Paratoner çeşitleri ve tasarımı

Paratoner, binalara ve yapılara monte edilen ve yıldırım çarpmalarına karşı koruma görevi gören bir cihazdır. Günlük yaşamda yanlış ama daha ahenkli “paratoner” de kullanılır.

Fırtına sırasında, büyük indüklenmiş yükler ortaya çıkar ve Dünya yüzeyinde güçlü bir elektrik alanı ortaya çıkar. Alan kuvveti özellikle keskin iletkenlerin yakınında yüksektir ve bu nedenle paratonerin ucunda bir korona deşarjı ateşlenir.

Bunun sonucunda indüklenen yükler bina üzerinde birikemez ve yıldırım oluşmaz. Yıldırımın meydana geldiği durumlarda (bu tür durumlar çok nadirdir), paratonere çarpar ve yükler, herhangi bir zarara yol açmadan Dünya'ya gider.

Binalar ve yapılar, çeşitli tasarımlardaki paratonerlerle doğrudan yıldırım çarpmasından korunur. Ancak paratonerlerden herhangi biri dört ana parçadan oluşur: Yıldırım çarpmasını doğrudan algılayan bir paratoner; paratoner çubuğunu topraklama iletkenine bağlayan iniş iletkeni; yıldırım akımının toprağa aktığı toprak elektrodu; Paratoner ve iniş iletkenini sabitlemek için tasarlanmış yük taşıyan parça (destek veya destekler).

Paratonerin tasarımına bağlı olarak paratonerler ayırt edilir:

kamış

Kablo

ağ

Kombine.

Müştereken çalışan paratonerlerin sayısına göre aşağıdakilere ayrılır:

Bekarlar

Çift

Çoklu.

Ayrıca bulundukları yere göre paratonerler şunlardır:

Bağımsız

Yalıtılmış

Yalıtılmamış

Paratonerin koruyucu etkisi, yıldırımın en yüksek ve iyi topraklanmış metal yapılara çarpma kabiliyetine dayanmaktadır. Bu özellik sayesinde yüksekliği daha düşük olan korumalı bir bina, paratoner koruma bölgesine girdiğinde pratik olarak yıldırım çarpmaz. Bir paratoner koruma bölgesi, kendisine bitişik olan ve yapıların doğrudan yıldırım çarpmasından korunmasını sağlayan yeterli derecede güvenilirliğe (en az% 95) sahip olan alanın bir parçasıdır.

Paratonerler çoğunlukla binaları ve yapıları korumak için kullanılır.

Bir çubuk paratonerin hava terminali, 2... 15 m uzunluğunda ve en az 100 mm2 kesit alanına sahip herhangi bir profilin dikey olarak yerleştirilmiş bir çelik çubuğudur ve bir destek üzerine monte edilmiştir. kural, korunan nesneye 5 m'den daha yakın olmamalıdır. Paratoner, topraklama iletkenine çapı en az 6 mm olan ve toprağa bir iniş iletkeni döşenmesi durumunda - en az 10 mm çelik telden yapılmış bir iniş iletkeni ile bağlanır. Paratonerleri doğrudan bir binanın çatısına monte ederken, en az iki iniş iletkeni monte edilir ve 12 m'den fazla çatı genişliği için - dört. Korunan nesnenin uzunluğu 20 m'den fazlaysa, sonraki her 20 m uzunluk için ek iniş iletkenlerinin takılması gerekir; 12 m'ye kadar bina genişlikleri için - binanın her iki tarafında. Tüm bağlantılar (paratoner - iniş iletkeni, iniş iletkeni - topraklama iletkeni) kaynak yapılmalıdır. Çubuk paratoner olarak, korunan nesnenin yakınında bulunan yüksek yapılardan maksimum düzeyde yararlanmak gerekir: su kuleleri, egzoz boruları vb. Yangına dayanıklılık derecesi III...V olan binalardan en fazla 5 m uzaklıkta büyüyen ağaçlar, ağacın karşısındaki binanın duvarına bir iniş iletkeni döşenmesi durumunda paratoner için destek olarak da kullanılabilir. duvarın tam yüksekliği boyunca paratonerin topraklama iletkenine kaynak yapın.

Kablo paratonerler çoğunlukla binaları korumak için kullanılır uzun boy ve yüksek gerilim hatları. Bu paratonerler, her biri boyunca bir iniş iletkeninin döşendiği desteklere tutturulmuş yatay kablolar şeklinde yapılır. Kablo paratonerlerin paratonerleri kesiti en az 35 mm2 olan çok telli galvanizli çelik kablodan yapılmıştır. Çubuk ve kablolu paratonerlerin aynı derecede koruma güvenilirliği sağladığına dikkat edilmelidir.

Paratoner olarak, köşelerde ve çevre boyunca en az her 25 m'de bir topraklanmış metal bir çatı veya metal olmayan bir çatı üzerine yerleştirilmiş, hücreli, en az 6 mm çapında bir çelik tel ağ kullanabilirsiniz. 150 mm2'ye kadar alan, düğümler kaynakla sabitlenmiş ve aynı şekilde topraklanmış Metal çatı. Bacaların ve havalandırma borularının üzerinden metal kapaklar ağ veya iletken çatıya tutturulur ve kapakların bulunmadığı durumlarda boruların üzerine özel olarak tel halkalar yerleştirilir.

MZS topraklama iletkenleri

Yıldırım akımını paratonere çarptıktan sonra toprağa yönlendirmek için MZ'ye ihtiyaç vardır. Ancak bu amaçla özel bir topraklama döngüsüne gerek yoktur. Yıldırım akımının gidecek hiçbir yeri yok. Herhangi bir topraklama yapılmadığı takdirde yeryüzüne veya örneğin bir ağaca yıldırım düşmesi sonucu toprağa yayılacaktır.

Belki topraklama direnci düşük olan bir paratoner, yıldırımı daha etkili bir şekilde çeker? Teori ve deney burada olumsuz bir cevap veriyor. Yıldırımı çekmek için, karşı lider olarak adlandırılan nesnenin tepesinden plazma kanalının büyümesi önemlidir. Liderin gelişimine paratonerin topraklama direnci üzerinden bir akım eşlik eder ve bunun üzerinden voltaj kaybı olur. Ancak kayıp çok küçüktür, çünkü bu akımın 10 - 20 A'yı aşması pek olası değildir. Topraklama direnci Rз = 000 Ohm olsa bile, voltaj kaybı 10 - 20 kV olacaktır - 20 - potansiyeliyle karşılaştırıldığında ihmal edilebilir bir değer - 100 kV'luk kanalın yere taşıdığı yıldırım. Böylece dikkate alınan nedenler ortadan kalkar. Geriye kalan bir şey var - yıldırım akımının toprağa yayılma sürecinin güvenliği. Paratonere çarpıldığında yıldırım akımı 100 kA'yı aşabilir. Rз ~ 10 Ohm topraklama direncine sahip bir paratonerin yüksek kalitede topraklanması durumunda bile, 1000 kV civarında bir voltajdan bahsedeceğiz. Gerilimdeki bu kadar güçlü bir dalgalanma büyük strese neden olur. Paratonerin metal yapılarına yeterli miktarda dokunulması uzun mesafe Paratonerden tehlikeli adım gerilimleri ortaya çıkar; toprak iletkeni ile yer altı iletişimleri (örneğin kontrol devresi kabloları) arasında toprağın kıvılcım parçalamasına ve yıldırım akımının önemli bir kısmının bu iletişimlere girmesine yetecek kadar yüksek gerilimler çalışır. Çok yüksek voltajlarda, bu paratonerin korumak üzere tasarlandığı nesnenin metal yapılarında hava yoluyla bir kıvılcımın kırılması bile mümkündür.

3.1. Çubuk paratonerlerin destekleri, bağımsız yapılar olarak mekanik dayanım ve kablo paratonerlerin destekleri, kablonun gerginliği ve rüzgar ve buz yüklerinin üzerindeki etkisi dikkate alınarak tasarlanmalıdır.

3.2. Serbest duran paratonerlerin destekleri her türlü çelik, betonarme veya ahşaptan yapılabilir.

3.3. Çubuk paratonerler, en az 100 mm2 kesitli ve en az 200 mm uzunluğunda herhangi bir kalitede çelikten yapılmalı ve galvanizleme, kalaylama veya boyama yoluyla korozyona karşı korunmalıdır.

Kablo paratonerler en az 35 mm2 kesitli çok telli çelik halatlardan yapılmış olmalıdır.

3.4. Paratonerlerin iniş iletkenli ve iniş iletkenlerinin topraklama iletkenli bağlantıları kural olarak kaynakla yapılmalıdır ve sıcak çalışma yasaklanmışsa, zorunlu yıllık izleme ile geçici direnci 0,05 Ohm'u geçmeyen cıvatalı bağlantılara izin verilir. ikincisinin fırtına sezonunun başlangıcından önce.

3.5. Her türlü paratonerleri topraklama iletkenlerine bağlayan iniş iletkenleri, tabloda belirtilen boyutlardan daha az olmayacak şekilde çelikten yapılmalıdır. 3.

3.6. Paratonerleri korunan bir nesneye monte ederken ve binanın metal yapılarını iniş iletkenleri olarak kullanmak mümkün değilse (bkz. Madde 2.12), iniş iletkenleri en kısa yollar boyunca binanın dış duvarları boyunca topraklama iletkenlerine döşenmelidir.

