Блискавкозахист і небезпечні фактори блискавок

Щодня зростає кількість об'єктів на яких змонтовано блискавкозахист OBO Bettermann. Проектувальники та монтажники, які добре обізнані з сучасними системами блискавкозахисту та комплектуючими ОВО Bettermann, майже щоденно вимушені розповідати замовникам про небезпеку грозового розряду та про ті заходи захисту, яких слід вжити.

Небезпечні фактори блискавки

Не треба пояснювати, що електричний струм становить небезпеку для здоров'я та життя людей і тварин. На відміну від випадків дотику до оголених проводів грозовий імпульс є досить коротким. Найчастіше він триває 6,7-10 мкс, а найдовше - 33 мкс.

Час спаду струму до 50% амплітудного значення в стандартизованому імпульсі "10/350" прийнято 350 мкс. А руйнівна дія блискавки визначається її струмом. Згідно з останньою міжнародною нормою МЕК 62305-2012 lightning protection високий 1-й клас блискавкозахисту повинен витримувати 200 кА.

Опис небезпечних факторів блискавки наведено в нормі згаданого документа. Розглянемо великі та малі житлові будинки, громадські будівлі, лікарні, навчальні заклади, логістичні комплекси, тваринницькі ферми.

Термомеханічні чинники блискавки

У місці удару блискавки в металеву покрівлю проплавляються отвори, а горючі елементи (дерево, пінопласт) загоряються. Струм блискавки миттєво перетворює вологу, що міститься в дереві (стиках цегляної кладки), на пару. Тиск пари розщеплює дерево (відламує зовнішні фрагменти стіни).

Якщо металева арматура не має надійних електричних з'єднань, у товщі залізобетону спалахує потужна електрична дуга. Тиск іонізованих газів здатен зруйнувати таку конструкцію. Коли струм блискавки тече надто близько до дротів, у них виникають електромеханічні зусилля, що здатні зігнути або зірвати їх із кріплень.

Тому на відміну від раніше чинної в Україні норми РД 34.21.122-87, що допускає діаметр сталевого дроту 6 мм, стандарт IEC 62305-2012 рекомендує більший переріз проводів.

для струмовідводів (оцинкований дріт 8 мм арт. 5021081)
для стрижневих блискавкоприймачів (алюмінієвий блискавкоприймач 16(10) мм арт. 5401989).

Отже, одне із завдань блискавкозахисту - прийняти розряд блискавки на себе і найкоротшим шляхом відвести його в землю. Ховаючи блискавкоприймачі або блискавкоприймальну сітку під товщу покрівлі на догоду естетичним вподобанням, ми наражаємо споруду на можливість пожежі та руйнування. Саме такими є наслідки застосування некваліфікованими підрядниками.

Активний блискавкозахист

На ринку виробників обладнання для блискавкозахисту існують продавці "активних" блискавкоприймачів, які стверджують, що їхній пристрій ефективніший за стрижень Франкліна та утворює збільшену зону захисту. Але вже зафіксовано випадки руйнування кутів покрівель котеджів (і споруд іншого призначення), на яких були встановлені ці неперевірені ЕSE блискавкоприймачі. Подальші дослідження активного блискавкозахисту в умовах дії природних блискавок не довели їхньої переваги порівняно з традиційною системою блискавкозахисту.

Випробування проведені в політехнічному інституті Дармштадта засвідчили, що концепція активних стримерів, яка ґрунтується на припущенні про стійкість системи "блискавка - стример ESE" на підставі часу емісії зустрічних плазмових каналів, є хибною.

Напруга дотику / крокова напруга

Торкатися елементів блискавковідводу під час грози однозначно небезпечно, навіть за умови бездоганно виконаного блискавкозахисту. Напруга дотику - це напруга, що з'являється на тілі під час одночасного дотику до провідників у двох точках. Адже струм потече не тільки по провіднику, а й по тілу людини (через руку, тулуб, ноги).

Прогулюватися під час проходження грозового фронту також не рекомендується. Розподіл потенціалів у землі спричиняє пробігання частини струму блискавки між ногами людини, не оминаючи інших чутливих місць. Тому струмовідводи віддаляють від дверей щонайменше на 3 м, а поверхню ґрунту навколо споруди вистилають покриттям (5 см асфальт або 15 см гравію).

Надійними рішеннями є використання елементів фасаду або арматури будівлі, що мають між собою електричне з'єднання. Що більше шляхів стікання струму блискавки з даху до заземлення, то меншою (безпечнішою) є напруга дотику. Зменшуючи кількість струмовідводів, економлячи на їхньому електричному з'єднанні на даху й у землі, ховаючи їх на непоказному боці котеджу (нехай і на вимогу власника), ми поступаємося безпекою об'єкту, що захищається.

Захисне зрівнювання потенціалів

Перебування під час грози всередині приміщення, навіть обладнаного зовнішнім блискавкозахистом, не є безпечним, якщо в ньому немає системи вирівнювання потенціалів (його називають ще внутрішнім блискавкозахистом). Така система передбачає надійне електричне з'єднання всіх металевих елементів усередині споруди, до яких можна доторкнутися. Головна шина зрівнювання потенціалів (ГШЗП) встановлюється у ввідному пристрої.

Жили проводів приєднуються до ГШЗП через розрядники, обмежувачі перенапруги, що захищають електричні та електронні системи від руйнівних імпульсів блискавки. Майте на увазі, що ГШЗП влаштовується в будь-якому об'єкті, де є споживачі електроенергії незалежно від наявності зовнішнього блискавкозахисту. З метою зрівнювання потенціалів міжнародний стандарт IEC 62305-2012 настійно рекомендує з'єднати всі заземлювачі, які є на об'єкті.

Якщо якісь заземлювачі з особливо низьким опором (до 0,5 Ом) небажано з'єднувати гальванічно (на вимогу виробника обладнання) із загальним контуром через технологічні міркування, електричний зв'язок із ними здійснюють комутаційними розрядниками ОВО Bettermann арт. 5099803.

Обслуговування блискавкозахисту

Кожна інженерна система має проходити сервісне обслуговування, система блискавкозахисту не є винятком. Для подальшої перевірки блискавкозахисту існують пристрої, які здатні зафіксувати факт прямого або близького удару блискавки. Найпростіший з них має зовнішній вигляд картки і випускається фірмою ОВО Bettermann GmbH & Co.

Пристрій здатний "запам'ятати" імпульсний струм 3-120 кА і сервісний інженер може визначити силу удару блискавки в об'єкт. Також існують пристрої з виявлення грози, що наближається, локалізації гроз на відстані до 100-150 км, стеження за їхнім пересуванням і попередження про небезпечне підвищення напруженості електричного поля "хмара-земля", яке закінчується розрядом атмосферної електрики. Завдяки цьому є можливість заздалегідь знайти безпечне укриття, попередити інших про загрозу, що насувається.

ПІДСУМКИ:

• Блискавка є грізним природним явищем, яким людина не здатна керувати, але сучасні прилади дають змогу заздалегідь дізнатися про наближення грози.
• Професійно виконаний блискавковідвід значно зменшує загрозу для здоров'я, життя і майна.
• Електричне об'єднання всіх металевих компонентів усередині споруди є неодмінною передумовою безпеки для людей, тварин і електричного та електронного обладнання.
• Елементарні наукові дані про небезпечні фактори блискавки дають змогу правильно поводитися під час грози.
• Запорука надійного блискавкозахисту - у дотриманні рекомендацій міжнародної норми IEC 62305-2012.

Не варто "вестися" на спокусливі пропозиції з приводу "активних" блискавковідводів.