasangan sistem perlindungan kilat pilihan. Dan hanya anda yang boleh memutuskan kebolehlaksanaan memasang penangkal petir (batang kilat) di dacha anda. Kami berharap artikel itu akan membantu anda membuat keputusan yang betul.

Halaman seterusnya>>

§ 7. Perlindungan kilat. Jenis-jenis rod kilat dan zon perlindungannya: rod tunggal, rod berkembar, antena.

Semasa ribut petir, pelepasan elektrik atmosfera, yang mempunyai voltan sehingga 150,000,000 V dan arus sehingga 200,000 A, boleh menyebabkan letupan, kebakaran dan kemusnahan objek tanah. Untuk memastikan keselamatan orang ramai, keselamatan bangunan dan struktur, peralatan dan bahan daripada kesan elektrik, haba dan mekanikal kilat, perlindungan kilat dilakukan.

Perlindungan kilat ialah satu set peranti perlindungan yang disediakan oleh SN 305-77. Piawaian menetapkan tiga kategori peranti perlindungan kilat bergantung pada bahan letupan dan bahaya kebakaran, kapasiti, ketahanan api dan tujuan objek yang dilindungi, serta mengambil kira purata aktiviti kilat setiap tahun di kawasan geografi lokasi objek.

Objek kategori I dan II dilindungi daripada sambaran kilat langsung, daripada aruhan elektrostatik dan elektromagnet, dan daripada pengenalan potensi tinggi melalui komunikasi logam di atas tanah dan bawah tanah.

Objek Kategori III dilindungi daripada sambaran petir langsung dan daripada pengenalan potensi tinggi melalui komunikasi logam atas, dan pemasangan dengan bangunan yang diperbuat daripada konkrit bertetulang atau bahan sintetik dan bumbung terapung juga dilindungi daripada aruhan elektrostatik.

Yang paling berbahaya ialah sambaran kilat langsung, apabila berlaku sentuhan kilat dengan objek, disertai dengan aliran arus kilat melaluinya. Perlindungan bangunan dan struktur daripada sambaran petir langsung dilakukan oleh penangkal petir yang merasakan kilat dan mengalihkan arusnya ke dalam tanah.

Kesan perlindungan batang petir adalah berdasarkan fakta bahawa kilat menyambar struktur logam yang paling tinggi dan dibumikan dengan baik. Akibatnya, struktur tidak akan disambar petir jika ia terletak di zon perlindungan rod kilat. Zon perlindungan rod kilat adalah sebahagian daripada ruang bersebelahan dengan rod kilat, yang menyediakan perlindungan struktur daripada sambaran kilat langsung dengan tahap kebolehpercayaan yang mencukupi (99%).

Perubahan pantas dalam penjanaan arus kilat aruhan elektromagnet- aruhan potensi dalam litar logam terbuka, mewujudkan bahaya percikan api di tempat di mana litar ini bersatu. Ini dipanggil manifestasi kilat sekunder.

Ia juga mungkin untuk potensi elektrik yang tinggi yang disebabkan oleh kilat dibawa ke dalam bangunan yang dilindungi melalui struktur dan komunikasi logam luaran.

Perlindungan terhadap aruhan elektrostatik dicapai dengan menyambungkan penutup logam peralatan elektrik ke tanah pelindung atau ke elektrod tanah khas.

Untuk melindungi daripada pengenalan potensi tinggi, komunikasi logam bawah tanah, apabila memasuki objek yang dilindungi, disambungkan ke elektrod tanah untuk perlindungan daripada aruhan elektrostatik atau peralatan elektrik.

Batang petir terdiri daripada bahagian menanggung beban (sokongan), terminal udara, konduktor bawah dan konduktor pembumian. Terdapat dua jenis penangkal petir: rod dan kabel. Ia boleh berdiri bebas, terpencil atau tidak terpencil daripada bangunan atau struktur yang dilindungi (Rajah 86, a-c).

nasi. 86. Jenis penangkal petir dan zon perlindungannya:

a - batang tunggal; b - rod berganda; c - antena; 1 - penangkal kilat; 2 - konduktor bawah, 3 - pembumian

joran rod kilat ialah satu, dua atau lebih rod menegak yang dipasang pada atau berhampiran struktur yang dilindungi. Kabel rod kilat - satu atau dua kabel mendatar, masing-masing dipasang pada dua penyokong, di mana konduktor bawah disambungkan ke konduktor pembumian yang berasingan diletakkan; Penyokong rod kilat kabel dipasang pada objek yang dilindungi atau berhampirannya. Batang keluli bulat, paip, kabel keluli tergalvani, dsb. digunakan sebagai batang petir. Konduktor bawah diperbuat daripada keluli daripada sebarang gred dan profil dengan keratan rentas sekurang-kurangnya 35 mm 2. Semua bahagian rod kilat dan konduktor bawah disambungkan dengan kimpalan.

Elektrod pembumian boleh menjadi permukaan, dalam dan digabungkan, diperbuat daripada keluli pelbagai bahagian atau paip. Elektrod pembumian permukaan(jalur, mendatar) diletakkan pada kedalaman 1 m atau lebih dari permukaan bumi dalam bentuk satu atau beberapa rasuk sehingga 30 m panjang. Mendalam konduktor pembumian (rod menegak) sepanjang 2-3 m didorong ke dalam tanah hingga kedalaman 0.7-0.8 m (dari hujung atas konduktor pembumian ke permukaan bumi).

Rintangan pembumian untuk setiap joran kilat individu tidak boleh melebihi 10 Ohm untuk perlindungan kilat bangunan dan struktur kategori I dan II dan kategori III - 20 Ohm.