3.7. Binaların ve yapıların (kazık, şerit vb.) betonarme temellerinden oluşan herhangi bir yapının, doğal yıldırımdan korunma topraklama iletkenleri olarak kullanılmasına izin verilir (Madde 1.8'in gereklilikleri dikkate alınarak).

Kabul edilebilir boyutlar tek tasarımlar betonarme temeller Topraklama iletkeni olarak kullanılanlar tabloda verilmiştir. 2.

EK 1

TEMEL KURALLAR

1. Doğrudan yıldırım çarpması (yıldırım çarpması) - yıldırım kanalının, içinden yıldırım akımı akışıyla birlikte bir bina veya yapı ile doğrudan teması.

2. Yıldırım işaret potansiyellerinin ikincil tezahürü metal elemanlar Yapılarda, ekipmanlarda, açık metal devrelerde, yakındaki yıldırım deşarjlarının neden olduğu ve korunan nesne içerisinde kıvılcım tehlikesi yaratması.

3. Yüksek potansiyelin tanıtılması - doğrudan ve yakın yıldırım çarpması sırasında ortaya çıkan ve tehlike yaratan elektrik potansiyellerinin uzun metal iletişimleri (yer altı, yer üstü ve yer üstü boru hatları, kablolar vb.) Yoluyla korunan binaya veya yapıya aktarılması korunan nesnenin içinde kıvılcım oluşması.

4. Paratoner - yıldırım çarpmasını alan ve akımını toprağa yönlendiren bir cihaz.

Genel olarak paratoner bir destekten oluşur; yıldırım düşmesini doğrudan algılayan paratoner; yıldırım akımının toprağa iletildiği bir iniş iletkeni; yıldırım akımının zeminde yayılmasını sağlayan topraklama iletkenidir.

Bazı durumlarda, örneğin metal borular veya kafes kirişler paratoner olarak kullanıldığında bir desteğin, paratonerin ve iniş iletkeninin işlevleri birleştirilir.

5. Paratoner koruma bölgesi - içinde bir binanın veya yapının belirli bir değerden daha düşük olmayan bir güvenilirlikle doğrudan yıldırım çarpmasından korunduğu alan. Koruma bölgesinin yüzeyi en az ve sürekli güvenilirliğe sahiptir; koruma bölgesinin derinliklerinde güvenilirlik yüzeyinden daha yüksektir.

A Tipi koruma bölgesi %99,5 veya daha yüksek bir güvenilirliğe sahiptir ve B tipi %95 veya daha yüksek bir güvenilirliğe sahiptir.

6. Yapısal olarak paratonerler aşağıdaki tiplere ayrılır:

çubuk - dikey bir paratoner ile;

kablo (uzatılmış) - iki topraklanmış desteğe monte edilmiş yatay bir paratoner ile;

Kafesler, dik açılarda kesişen ve korunan nesnenin üzerine yerleştirilen çok sayıda yatay paratonerdir.

7. Serbest duran paratonerler, destekleri korunan nesneden belli bir mesafede zemine monte edilen paratonerlerdir.

8. Tek bir paratoner, bir çubuğun veya kablolu paratonerin tek bir tasarımıdır.

9. Çift (çoklu) paratoner - bunlar, ortak bir koruma bölgesi oluşturan iki (veya daha fazla) çubuk veya kablo paratonerdir.

10. Yıldırımdan korunma topraklama iletkeni - yıldırım akımlarını toprağa boşaltmak veya yakın yıldırım çarpmaları sırasında metal binalarda, ekipmanlarda, iletişimlerde meydana gelen aşırı gerilimleri sınırlamak için tasarlanmış, toprağa gömülü bir veya daha fazla iletken. Topraklama elektrotları doğal ve yapay olarak ikiye ayrılır.

11. Doğal topraklama iletkenleri - metal ve toprağa gömülü betonarme yapılar binalar ve yapılar.

12. Yapay topraklama iletkenleri - zemine özel olarak yerleştirilmiş şerit veya yuvarlak çelikten yapılmış konturlar; dikey ve yatay iletkenlerden oluşan konsantre yapılar.

EK 2

YILDIRIM FAALİYETİNİN ŞİDDETİNİN ÖZELLİKLERİ VE BİNA VE YAPILARIN YILDIRIM OLASILIĞI

SSCB topraklarında keyfi bir noktada saat cinsinden ortalama yıllık fırtına süresi, bir haritadan (Şekil 3) veya SSCB'nin bazı bölgeleri için onaylanan fırtına süresinin bölgesel haritalarından veya ortalama uzun süreden belirlenir. -Binanın veya yapıların bulunduğu yere en yakın meteoroloji istasyonundan alınan vadeli (yaklaşık 10 yıl) veriler.

Yıllık beklenen N yıldırım çarpması sayısı aşağıdaki formüller kullanılarak hesaplanır:

konsantre binalar ve yapılar için (bacalar, iskeleler, kuleler)

dikdörtgen binalar ve yapılar için

burada h, binanın veya yapının en büyük yüksekliğidir, m; S, L - sırasıyla binanın veya yapının genişliği ve uzunluğu, m; n, binanın veya yapının bulunduğu yerdeki dünya yüzeyinin 1 km'si başına düşen ortalama yıllık yıldırım düşmesi sayısıdır (yere düşen yıldırımın belirli yoğunluğu).

Karmaşık konfigürasyondaki bina ve yapılar için, bina veya yapının planda içine alınabileceği en küçük dikdörtgenin genişliği ve uzunluğu S ve L olarak kabul edilir.

SSCB topraklarında keyfi bir nokta için, yere düşen yıldırımın spesifik yoğunluğu n, fırtınaların yıllık ortalama süresine göre saat cinsinden aşağıdaki şekilde belirlenir:

Pirinç. 3. SSCB toprakları için yıllık ortalama fırtına süresinin saat cinsinden haritası

EK 3

YILDIRIMDAN KORUMA BÖLGELERİ

1. Tek çubuklu paratoner.

h yüksekliğindeki tek çubuklu paratoner çubuğunun koruma bölgesi, tepesi h 0 yüksekliğinde olan dairesel bir konidir (Şekil A3.1).

1.1. Yüksekliği 150 m £ olan tek çubuklu paratonerlerin koruma bölgeleri aşağıdaki genel boyutlara sahiptir.

Bölge A: saat 0 = 0,85 saat,

r 0 = (1,1 - 0,002h)h,

rx = (1,1 - 0,002h)(h - hx /0,85).

Bölge B: saat 0 = 0,92 saat;

rx =1,5(h - hx /0,92).

B bölgesi için, h değerleri bilinen tek çubuklu paratonerin yüksekliği aşağıdaki formülle belirlenebilir.

h = (rx + 1,63hx)/1,5.

Pirinç. P3.1. Tek çubuklu paratonerin koruma bölgesi:

I - h seviyesindeki koruma bölgesinin sınırı x, 2 - zemin seviyesinde aynı

1.2. Yüksek binalardaki tek çubuklu paratonerlerin koruma bölgeleri 150< h < 600 м имеют следующие габаритные размеры.

2. Çift çubuklu paratoner.

2.1. H £ 150 m yüksekliğinde çift çubuklu bir paratonerin koruma bölgesi Şekil 2'de gösterilmektedir. P3.2. Koruma bölgesinin uç alanları, her iki koruma türü için bu ekin madde 1.1'indeki formüllere göre genel boyutları h 0, r 0, r x1, r x 2 olarak belirlenen tek çubuklu paratoner bölgeleri olarak tanımlanır. bölgeler.

Pirinç. P3.2. Çift çubuklu paratoner koruma bölgesi:

1 - h x 1 seviyesindeki koruma bölgesinin sınırı; 2 - h x 2 seviyesinde aynı,

3 - zemin seviyesinde aynı

Çift çubuklu paratonerin koruma bölgelerinin iç alanları aşağıdaki genel boyutlara sahiptir.

;

saat 2'de< L £ 4h

;

;

Paratonerler arasındaki mesafe L >

saat'te< L £ 6h

;

;

Paratonerler arası mesafe L > 6h ise B bölgesini oluşturmak için paratonerler tekli kabul edilmelidir.

Bilinen h c ve L değerleriyle (r cx = 0'da), B bölgesi için paratonerin yüksekliği formülle belirlenir.

h = (hc + 0,14L) / l,06.

2.2. Farklı yüksekliklerde h 1 ve h 2 £ 150 m olan iki paratonerin koruma bölgesi Şekil 1'de gösterilmektedir. PZ.Z. Koruma bölgeleri h 01, h 02, r 01, r 02, r x 1, r x 2'nin uç alanlarının genel boyutları, tek bir çubuğun her iki tipinin koruma bölgeleri için olduğu gibi, Madde 1.1'deki formüllere göre belirlenir. paratoner. Koruma bölgesinin iç alanının genel boyutları aşağıdaki formüllerle belirlenir:

;

;

h c 1 ve h c 2 değerleri, bu ekin 2.1 maddesindeki h c formülleri kullanılarak hesaplanır.

Farklı yükseklikteki iki paratoner için, çift çubuklu bir paratonerin A bölgesinin yapımı L £ 4 saat min ve B bölgesi - L £ 6 saat min'de gerçekleştirilir. Paratonerler arasında buna uygun olarak büyük mesafeler olduğundan, bunlar tek olarak kabul edilir.

Pirinç. PZ.Z Bölgesi farklı yükseklikteki iki paratoner ile korunmaktadır. Tanımlamalar Şekil 2'deki ile aynıdır. P3.1

3. Çoklu paratoner.

