Молниеприемники и токоотводы

Молниеприемники и токоотводы являются ключевыми элементами внешней молниезащиты, образуя путь для безопасного отвода тока молнии от объекта в землю. Их правильный выбор, расчет и монтаж определяют эффективность всей системы в целом.

1. Молниеприемники: Конструкция и зоны защиты

1.1. Назначение и принцип действия

Молниеприемник (громоотвод) — элемент молниезащиты, предназначенный для перехвата молнии и восприятия прямого удара. Устанавливается в зонах наиболее вероятного поражения объекта.

1.2. Конструктивные типы молниеприемников

1. Стержневой молниеприемник

• Конструкция: Вертикальный стальной стержень круглого или прямоугольного сечения
• Материалы:
  • Оцинкованная сталь (сечение 50-100 мм²)
  • Нержавеющая сталь
  • Медь (редко due to стоимости)
• Длина: 0.5-3 м (определяется расчетом)
• Крепление: К мачте, стене или непосредственно на защищаемом объекте

2. Тросовый молниеприемник

• Конструкция: Натянутый стальной трос между опорами
• Диаметр троса: 6-12 мм
• Материал: Оцинкованная сталь
• Применение: Защита протяженных объектов (ангары, склады)

3. Сетчатый молниеприемник

• Конструкция: Сетка из стальных проводников (Ø 6-8 мм)
• Размер ячейки: Обычно 5×5 м или 10×10 м
• Применение: Плоские кровли больших площадей

1.3. Зоны защиты молниеприемников

Метод угла защиты (по РД 34.21.122-87):

• Стержневой молниеприемник создает коническую зону защиты
• Угол защиты зависит от высоты молниеприемника и уровня защиты
• Для III категории — 45-60° от вертикали

Метод защитной сетки (по СО 153-34.21.122-2003):

• Сетчатый молниеприемник создает зону в виде плоскости под сеткой

2. Токоотводы: Расчет и требования

2.1. Назначение и конструкция

Токоотвод (спуск) — проводник, соединяющий молниеприемник с заземлителем.

Основные требования:

• Минимальное количество: 2 токоотвода на объект
• Равномерное распределение по периметру
• Кратчайший путь к земле

2.2. Материалы и сечения

Стальные токоотводы:

• Круглая сталь: Ø 8 мм
• Прямоугольная сталь: 20×4 мм, 25×4 мм, 40×4 мм
• Площадь сечения: ≥ 50 мм²

Медные токоотводы:

• Круглое сечение: Ø 8 мм
• Площадь сечения: ≥ 50 мм²

Алюминиевые токоотводы:

• Круглое сечение: Ø 8 мм
• Площадь сечения: ≥ 70 мм²

2.3. Правила прокладки

Трассировка:

• По наружным стенам здания
• Вдали от окон, дверей
• С учетом архитектурных особенностей

Крепление:

• Скобы с дюбелями (для кирпичных стен)
• Сварка (для металлических конструкций)
• Хомуты с изоляторами

Защита от коррозии:

• Оцинкованные проводники
• Лакокрасочные покрытия
• Пластиковые держатели

3. Расчет системы молниеприемник-токоотвод

3.1. Определение количества токоотводов

n ≥ P/20 + 1
где:
P — периметр здания, м
n — количество токоотводов (округляется в большую сторону)

3.2. Расчет сечения токоотвода

S = I² × t / k
где:
S — минимальное сечение, мм²
I — ожидаемый ток молнии, кА (50-200 кА)
t — время действия, с
k — коэффициент материала (медь — 226, алюминий — 148, сталь — 78)

3.3. Расчет высоты молниеприемника

Для стержневого молниеприемника:

h = (r + 1.63hx)/1.5
где:
h — высота молниеприемника
r — радиус зоны защиты на высоте hx
hx — высота защищаемого объекта

4. Особенности монтажа

4.1. Соединения элементов

• Сварка (длина шва ≥ 60 мм)
• Болтовые соединения (М8-М12)
• Специальные зажимы для молниезащиты

4.2. Защита от коррозии

• Горячее цинкование
• Меднение
• Антикоррозионные покрытия

4.3. Учет температурных деформаций

• Компенсаторы удлинения
• Свободная укладка в держателях

5. Контроль и обслуживание

Периодичность проверок:

• Визуальный осмотр — 1 раз в 6 месяцев
• Измерение сопротивления — 1 раз в год
• Проверка соединений — после гроз

Параметры контроля:

• Целостность проводников
• Качество соединений
• Отсутствие коррозии
• Состояние креплений

6. Нормативные документы

• СО 153-34.21.122-2003
• РД 34.21.122-87
• ГОСТ Р IEC 62561-2-2014
• ПУЭ (глава 2.4)

Заключение

Правильный расчет и монтаж молниеприемников и токоотводов — основа надежной молниезащиты. Ключевые факторы эффективности:

• Соответствие материалов нормативным требованиям
• Правильное определение зон защиты
• Качество выполнения соединений
• Регулярное техническое обслуживание

Проектирование системы молниезащиты должно выполняться с учетом индивидуальных особенностей объекта и региональной грозовой активности.