Как работают молниеотводы: устройство и принцип действия

Молниеотвод предназначен для защиты зданий, сооружений и оборудования от прямого удара молнии. Он является частью более обширной системы молниезащиты, которая включает как внешние, так и внутренние устройства безопасности. Отвечает за перехват высоковольтного разряда во время грозы и отведение его в землю по безопасному маршруту.

Согласно нормативным документам (в первую очередь СО 153-34.21.122-2003), установка молниеотводов обязательна для многих объектов. Среди них промышленные предприятия, порты, аэродромы, автозаправочные станции, высотные здания, объекты хранения ГСМ и другие места повышенной опасности.

Конструкция молниеотвода

Устройство включает в себя несколько ключевых компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию:

• Молниеприемник. Верхняя часть конструкции, основной элемент, который принимает прямой удар молнии. Обычно выполнен из меди или стали. Молниеприемник обязательно устанавливается выше всех других элементов на объекте, чтобы увеличить вероятность перехвата разряда.
• Токоотвод. Соединительное звено между молниеприемником и заземляющим устройством. Выполнен в виде металлического провода или полосы с большим сечением. Задача токоотвода — передать заряд от молнии к заземлителю с минимальными потерями. Он крепится к зданию с помощью изолирующих крепежей, чтобы избежать искрового пробоя и случайного касания.
• Заземлитель. Обеспечивает рассеивание тока молнии в грунт. Это может быть как специально организованная система (модульно-штыревой контур), так и часть конструктивных элементов здания — например, металлическая арматура в железобетонных фундаментах. Основное требование к заземлению — надежный и долговечный электрический контакт с почвой и токоотводом.

Разновидности

Наиболее распространенными являются стержневые молниеотводы. Они представляют собой вертикально установленные металлические конструкции, которые крепятся на здании или специальной мачте. Бывают двух основных видов:

• Трубчатые. Изготовлены на базе полой металлической трубы круглого сечения. Характеризуются простотой конструкции и легким монтажом. Удобны для прокладки внутреннего заземляющего проводника. Используются на территориях, где нет особых требований к ветровой нагрузке.
• Многогранные. Состоят из стальных сегментов с граненым сечением (чаще 8-, 12-, 16-гранные), сваренных или соединенных болтами. Могут достигать значительной высоты (до 30–40 м и выше). Отличаются повышенной прочностью, устойчивостью к ветровым и механическим нагрузкам. Применяются в промышленных зонах, на открытых территориях, спортивных объектах, в аэропортах — везде, где требуются повышенная прочность и высота молниеотвода.

Установка, контроль и техническое обслуживание

Перед монтажом молниеотвода важно правильно рассчитать зону защиты. Она определяется как объем пространства, внутри которого риск прямого удара молнии минимален. В случае стержневого молниеприемника зона имеет вид конуса, вершина которого находится на уровне штыря, а основание — на поверхности земли. Чем выше установлен приемник, тем шире радиус защиты.

Установка молниеотвода может выполняться как непосредственно на здании, так и рядом с ним в зависимости от архитектурных особенностей и требований проекта. После завершения монтажа система проходит проверку. Основной параметр — сопротивление заземления, которое не должно превышать 10 Ом.

По результатам испытаний составляется акт технического состояния, в котором фиксируется соответствие системы требованиям безопасности. Также необходимо регулярно следить за целостностью открытых элементов, качеством изоляции и надежностью креплений.