Çoklu paratonerin koruma bölgesi (Şekil A3.4), yüksekliği h £ 150 m olan eşleştirilmiş bitişik paratonerlerin koruma bölgesi olarak tanımlanır (bu ekin 2.1 ve 2.2 numaralı paragraflarına bakınız).

Pirinç. P3.4. Çoklu paratonerin koruma bölgesi (planda). Tanımlamalar Şekil 2'deki ile aynıdır. P3.1

A bölgesinin ve B bölgesinin güvenilirliğine karşılık gelen bir güvenilirlikle hx yüksekliğindeki bir veya daha fazla nesnenin korunmasının ana koşulu, çiftler halinde alınan tüm paratonerler için r cx > 0 eşitsizliğinin yerine getirilmesidir. Aksi halde bu ekin 2 nci maddesindeki şartların yerine getirilmesine bağlı olarak tek veya çift paratoner için koruma bölgelerinin inşası yapılmalıdır.

4. Tek kablolu paratoner.

Yüksekliği h £ 150 m olan tek kablolu paratonerin koruma bölgesi Şekil 2'de gösterilmektedir. A3.5, burada h, açıklığın ortasındaki kablonun yüksekliğidir. Destek yüksekliği, yüksekliği ve açıklık uzunluğu bilinen 35-50 mm2 kesitli bir kablonun sarkması dikkate alınarak A Kablo yüksekliği (metre cinsinden) şu şekilde belirlenir:

h = h op - 2 a'da< 120 м;

h = h op - 3, 120'de< а< 15Ом.

Pirinç. P3.5. Tek katenerli paratonerin koruma bölgesi. Tanımlamalar Şekil 2'deki ile aynıdır. P3.1

Tek kablolu paratonerin koruma bölgeleri aşağıdaki genel boyutlara sahiptir.

B tipi bir bölge için, bilinen hx ve rx değerlerine sahip tek kablolu paratonerin yüksekliği formülle belirlenir.

5. Çift kablolu paratoner.

5.1. Yüksekliği h £ 150 m olan çift kablolu paratonerin koruma bölgesi Şekil 2'de gösterilmektedir. P3.6. A ve B koruma bölgeleri için r 0 , h 0 , r x boyutları bu ekin 4. maddesinde yer alan ilgili formüllere göre belirlenir. Geriye kalan zon büyüklükleri ise şu şekilde belirlenir.

Pirinç. PZ.6. Çift kablolu paratoner koruma bölgesi. Gösterimler aynıdır, 410 ve Şekil 2'de. P3.2

saat'te< L £ 2h

;

saat 2'de< L £ 4h

;

Kablo paratonerler arasındaki mesafe L > 4h olduğunda A bölgesini oluşturmak için paratonerlerin tekli olduğu düşünülmelidir.

saat'te< L £ 6h

;

;

Kablo paratonerler arasındaki mesafe L > 6h ise B bölgesini oluşturmak için paratonerler tekli olarak değerlendirilmelidir. Bilinen h c ve L değerleriyle (r cx = 0'da), B bölgesi için kablo paratonerin yüksekliği formülle belirlenir.

h = (hc + 0,12L)/1,06.

Pirinç. P3.7. Farklı yükseklikteki iki kablolu paratonerin koruma bölgesi

5.2. Farklı yükseklikte h1 ve h2 olan iki kablonun koruma bölgesi Şekil 2'de gösterilmektedir. P3.7. r 01, r 02, h 01, h 02, r x1, r x 2 değerleri, tek kablolu paratoner için olduğu gibi bu ekin 4. paragrafındaki formüllere göre belirlenir. rc ve hc boyutlarını belirlemek için aşağıdaki formüller kullanılır:

;

burada hc1 ve hc2 bu ekteki hc A.5.1 formülleri kullanılarak hesaplanır.

EK 4

"BİNA VE YAPILARIN YILDIRIMDAN KORUNMASINA İLİŞKİN TALİMATLAR" KILAVUZU

(RD34.21.122-87)

Bu kılavuz, RD 3421.122-87'nin ana hükümlerini açıklamayı ve belirtmenin yanı sıra, çeşitli nesneler için yıldırımdan korunmanın geliştirilmesi ve tasarımında yer alan uzmanları, yıldırımın gelişimi ve tehlikeli etkileri belirleyen parametreleri hakkında mevcut fikirlerle tanıştırmayı amaçlamaktadır. insanlar üzerinde ve maddi değerler. RD 34.21.122-87 gereklerine uygun olarak binaların ve çeşitli kategorilerdeki yapıların yıldırımdan korunmasının uygulanmasına ilişkin örnekler verilmiştir.

1. YILDIRIM ATEŞLERİ VE PARAMETRELERİ HAKKINDA KISA BİLGİ

Yıldırım, fırtına bulutu ile yer veya bazı yer yapıları arasında gelişen, birkaç kilometre uzunluğundaki bir elektrik boşalmasıdır.

Yıldırım deşarjı, birkaç yüz amperlik bir akıma sahip, zayıf bir şekilde parlayan bir kanal olan bir liderin gelişmesiyle başlar. Liderin hareket yönüne göre - buluttan aşağıya veya yer yapısından yukarıya doğru - yıldırım aşağı ve yukarıya ayrılır. Aşağı doğru yıldırımla ilgili veriler uzun süredir çeşitli bölgelerde toplanıyor küre. Yükselen yıldırım hakkındaki bilgiler yalnızca son on yıllar Yıldırım duyarlılığının sistematik gözlemleri başladığında yüksek binalarörneğin Ostankino televizyon kulesi.

Aşağı doğru yıldırımın lideri, fırtına bulutundaki süreçlerin etkisi altında görünür ve görünümü, dünya yüzeyindeki herhangi bir yapının varlığına bağlı değildir. Lider yere doğru ilerledikçe, buluta doğru yönlendirilen karşı liderler yerdeki nesnelerden heyecanlanabilir. Bunlardan birinin aşağı doğru liderle (veya ikincisinin dünya yüzeyine temas etmesiyle) teması, yıldırım çarpmasının yere veya bir nesneye konumunu belirler.

Yükselen liderler, fırtına sırasında elektrik alanının keskin bir şekilde arttığı yüksek topraklı yapılardan heyecanlanırlar. Yükselen bir liderin ortaya çıkması ve sürdürülebilir gelişimi gerçeği yenilginin yerini belirler. Düz arazide, yükselen yıldırımlar 150 m'den daha yüksek nesnelere çarpıyor ve dağlık bölgelerde sivri kabartma unsurlardan ve daha düşük yükseklikteki yapılardan heyecanlanıyorlar ve bu nedenle daha sık gözlemleniyorlar.

Öncelikle aşağı doğru yıldırımın gelişim sürecini ve parametrelerini ele alalım. Bir lider kanalın kurulmasından sonra, deşarjın ana aşaması takip eder - liderin yüklerinin hızlı bir şekilde nötrleştirilmesi, buna parlak bir parıltı ve akımın birkaç ila yüzlerce kiloamper arasında değişen tepe değerlerine yükselmesi eşlik eder. Bu durumda, kanalın yoğun bir şekilde ısınması (onbinlerce Kelvin'e kadar) ve kulak tarafından gök gürültüsü olarak algılanan şok genişlemesi meydana gelir. Ana aşama akımı, sürekli bir bileşen üzerine bindirilen bir veya daha fazla ardışık darbeden oluşur. Çoğu akım darbesi negatif polariteye sahiptir. Toplam süresi birkaç yüz mikrosaniye olan ilk darbenin ön uzunluğu 3 ila 20 μs'dir; tepe akım değeri (genlik) büyük ölçüde değişir: vakaların% 50'sinde (ortalama akım) 30'u ve vakaların% 1-2'sinde 100 kA'yı aşar. Aşağıya doğru negatif yıldırımın yaklaşık %70'inde, ilk darbeyi daha küçük genliğe ve ön uzunluğa sahip sonraki darbeler takip eder: ortalama değerler sırasıyla 12 kA ve 0,6 μs'dir. Bu durumda sonraki darbelerin önündeki akımın eğimi (yükselme hızı) ilk darbeye göre daha yüksektir.

Aşağı doğru yıldırımın sürekli bileşeninin akımı, birimlerden yüzlerce ampere kadar değişir ve tüm flaş boyunca mevcut olup, ortalama 0,2 saniye ve nadir durumlarda 1-1,5 saniye sürer.

Şimşek çakmasının tamamı sırasında aktarılan yük, birimlerden yüzlerce coulomb'a kadar değişir; bunların bireysel darbeleri 5-15 coulomb'a karşılık gelir ve sürekli bileşen 10-20 coulomb'a karşılık gelir.

Vakaların yaklaşık %10'unda pozitif akım darbeli aşağı doğru yıldırım gözlemlenir. Bazıları olumsuz dürtülere benzer bir şekle sahiptir. Ek olarak, önemli ölçüde daha büyük parametrelere sahip pozitif darbeler kaydedildi: yaklaşık 1000 μs'lik bir süre, yaklaşık 100 μs'lik bir ön uzunluk ve ortalama 35 C'lik bir aktarılan yük. Çok geniş bir aralıktaki akım genliklerindeki değişikliklerle karakterize edilirler: ortalama 35 kA akımda, vakaların %1-2'sinde 500 kA'nın üzerindeki genlikler görünebilir.

Aşağı doğru yıldırım parametrelerine ilişkin biriken gerçek veriler, bunların farklı coğrafi bölgelerdeki farklılıklarını değerlendirmemize izin vermiyor. Bu nedenle, SSCB topraklarının tamamı için olasılıksal özelliklerinin aynı olduğu varsayılmaktadır.

Yükselen yıldırım şu şekilde gelişir. Yükselen lider fırtına bulutuna ulaştıktan sonra, vakaların yaklaşık %80'inde negatif kutuplu akımların eşlik ettiği deşarj süreci başlar. İki tür akım gözlenir: birincisi süreklidir, birkaç yüz ampere kadar darbesizdir ve saniyenin onda biri kadar sürer, 2-20 C yük taşır; ikincisi, genliği ortalama 10-12 kA olan ve vakaların yalnızca% 5'inde 30 kA'yı aşan ve aktarılan yük 40 C'ye ulaşan uzun vadeli darbesiz bileşen üzerine kısa darbelerin üst üste binmesi ile karakterize edilir. Bu darbeler, aşağı doğru negatif yıldırımın ana aşamasının sonraki darbelerine benzer.

Dağlık bölgelerde yukarıya doğru yıldırım, ovaya göre daha uzun sürekli akımlar ve daha büyük aktarılan yüklerle karakterize edilir. Aynı zamanda, dağlardaki ve ovalardaki akıntının darbe bileşenlerindeki değişimler de çok az farklılık gösterir. Bugüne kadar yükselen yıldırım akımları ile uyarıldıkları yapıların yüksekliği arasında herhangi bir bağlantı tespit edilememiştir. Bu nedenle yükselen yıldırımın parametreleri ve bunların değişimleri her coğrafi bölge ve nesne yüksekliği için aynı olarak değerlendirilir.

RD 34.21.122-87'de, yıldırımdan korunma araçlarının tasarım ve boyutlarına ilişkin gerekliliklerde, yıldırım akımlarının parametrelerine ilişkin veriler dikkate alınmaktadır. Örneğin, paratonerlerden ve bunların topraklama iletkenlerinden kategori I'deki nesnelere (madde 2.3-2.5 *) izin verilen minimum mesafeler, paratonerlerin mevcut cephenin genliği ve eğimi ile aşağı doğru yıldırımdan zarar görmesi durumundan belirlenir. sırasıyla 100 kA ve 50 kA/μs limitleri. Bu koşul, aşağıya doğru yıldırım düşmesi sonucu oluşan hasar vakalarının en az %99'unda karşılanır.

Yıldırımın doğası öyledir ki, yıldırımın yerini ve zamanını tahmin etmek imkansızdır. atmosferik elektrik neredeyse imkansız. Yıldırım düştüğünde ne olacağına dair çok sayıda teori var ancak uzmanların tüm güvencelerine rağmen henüz durumu tam olarak açıklığa kavuşturmak mümkün olmadı.

Kendinizi atmosferik deşarjdan korumanın kanıtlanmış tek yolu paratonerdir. Ancak paratonerin nasıl çalıştığına dair bir fikriniz olmadan, yıldırım çarpmasına karşı koruma sağlayacak bir yapı yapamazsınız. Yerine etkili koruma, yalnızca yıldırım çarpması olasılığını artırabilirsiniz. Ev sahibi, yıldırım çarpmasını yönlendirmek ve aynı zamanda kendisini elektrik deşarjından korumak için özel bir evde nasıl paratoner yapılacağını tam olarak biliyorsa, basit bir cihazın etkinliği oldukça yüksek olacaktır.

Yıldırım çarpmasından korunma sistemi nedir?

Çoğu zaman, bir paratonerin nasıl çalıştığına dair bilgi, iyi bilinen birkaç gerçeğe indirgenir:

• Değişken araziye sahip veya çok sayıda ağaç, bina veya yoğun bina ve yüksek katlı binaların bulunduğu bir alan üzerinden fırtına cephesinin geçişi sırasında yıldırım çarpması;
• Metal nesneler, makine ve inşaat ekipmanları, kuleler ve uzun ağaçlar çoğunlukla yıldırım çarpmalarının hedefidir;
• Yıldırım çarpmasını güvenli bir şekilde telafi etmenin tek yolu paratoneri etkili bir şekilde topraklamaktır.

Yıldırım modelinde, elektrik boşalmasının fırtına bulutlarında başladığı ve çarpma anında ışıklı liderin dünya yüzeyine yönlendirildiği varsayılmaktadır. Paratonerin çalışma prensibi, elektrik şokunu toprağın derinliklerine yıldırım yükü gönderen özel bir tel baraya aktarmaktır.

Bilginize! Bir kişi için yıldırım çarpmasından korunmanın temel koşulu, ıslak toprakla galvanik bağlantının olmaması, kuru giysiler ve en önemlisi yakınlarda paratoner işlevini yerine getirebilecek nesnelerin bulunmasıdır.

Bugün bir okul çocuğu bile paratonerin nelerden oluştuğunu biliyor. En basit yıldırımdan korunma tasarımı üç temel parçaya dayanmaktadır:

• Elektrik yıldırım deşarjının darbesini alan paratoner veya paratoner kafası;
• Kalın çelik baradan veya birkaç taneden yapılmış iletken devre bakır teller geniş bölüm;
• Yıldırım çarpması ve dağıtımı için topraklama sistemleri.

Yıldırım çarpmalarına karşı etkili korumanın temel koşulu, bara metalinin kesitinin doğru seçilmesi, paratonerin üzerine monte edilmesidir. optimum yükseklik ve güvenli topraklama düzenlemesi. Tasarımının sadeliğine ve hatta ilkelliğine aldanmayın. En basit kurallara uyulmadığı takdirde çelik çerçeve ve paratoner otobüsü, yıldırım çarpmasından daha az tehlikeli olamaz.

Fırtına ve yıldırım çarpması sırasında ne olur?

Zemine elektrik deşarjı oluşturma süreci oldukça karmaşıktır ve tahmin edilmesi zordur. Modern teknoloji ve hesaplama yöntemleri bile yıldırım çarpmasının yerini belirleyememektedir. Bu nedenle, bir paratonerin çalışma prensibi, bir yıldırım deşarjının sözde başlatılmasına veya provokasyonuna dayanmaktadır.

Fırtınanın ilk belirtileriyle birlikte, uzun nesnelerin, antenlerin ve paratoner başlarının üzerindeki havadaki güçlü elektrik alanı nedeniyle pozitif yüklerin sayısı keskin bir şekilde artar. Henüz gök gürültülü fırtına veya yıldırım çarpması yok, ancak yüklü iyonlardan oluşan devasa bulutlar zaten tepelerin üzerinde birikmiş durumda. Yukarı doğru akan yüklerin kaynağı dünyanın yüzeyidir.

Herkes bu yüklerin kokusunu bile alabilir; herkes fırtınadan önce nemin nasıl arttığını ve bitki örtüsü ve nemli toprak kokularının daha anlamlı hale geldiğini bilir. Paratonere kendi elinizle dokunursanız küçük bir elektrik çarpması yaşayabilirsiniz.

Paratoner toprağa bağlı olduğundan, en büyük yük potansiyeli paratonerin ucu ve barası çevresinde birikir, bu nedenle yıldırım çarpması çatıya veya komşu eve değil, tam olarak korumanın metal kısımlarına düşer.

Bazı durumlarda paratonerler ve baralar ek olarak paratoner veya vana korumasıyla donatılır. Esasen bu, bir lastikten boşluklu bir halkaya veya elips şeklinde bükülmüş bir taslaktır. Alan gücü arttıkça biriken yük devrede boşaltılır, böylece bu özel nesneye yıldırım çarpması olasılığı azalır. Her şeyden önce, valf korumalı bu tür paratonerler, yıldırım çarpmasının felaketle sonuçlanabileceği nesnelerle donatılmıştır, örneğin yakıt depolama tesisleri, trafo merkezleri veya elektrik hatları

Kendi ellerinizle güvenli bir paratoner nasıl yapılır

Yıldırım çarpmasından korunma sisteminin insan hayatı, elektronik cihazlar, güç kaynağı sistemleri ve hatta yakınlardaki insanlar ve hayvanlar için büyük tehlike oluşturabileceği abartı değildir.

Yanlış yapılmış bir paratoner nasıl bir tehlike oluşturur?

Yıldırım çarpması sırasında kafaya 150-200 C'lik bir elektrik yükü veya birkaç yüz kilowatt elektrik gelir. Bu, 100-150 mm2 kesitli çelik koruma otobüsünü yakmak veya çatı kirişi çerçevesini ateşe vermek ve 200-250 litre suyu buharlaştırmak için yeterlidir. Yıldırım düşmesinden sonra paratonere gelen yükler kaybolmaz, koruma sistemi saniyenin binde biri kadar dev bir kondansatör gibi çalışır.

Önemli! Yıldırım liderinin çarpmasından sonra yüzlerce kilovatlık enerjinin bir saniye içinde dağılamayacağını hatırlamakta fayda var. En az 3-5 saniye daha. sistem boşalıyor. Bu sırada paratoner parçalarına elinizle dokunursanız elektrik çarpması ciddi sonuçlara yol açabilir.

Paratoner topraklaması doğru yapılmışsa, yıldırım yükünün enerjisinin neredeyse tamamı toprağın yüzey tabakasına akar. Yük boşaltma işlemi çok karmaşıktır ve yüklerin paratonerin başından topraklama kısmına nasıl hareket edeceğini tam olarak söylemek neredeyse imkansızdır. Akım taşıyan otobüsün yüklerin hareketine karşı direnci arttıysa, enerjinin bir kısmı yakındaki elektrik kablolarına, telefon hatlarına, metal parçalarçatı ve bina çerçevesi.

Elektrik, betonarme donatıların içinden bile geçebilir veya ıslak sıva. Yıldırım çarpması sonucu elektrik şebekesinde voltaj dalgalanması meydana gelebilir ve binanın ahşap veya plastik kısımları alev alabilir. Otobüs bir elektrik boşalması anında yanarsa, topraklama iletkeni ile doğrudan temas olmasa bile akım yakındaki tüm iletken yüzeyler boyunca zemine akacaktır.

Otobüsün ve topraklama metalinin yakınında bir kişinin bulunması durumunda daha da ciddi sonuçlar ortaya çıkabilmektedir. Paratonerin barası ve topraklama kısmı iyi durumda olsa bile, yıldırım yükünün bir kısmı nemli hava ve yakındaki iletken kısımlar yoluyla deşarj olur. Bir kişi için sonuçlar, yıldırım düşen bir ağacın altında duruyormuş gibi olabilir.

Ek olarak, deşarjın zeminde yayıldığı anda, saniyenin çok küçük bir kısmı için bir adım voltajı ortaya çıkar ve bu, elektrik deşarjının kendisinden daha az tehlikeli değildir. Bu nedenle, yol boyunca toprak döngüsüne yakın bir yerde hareket eden bir yaya, güçlü bir elektrik deşarjı alma şansına sahiptir. İstatistikler, bir yıldırım çarpması sırasında lastikten şemsiyenin metal kısımlarına yandan bir deşarjın sıçradığı durumları bilir.

Paratonerin etkili topraklamasının düzenlenmesi için gereklilikler

Adım voltajının özü aşağıdakilere iner. Paratonerden toprak elektroduna doğru otobüsten akan yük, neredeyse en yüksek elektrik potansiyelinin yaratıldığı bir noktada toprağa girer; uzaklaştıkça elektrik voltajının büyüklüğü büyük ölçüde azalır. Lastiğin yanına adım atan kişi, kendisini her bacağının kendi potansiyeli altında olduğu bir durumda bulur. Bunun sonucunda bir ayaktan diğerine akım akmaya başlar ve kişi şiddetli bir darbe alır.

Bu nedenle etkili bir paratoner için ilk gereklilik topraklama kısmının düzenlenmesi ile ilgilidir. Saçılma konturu aşağıdaki kurallara göre oluşturulmalıdır:

• Topraklama yapısı, en az 4x4 cm kesitli, çoğunlukla 1.5-2 m kenar uzunluğuna sahip üçgen veya dikdörtgen şeklinde kapalı bir döngü şeklinde yapılır;
• Devre, akım taşıyan baraya yalnızca kaynak yapılarak kaynaklanır. Lastik bakır veya alüminyumdan yapılmışsa, zemin seviyesinden en az 30-40 cm yüksekliğe bir bakır-çelik veya alüminyum-çelik adaptörün takılması gerekir;
• Devrenin daldırma derinliği nem ve toprak direncine bağlı olarak 70 ila 100 cm arasında değişmektedir.

Paratoner kafası

Daha yaygın paratoner türleri aşağıdaki şemalarda gösterilmektedir. Mükemmel seçenekÖzel bir evdeki paratoner, yerden konut sırtına kadar bir buçuk mesafeye eşit yükseklikte, bağımsız bir kule veya çubuk şeklinde yapılmalıdır.

Paratoner ne kadar yükseğe monte edilirse, elektrik çarpmasına karşı koruma sağladığı yüzey alanı da o kadar büyük olur. Ancak pratikte, 12 m'den daha yüksek bir çubuğun bölgedeki tüm yıldırım çarpmalarını "toplayacağına" dair yanlış bir kanı olduğundan, kimse özel bir evde böyle bir paratoner yapmaya nadiren karar verir.

Uzmanların çoğu, özellikle bina yoğun inşa edilmiş bir özel sektörde bulunuyorsa, paratonerin 18-20 m yüksekliğe yükseltilmesini önermektedir. Bu, bir hane için oldukça yeterli olan 15-20 m yarıçaplı daire şeklinde bir koruma alanı sağlayacaktır.

Çubuğa ek olarak, mahya kirişi veya baca borusu üzerine monte edilen paratoner türleri, mahya ve çatı pencereleri boyunca ek bir bakır bara kablolaması ile yaygın olarak kullanılmaktadır. Yıldırım çarpmalarına karşı bu koruma şeması, özellikle eğer çatı kaplamaçatılarda metal kiremit veya oluklu levhalar kullanılır.

Paratoner piminin çapı 15 ila 25 mm arasında olabilir, kullanmak en iyisidir paslanmaz çelik veya alaşımlı metal. Kafa için pirinç, bakır veya alüminyum kullanmanın bir anlamı yok. Bir yıldırım çarpması meydana geldiğinde, paratoner metalinin yerel olarak aşırı ısınması, bazen kıvılcımlar ve metal damlacıklarının sıçramasıyla meydana gelir. Böyle bir düşüş, metal çatının üzerine yük boşalmasını başlatabilir veya daha da kötüsü yangına yol açabilir.

Çatıya birkaç çıkıntılı boru ve yapı monte edilmişse, birkaç paratoner takmak veya evrensel bir yıldırımdan korunma sistemi kullanmak gerekli olacaktır.

Paratoner iletken barası

Kablolu veri yolunun görevi yalnızca topraklama ve dağıtım devresine giden elektrik yükünü "sıfırlama" işlevlerini içermez. Öncelikle bina ve evin yakınında bulunan kişiler için otobüsteki elektrik deşarjının güvenli bir şekilde giderilmesi gerekmektedir.

Uzmanlar birkaç kişiyi tanımlıyor temel gereksinimler barayı döşemek için:

• Lastik bükülmeden döşenir dar açı ve daha da fazlası 180 derecelik bir açıyla döner. Koşu sırasındaki herhangi bir döngü veya dönüş, güçlü bir ark oluşmasına ve lastiğin yanmasına neden olabilir. Bu durumda paratonerin bir sonraki yıldırım çarpması çatıyı ve binanın kendisini tahrip edebilir;
• Busbar topraklamaya ve paratoner başlığına herhangi bir cıvatalı bağlantı, kelepçe veya ankraj kullanılmadan sadece kaynakla bağlanmalıdır. Otobüsün yerel direncindeki hafif bir artış bile yerel aşırı ısınmaya ve erimeye neden olur. Akım taşıyan baranın birden fazla farklı malzeme şeridinden kaynaklanması durumunda durum özellikle tehlikelidir;
• Mümkünse, akım iletkeninin sabitlenmesi, örneğin cam elyafı gibi dielektrik malzemelerden yapılmış halkalar ve kelepçeler kullanılarak yapılmalıdır. Bunun bir istisnası, bakır baraların metal bir çatının yüzeyi boyunca "yayılması" durumudur.

İletken bara için genellikle demir veya bakırdan yapılmış bantlar kullanılır. En iyi seçenekÇapı en az 8 mm olan bakır elektrik barasının her türlü yıldırım çarpmasına dayanabileceği kabul edilir. Çapı en az 12 mm olan kalın alüminyum filmaşinden akım taşıyan bir hat yapabilirsiniz. Örneğin, güçlü bir elektrik motorunun toplu sargısının elemanlarını kullanın.

Bara ve paratoner parçalarının bağlanma yöntemi de önemlidir.

Tipik paratoner tasarımları

Özel bir evi korumak için, kapsamlı bir yıldırımdan korunma oluşturmak amacıyla çeşitli paratoner türleri kullanılır.

Bu tür bir korumanın tipik bir diyagramı şekilde gösterilmektedir. Koruma şunları içerir:

• Çatının en savunmasız noktalarına dağıtılmış birkaç paratoner pimi;
• Sırt kirişi, rüzgar şeritleri ve çatı eğimleri boyunca iletken bir bara ile kablolama. Uygulamada görüldüğü gibi, yıldırım genellikle paratonerin altında bulunan devasa metal yüzeylere çarpar;
• Paratonerden gelen devrenin elektrik kablolarının topraklama hattına bağlanmaması gereken kapsamlı bir topraklama sistemi, aksi takdirde ev aletlerinin çoğu yanacaktır;
• Elektrik hattına yıldırım çarpması durumunda ev ekipmanlarını ve elektrik ağını korumaya yönelik bir cihaz.

Çoğu zaman iletken veri yolu evdeki elektrik şebekesi için bir sorun kaynağı haline gelir. Yıldırım çarpması sırasında, veri yolundan güçlü bir akım darbesi akar ve bu, dijital ekipmanlara, cep telefonlarına, bilgisayarlara veya İnternet ağı ekipmanına zarar verebilir.

Bu nedenle paratoner yapılmadan önce gelecekteki otobüs döşeme hattının ekranlanması gerekir. Bu amaçla kullanılır metal ızgara 5 mm'den fazla olmayan bir hücre ile. Paratoner otobüsünün beton üzerine döşenmesi gerekiyorsa veya tuğla duvar daha sonra ağ sıva altına serilir ve lastikten izole edilir. Valf koruması aracılığıyla genel topraklama sistemine bağlanan, ancak paratoner devresine bağlanmayan koruyucu ağa bir tel lehimlenir.

Yıldırım çarpmalarına karşı bina koruması seçenekleri

Paratoner ile bir direk takmak, çoğu şeyi korumanıza olanak tanır Yerel alan. Banliyö yazlık evleri için yıldırım çarpmasından korunma planı tüm sorunları çözmez. Özellikle binalar arasındaki mesafenin 40-50 m olabileceğini düşünürseniz, bu durumda koruyucu direğin yüksekliği gerçekçi olmayan 40-60 m'ye ulaşmalıdır, bu nedenle tüm banliyö binaları kendi paratonerleri ve yıldırım çarpmalarıyla donatılmalıdır. koruma sistemleri.

Bir paratonerin en basit diyagramı aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.

Paratoner pimi veya kafası bir tuğla boruya monte edilir. Paratonerin en üst noktadaki toplam yüksekliği, ev kutusunun köşegeninin 1,2 katıyla çarpımına eşit olmalıdır.

Önemli! Paratonerin topraklama devresi yürüyüş yollarından veya evin girişinden en az 4-5 m mesafede bulunmalıdır.

Topraklama otobüsü rüzgar şeridi ve binanın “kör” kenarı boyunca geçirilir. Mümkünse lastiği evdeki kutuya takmadan monteli versiyonda çalıştırmak en iyisidir.

Uzun şekilli binalar için, fotoğrafta olduğu gibi, birkaç pimden yıldırım çarpmasına karşı koruma kullanılması veya paratonerin tel versiyonunun takılması gerekir.

Bu durumda, paratonerler yalnızca ızgaralara monte edilir ve aralarında en az 8 mm çapında kalın bir çelik tel veya kablo gerilir. Rüzgarın paratoner sistemini sarsmasını önlemek için tel, seramik izolatörler ve plastik halatlardan yapılmış iki yan askı kullanılarak gerilir. İzolatörlerin kullanımı şunları sağlar: doğru iş paratoner olmadan, yıldırım çarpmasından kaynaklanan elektrik yükü, yağmurdan ıslanan bir naylon halat boyunca yere akabilir.

Paratonerin üçüncü versiyonu çatı kaplamasını doğrudan yıldırım çarpmasından korumak için kullanılır. Çoğunlukla çatı eğimlerinin uzunluğu evin yüksekliğini iki veya daha fazla aşabilir, bu nedenle çatı kaplamasının bir kısmı korunan dairenin dışında kalır. Saçaklara ve çıkıntılara ilave pimler takarsanız, bu sorunu çözecektir ancak ciddi şekilde etkileyecektir. dış görünüş Bu nedenle binalarda pimli paratoner yerine ağ örgülü bir paratoner takılıdır.

Şema önceki versiyondan çok farklı değil; kablo ve çelik çubuklara ek olarak, 4-6 m'lik artışlarla eğimlere birkaç yatay ve dikey kalın telli tel ipi tutturulmuştur. Çatı metalden yapılmışsa, paratoner ağının yalıtılması gerekir. metal yüzey kauçuk contalar kullanarak.

Yıldırım çarptığında, termal hasar noktasının çapı 15-20 cm'ye ulaşır, bu nedenle liderin örneğin metal bir kiremit üzerine doğrudan çarpması, kaplamanın tutuşmasına ve çatının su yalıtımına yol açacaktır.

Kendi ellerimizle inşa ediyoruz

Bir ev için herhangi bir yıldırımdan korunma inşaatı, en emek yoğun kısmı olan topraklama döngüsüyle başlar. Paratoner topraklama kısmının yapım şeması aşağıdaki çizimde gösterilmiştir.

Yıldırım Çarpması Topraklaması

Başlangıçta seviyeyi netleştirmeniz gerekecek yeraltı suyu evin temeline yakın. Binanın bodrumu varsa veya bodrum Düzenli olarak su ile doldurulan, başlangıçta metal konturun ve lastiğin döşendiği taraftan drenaj ve neme karşı koruma sağlamanız gerekecektir.

Döşeme temelleri ve MZLF için, topraklama halkası çukuru, beton şeride veya levhaya yakın bir yerde yapılabilir. Diğer durumlarda hendeklerin yerlerinin kör alandan 2-3 m uzağa taşınması gerekir.

İlk aşamada kenar uzunluğu 300 cm olan üçgen bir hendek kazıyoruz, hendek genişliği önemli değil; optimum derinlik 70-90 cm'dir Kayalık ve kumlu topraklar için hendek maksimuma kadar derinleştirilebilir, tınlı topraklar için 70 cm yeterlidir Bazen topraklama parçalarının döşenmesinin altına bir kum yastığı ve elekler dökülür. Bu alt katman, suyu topraktan iyi bir şekilde emer ve bu da düşük devre direnci sağlar.

Metal topraklama döngüsü kapalı bir çerçeve şeklinde yapılmalıdır; bu tasarım en iyi dağılımşarj. Eve her biri topraklama barasına sahip üç veya dört pimli paratoner takılıysa, akım taşıyan tüm parçalar çelik bant kullanılarak tek devreye bağlanmalıdır. Bu, potansiyeli eşitlemenizi ve zemindeki yük akışını önlemenizi sağlar.

En uygun malzeme kontur için - 50 numaralı çelik açı veya 70x40 mm profilli kare boru. Çerçevenin ana parçaları kaynaklandıktan sonra yanlardan birine yüzeye çıkarılacak bir kontak şeridi kaynak yapılır. Toprak çok kuruysa şerit yerine kaynak yapabilirsiniz. inç boru, içinden tuzlu su veya su dökmenin uygun olduğu. Yaz aylarında 4-5 haftadan fazla yağmur yağmazsa lastiğin girişindeki toprak direncinin artmaması için kum yastığını periyodik olarak nemlendirmeniz gerekir.

Bilginize! Topraklama dikdörtgeninin metali boyanamaz veya işlenemez. Koruyucu kaplamalar yüzey iletkenliğini azaltır.

Çerçeveyi kazılan hendeğe yerleştirdikten sonra metal tuzlu su ile dökülür ve nemli toprakla kaplanır. Yüzeye kırma taş dolgusu yapabilir ve döşeyebilirsiniz. kaldırım levhaları Galvanik kuplajı ve adım voltajı riskini azaltmak için. Beton şap yapmanın bir anlamı yok, çünkü 10 yıl sonra paratoner parçalarının değiştirilmesi gerekecek ve beton işe gereksiz bir engel teşkil edecek.

Yeraltı suyu seviyesi yeterince düşükse, paratoner devresi için 5-6 cm çapında ve 2-3 m derinliğe kadar birkaç kuyu açmanız gerekecektir, ana su olan suyu delmeye gerek yoktur. mesele dünyanın ıslak katmanlarına ulaşmaktır. Kuyulara yerleştirin metal borularüst kısımları mutlaka genel kontura ve otobüse kaynaklanmıştır.

Zemin döngüsünden çıkış genellikle kaidenin duvar boşluğunda veya özel bir kutuda gizlenir. Paratoner otobüsü de oraya kuruludur. Montajdan sonra tüm metal parçalar, insanların veya hayvanların kazara lastikle temasını önlemek için dikkatlice yalıtılır.

En Detaylı AçıklamaÖzel bir evde kendi ellerinizle paratoner yapımı https://www.youtube.com/watch?v=0K6SNX1avXA videosunda gösterilmektedir.

Pin alıcısını ve veriyolunu kuruyoruz

Paratoner kafasının en basit tasarımı, sivri uçlu sıradan bir takviye parçasına benziyor. Keskin kenarların bir deşarj oluşmasına ve paratonerin daha yüksek verimliliğine katkıda bulunduğuna inanılmaktadır, ancak pratikte yıldırım çarpmasına karşı korumada geleneksel pimlere göre herhangi bir özel avantaj gözlemlenmemiştir.

Paratoner başlığı, tek bir çerçeveye sabitlenmiş birkaç pim şeklinde veya hatta bir ağ çerçeve şeklinde yapılabilir. Paratonerlerin bazı tasarımları geceleri ilginç bir olayı gözlemlemeyi mümkün kılar - bir fırtına yaklaştığında, uçlarda küçük yıldırım deşarjları yanmaya başlar. Bu, yakında fırtına çıkacağı anlamına geliyor.

Paratoner piminin çatıya monte edilmeden önce baraya bağlanması gerekmektedir. Paratonerin yüksekliği bitişik bacaların üst noktasından en az 100-120 cm yukarıda olmalı ve havalandırma boruları. Normal bir tane alabilirsin su borusu¾ inç, en az iki metre uzunluğunda.

Paratonerin üst kısmında delik kaynak yapılır, iletken baranın bakır veya alüminyumdan yapılması planlanıyorsa, en kolay yol, farklı metallerden yapılmış iki kontağı güvenilir bir şekilde bağlamanıza izin veren bir elektrik adaptörü kullanmaktır. . Bakır teli çelik bir pime bağlarsanız, iki ila üç hafta sonra elektrokimyasal korozyon nedeniyle bağlantı noktası oksitlenecek ve yıldırımdan korunma artık çalışmayacaktır. Endüstriyel olarak üretilen paratonerler ve baralar asla boyanmaz, metal fosfatlanır ve nikel tabakası ile kaplanır.

Elbette bakır baranın bağlandığı noktadaki kontakta artan direnç Çelik boru süper güçlü bir yıldırım çarpmasını durduramaz, ancak Hakkında konuşuyoruz diğer hakkında. Fırtına sırasında otobüste temasın olmaması nedeniyle paratoner pimi çevresinde biriken pozitif yüklü parçacıklar, baca ve çatıdaki havalandırma siperliklerine akacaktır. Sonuç olarak, yıldırımlar bacaya, çatıya ve tekerleğe çarpacak, ancak paratonere çarpmayacaktır. Paratoner etrafındaki havanın iyonlaşmasının etkisinin başka olumsuz sonuçları da vardır. Her şeyden önce, iyonların ve nemli havanın etkisi altında paratonerin barası ve sabitlenmesi sıradan metalden 5-10 kat daha hızlı paslanır.

Paratoner pimi ve barası kaynaklandıktan sonra çatıya sabitlenmelidir. Bu en iyi kelepçeler veya ankraj cıvataları kullanılarak yapılır. Sadece otobüsün yakınında anten kablosu veya çatı çiti gibi başka iletken parça olmadığından emin olmanız gerekir. Paratoner barasını sıvasız tuğlaya veya betonarme döşeme. Bir yıldırım çarpması tipik olarak her iki malzemeyi de hızlı bir şekilde yok eder.

Paratoneri tamir etmeden önce otobüsü evin duvarlarına ve çatısına monte etmeniz gerekir. Önemli olan, yakındaki en yakın elektrik hattından güç girişi olmamasıdır. Yıldırım çarptığında ark, birbirlerinden birkaç on santimetre ayrılmış olsalar bile baradan faz iletkenine atlayabilir. Yanmış sayaç ve giriş kalkanına ek olarak, büyük bir para cezası da söz konusu olacak. yanlış kurulum paratoner ve otobüs.

Çözüm

Paratoneri kendiniz yapmanıza gerek yoktur, hazır olarak satın alıp kurabilirsiniz. Birçok şirket, baralar ve engelleme cihazlarıyla birlikte yıldırımdan korunma sistemleri üretmektedir. ev Aletleri. Bazılarının otobüste, fırtınanın yaklaştığını başlamadan yarım saat önce bilmenizi sağlayan yerleşik alan gücü sensörleri vardır. Bazı paratonerler, yıldırım çarptığında yanan dekoratif metal figürler şeklinde yapılmıştır. Ancak aynı zamanda pek çok doğrudan şarlatanlık vakası da var. Örneğin firmalardan birinin reklamında, yıldırımı başa çeken özel bir manyetik alaşımla kaplanmış minyatür bir model sunuluyordu. Kendi güvenliğiniz açısından bu tür paratonerlerden kaçınılması gerektiği açıktır.

Kır evleri genellikle yanıcı malzemelerden yapılır ve itfaiye istasyonu çok uzakta bulunur. Evet, her binaya gidemezsiniz ve herhangi bir fırtınaya eşlik eden kuvvetli rüzgardan iyi bir şey beklememelisiniz.

Bazen bir yıldırım çarpmasından Bütün tatil köyleri yanıyor.

Size kendi başınıza nasıl etkili bir paratoner yapabileceğinizi ve evinize "göksel bir akıntı" nedeniyle doğrudan çarpma riskini nasıl ortadan kaldıracağınızı anlatacağız.

Basitleştirilmiş bir ifadeyle sürecin fiziği şu şekilde tanımlanabilir: kaynak yıldırım kümülonimbüs bulutları.

Fırtına sırasında tuhaf bir hal alırlar dev kapasitörler. Üst artı kısımda buz kristalleri şeklinde büyük bir pozitif yüklü iyon potansiyeli birikir ve alt eksi bölgede su damlaları şeklinde negatif elektronlar birikir.

Bu doğal bataryanın deşarjı (bozulması) sırasında, yer ile fırtına bulutu arasında şimşek belirir - büyük elektrik kıvılcımı deşarjı:

Bu deşarj her zaman devreden akacaktır. en az yerel direnç elektrik akımı. Bu gerçek iyi biliniyor ve doğrulanıyor. Bu tür direnç genellikle yüksek binalarda ve ağaçlarda meydana gelir. Çoğu zaman yıldırım onlara çarpar.

Paratoner fikri onu evin yakınına kurmaktır. minimum direnç alanı Böylece yıldırım deşarjı yapının içinden değil içinden geçecektir.

Eğer yazlığınızda bir paratoneriniz yoksa, bir tane inşa etmeyi düşünmenin zamanı geldi. Bunu yapmanın en ucuz ve en kolay yolu, bunu kendiniz yapmaktır. Bunun için bilmeniz gerekenler nelerdir?

Yani, bir paratoner (paratoner) bir yıldırımdan korunma (yıldırımdan korunma) cihazıdır, Binanın ve insanların can güvenliğinin sağlanmasıİçinde bulunan, doğrudan yıldırım çarpması ile fırtına sırasında meydana gelebilecek yıkıcı etkilerden.

Bu korozyon korumalı, çıplak iletken - yani elektriği mümkün olduğu kadar iyi ileten bir malzeme daha büyük alan Ve daha büyük bölüm(minimum 50 mm²).

Bir paratoner (paratoner) aşağıdakilerden monte edilir: kalın bakır tel veya çelik çubuk, gerekli kesitteki borular veya çeşitli profiller, açılar, şeritler vb. çelik, alüminyum, duralumin çubuklardan.

Galvanizli çelik malzeme kullanmak daha iyidir. Hava oksidasyonuna daha az duyarlı oldukları için.

Yıldırımdan korunma nelerden oluşur: cihaz

En basit tasarıma sahip bir paratoner (paratoner) aşağıdakilerden oluşur: 3 parçalar:

(iniş).

Her öğe hakkında daha ayrıntılı olarak konuşalım.

Bir binanın çatısına veya ayrı bir desteğe (kule) monte edilmiş metal iletken. Yapısal olarak bölünmüş üç tip: toplu iğne, kablo Ve örgü.

Paratoner tasarımı seçerken malzemeye odaklan, evin çatısını kaplıyor.

1. Shtyrevoe(veya çubuk) paratoner cihazı, evin üzerinde yükselen metal dikey bir çubuktur (aşağıdaki şekle bakın).

Her türlü malzemeden yapılmış çatılar için uygundur ama yine de tercih ediliyor metal çatı. Paratonerin yüksekliği aşılmamalıdır 2 metre. Ve ya ayrı bir taşıyıcı desteğe ya da doğrudan evin kendisine bağlanır.

Üretim malzemeleri:

Çelik boru (20 -25 mm çap, duvarlı 2,5 mm kalınlıkta). Üst ucu ya düzleştirilir ya da bir koni şeklinde kaynaklanır. Ayrıca borunun üst kenarına iğne şeklinde özel bir tapa yapıp kaynak yapabilirsiniz.

Çelik tel (8 -14 mm). Ayrıca iniş iletkeninin tam olarak aynı çapta olması gerekir.

Herhangi bir çelik profil(örneğin, en az köşebent veya şerit çelik 4 mm kalınlığında ve 25 mm genişliğinde).

Bütün bunların temel koşulu çelik malzemeler- bölüm minimum 50 mm².

2. Trosovoy paratoner cihazı sırt boyunca 300 m'ye kadar bir yükseklikte gerilir 0,5 Minimum kesitli çatı kablosundan m 35 mm² veya tel.

Genellikle galvanizli çelik halat kullanılır. Bu tip paratoner uygundur ahşap veya arduvaz çatılar için.

İkiye sabitlenmiştir ( 1-2 metre) ahşap veya metalden yapılmış destekler, ancak metal destekler izolatörler kurulmalıdır. Kablo iniş iletkenine aşağıdaki şekilde bağlanır: kalıp kelepçeleri.

3. ağ paratoner sisteminin cihazı, çatının üzerine kalınlıkta döşenen bir ağdır 6 -8 mm. Bu tasarımın uygulanması en zor olanıdır. Çatılar için kullanılır fayanslarla kaplı.

4. Çok nadiren kullanılıyor kaplama cihazı Yıldırımdan korunma, metalik paratonerlerin paratoner görevi görmesidir yapısal elemanlar evin kendisi (çatı, makaslar, tavan korkuluğu, drenaj borusu).

Paratonerlerin tüm dikkate alınan tasarımları kaynakla güvenli bir şekilde bağlanmış iniş iletkenli ve tek veya çift taraflı topraklama iletkenli bir iniş iletkeni aracılığıyla kaynaklı dikiş minimum 100 mm uzunluğunda.

(iniş) - çelik için minimum kesite sahip metal bir iletken olan paratonerin orta kısmı 50 , bakır için 16 ve alüminyum için 25 mm kare.

Ana amaç iniş iletkeni, deşarj akımının paratonerden toprak elektroduna geçişini sağlamaktır.

Elektrik akımının geçmesi için ideal yol- aşağıya doğru yönlendirilen en kısa düz çizgi. Paratoneri takarken keskin açılardan dönmekten kaçının. Bu, iniş iletkeninin yakındaki bölümleri arasında kaçınılmaz ateşlemeye yol açacak bir kıvılcım deşarjının meydana gelmesiyle doludur.

Akım iletkeni için en popüler malzeme- çıplak çelik filmaşin veya şerit. Gerçekleştirilir yalnızca yanmaz yüzeylerde. Yanıcı yüzeyle temas halinde olan, iniş iletkenini koruyacak olan yanıcı duvarlara metal braketler monte edilmelidir.

Minimum mesafe duvardan iniş iletkenine 15-20 santimetre.

Öyle bir düzenlenmeli ki hiçbir temas noktası yoktu sundurma, ön kapı, pencere, metal garaj kapısı gibi ev unsurlarıyla.

Biz biliyoruz ki paratoner parçalarını bağlayın kaynak yapmaktan daha iyi ancak bu mümkün değilse, iniş iletkeninin topraklama iletkeni ve paratoner ile arayüzlenmesine izin verilir. üç perçin veya iki cıvata. Akım iletkeninin perçin bağlantısı ile sistemin diğer kısımlarına uygulanma uzunluğu eşittir 150 ve cıvatalı olanla - 120 mm.

Güvenilir teması sağlamak için galvanizsiz filmaşinin ucu ve iniş iletken telinin çelik parçalara bağlandığı nokta temizlenmesi gerekiyor, galvanizli olanı toz ve kirden yıkamanız yeterlidir. Daha sonra telin ucuna bir ilmek veya kanca yapılır, her iki tarafa da pullar yerleştirilir ve her şey bir cıvata ile mümkün olduğu kadar sıkı sıkılır.

Bağlantı noktalarının (kaynak değilse) ayrıca birkaç kat elektrik bandına, ardından kaba bir bezle sarılması, üstüne kalın bir iplikle bükülmesi ve boyayla kaplanması gerekir.

İletişimi geliştirmek için şunları yapabilirsiniz: telin uçlarını kalayla tedavi edin ve lehim.

(topraklama elektrotları) - paratonerin zemine yerleştirilmiş alt kısmı, iniş iletkeninin zeminle güvenilir temasını sağlar.

Topraklamanın doğru şekilde nasıl düzenleneceği, GOST Oh ve KESİNLİKLE ah, ama çoğunlukla basit seçenek vakfın kenarından en az bir metre uzakta olması yeterlidir ve daha yakın olmamalıdır 5 gömmek için binanın girişine birkaç metre uzaklıkta P metal iletkenlerden yapılmış şekilli yapı.

Görevle baş edebilecek geleneksel topraklama döngüsü(evdeki elektrikli aletler için yapılmıştır).

Bu 3 yatay toprak elektrotları ile birbirine aynı mesafede bağlanan elektrotlar toprağa sürülür ve gömülür. Topraklama yapısı maksimum toprak donma seviyesinin altına gömülmelidir. İtibaren 0,5 önce 0,8 metre derinlikte.

Topraklama iletkeni için haddelenmiş çelik enine kesit 80 mm, daha az sıklıkla bakır kesiti 5° mm kare. Dikey topraklama elektrotları 2-3 metre uzunluğundadır, ancak yeraltı suyu seviyesine ne kadar yakınsa o kadar kısadırlar.

Yazlığınızdaki toprak sürekli ıslaksa, bir metre veya yarım metrelik bir pim yeterli olacaktır.

Açık hangi derinliğe sürülmeli ve kaç elektrot gerekli olacak şurada bulunabilir enerji hizmeti ikamet ettiğiniz yerde.

Topraklama kalitesinin, toprak elektrodunun toprakla temas alanının büyüklüğüne ve toprağın direncine bağlı olduğu unutulmamalıdır.

Paratoner için topraklama iletkeni ayrı bir tane lazım paratoneri ev devresine topraklamamalısınız. Kategorik olarak Deneme yapmanızı önermiyoruz. Sonuçlarla doludur.

Sizi videoyu izlemeye davet ediyoruz görsel diyagram yıldırımdan korunma kurulumu:

Buna göre düzenleyici belgeler, özel konut binaları için yıldırımdan korunma sistemlerinin kurulumu isteğe bağlı. Ve kulübenize bir paratoner (paratoner) kurmanın fizibilitesine yalnızca siz karar verebilirsiniz. Makalenin doğru kararı vermenize yardımcı olacağını umuyoruz.

Sonraki sayfa>>

§ 7. Yıldırımdan korunma. Paratoner çeşitleri ve koruma bölgeleri: tek çubuk, çift çubuk, anten.

Fırtına sırasında, 150.000.000 V'a kadar gerilime ve 200.000 A'ya kadar akıma sahip atmosferik elektriğin deşarjı, patlamalara, yangınlara ve yerdeki nesnelerin tahrip olmasına neden olabilir. İnsanların güvenliğini, binaların ve yapıların, ekipman ve malzemelerin yıldırımın elektriksel, termal ve mekanik etkilerinden korunmasını sağlamak amacıyla yıldırımdan korunma çalışmaları yapılmaktadır.

Yıldırımdan korunma, SN 305-77 tarafından sağlanan bir dizi koruyucu cihazdır. Standartlar, patlayıcı madde ve maddeye bağlı olarak yıldırımdan korunma cihazlarının üç kategorisini oluşturmaktadır. yangın tehlikesi korunan nesnelerin kapasitesi, yangına dayanıklılığı ve amacı ile nesnenin bulunduğu coğrafi bölgedeki yıllık ortalama yıldırım aktivitesi dikkate alınarak belirlenir.

Kategori I ve II'deki nesneler doğrudan yıldırım çarpmasından, elektrostatik ve elektromanyetik indüksiyondan ve yer üstü ve yer altı metal iletişimleri yoluyla yüksek potansiyellerin ortaya çıkmasından korunur.

Kategori III nesneleri doğrudan yıldırım çarpmasından ve havai metal iletişimleri yoluyla yüksek potansiyellerin ortaya çıkmasından korunur ve betonarme veya sentetik malzemelerden yapılmış binalar ve yüzer çatılı tesisler de elektrostatik indüksiyondan korunur.

En tehlikeli olanı, yıldırımın bir nesneyle doğrudan temasının, içinden yıldırım akımının akışıyla birlikte meydana geldiği doğrudan yıldırım çarpmasıdır. Binaların ve yapıların doğrudan yıldırım çarpmasından korunması, yıldırımı algılayan ve akımını toprağa yönlendiren paratonerler tarafından gerçekleştirilir.

Paratonerin koruyucu etkisi, yıldırımın en yüksek ve iyi topraklanmış metal yapılara çarpmasına dayanmaktadır. Sonuç olarak, paratoner koruma bölgesinde bulunan bir yapıya yıldırım çarpmayacaktır. Paratoner koruma bölgesi, yapının doğrudan yıldırım çarpmasına karşı yeterli güvenilirlik (% 99) ile korunmasını sağlayan, paratonere bitişik alanın bir parçasıdır.

Yıldırım akımındaki hızlı değişiklikler elektromanyetik indüksiyon- Açık metal devrelerde potansiyellerin indüksiyonu, bu devrelerin bir araya geldiği yerlerde kıvılcım tehlikesi yaratması. Buna ikincil yıldırım tezahürü denir.

Yıldırımın neden olduğu yüksek elektrik potansiyellerinin, dış metal yapılar ve iletişim yoluyla korunan binaya taşınması da mümkündür.

Elektrostatik indüksiyona karşı koruma, elektrikli ekipmanın metal mahfazalarının koruyucu bir topraklamaya veya özel bir topraklama elektroduna bağlanmasıyla sağlanır.

Yüksek potansiyellerin ortaya çıkmasına karşı koruma sağlamak için, korunan nesneye girerken yeraltı metal iletişimleri, elektrostatik indüksiyona veya elektrikli ekipmanlara karşı koruma sağlamak amacıyla toprak elektrotlarına bağlanır.

Paratonerler bir taşıyıcı parça (destek), bir hava terminali, bir iniş iletkeni ve bir topraklama iletkeninden oluşur. Paratonerlerin iki türü vardır: çubuk ve kablo. Korunan bina veya yapıdan bağımsız, izole edilmiş veya izole edilmemiş olabilirler (Şekil 86, a-c).

Pirinç. 86. Paratoner çeşitleri ve koruma bölgeleri:

a - tek çubuk; b - çift çubuk; c - anten; 1 - paratoner; 2 - iniş iletkeni, 3 - topraklama

kamış Paratonerler, korunan yapının üzerine veya yakınına monte edilen bir, iki veya daha fazla dikey çubuktur. Kablo paratonerler - her biri iki desteğe sabitlenmiş, boyunca ayrı bir topraklama iletkenine bağlanan bir iniş iletkeninin döşendiği bir veya iki yatay kablo; Kablo paratonerinin destekleri korunan nesnenin üzerine veya yakınına monte edilir. Paratoner olarak yuvarlak çelik çubuklar, borular, galvanizli çelik kablo vb. Kullanılır.İniş iletkenleri en az 35 mm2 kesitli her derece ve profildeki çelikten yapılır. Paratoner ve iniş iletkenlerinin tüm parçaları kaynakla bağlanır.

Topraklama elektrotları yüzeysel, derin ve birleşik olabilir, çeşitli kesitlerden veya borulardan yapılmış çelikten yapılabilir. Yüzey topraklama elektrotları(şerit, yatay), 30 m uzunluğa kadar bir veya birkaç kiriş şeklinde yer yüzeyinden 1 m veya daha fazla derinliğe döşenir. Derinlemesine 2-3 m uzunluğunda topraklama iletkenleri (dikey çubuklar) 0,7-0,8 m derinliğe kadar (topraklama iletkeninin üst ucundan toprak yüzeyine) zemine sürülür.

Binaların ve kategori I ve II ile kategori III - 20 Ohm yapıların yıldırımdan korunması için her bir paratoner çubuğunun topraklama direnci 10 Ohm'u geçmemelidir.