З природних явищ найбільшу небезпеку несе грозовий розряд - блискавка. Вона являє собою електричну іскру гігантської потужності. Сила струму в момент пробою може досягати кількох сотень тисяч ампер.
Механізм виникнення блискавки вивчений досить добре. Між грозовими хмарами й поверхнею Землі виникає різниця потенціалів в кілька мільйонів вольт. Атмосфера насичується зарядженими частинками - іонами, які починають рухатися у напрямку від грозової хмари до землі. Ці іони називаються лідерами. Вони створюють канал іонізованого газу. За їхньою допомогою блискавка наче "намацує" траєкторію свого поширення, яка проходить по лінії найменшого опору. Найчастіше удару піддається об'єкт, який піднімається над іншими, оскільки відстань від грозової хмари до твердої поверхні в такому місці менша. Наслідки прямого попадання блискавки в будинок зазвичай фатальні.
Неможливо запобігти удару блискавки, але його можна уникнути
Блискавка має нищівну силу, проте її можна відвести. Для вирішення цього завдання використовують так звані громовідводи (блискавковідводи). Блискавковідвід складається з трьох основних елементів: блискавкоприймача, струмовідводу й заземлення.
Блискавкоприймачі бувають стрижневі й сітчасті. Їхнє завдання - "зловити" електричний розряд. Стрижневий блискавкоприймач має вигляд металевого стрижня, який кріпиться на високу щоглу.
Зона гарантованого захисту від удару блискавки нагадує конус, висота (h) якого дорівнює відстані від верхівки стрижня до землі, а радіус основи дорівнює приблизно 1,732*h.
Струмопровідний стрижень повинен мати низький опір. Найкращий варіант - сталевий стрижень із мідним покриттям.
Для повноцінного захисту протяжних будівель висота щогли повинна бути дуже великою. Тому часто використовують інший тип блискавкоприймача. Це або натягнутий уздовж гребеня даху металевий трос, або металева сітка з арматури.
Є також варіант монтажу двох вертикальних блискавкоприймачів з різних кінців будівлі, з'єднаних металевим тросом.
Активні блискавкоприймачі як приманка для блискавки
Існують також активні блискавкоприймачі. Так званий блискавкозахист із попереджувальною стрімерною емісією. На ринку представлений цілий ряд подібних пристроїв, як вітчизняних, так і закордонних.
Активний блискавкозахист в момент підвищення напруженості електромагнітного поля навколишнього середовища, що виникає при наближенні грози, генерує потік іонізованих частинок, так званих висхідних лідерів, які провокують розряд блискавки в напрямку даного громовідводу.
Виробники подібних систем блискавкозахисту стверджують: даний спосіб забезпечує більшу зону захисту, що підтверджується моделюванням удару блискавки в лабораторних умовах.
Теоретично застосування цих пристроїв мало б стати аналогом збільшення фізичної висоти блискавкоприймача. Відповідно, збільшуючи зону захисного покриття.
Однак існує ряд публікацій, автори яких сумніваються в результативності систем активного блискавкозахисту, наводячи свої аргументи. Повної ясності в цьому питанні поки що немає. Але, тим не менше, на ринку активні блискавкоприймачі присутні в широкому асортименті.
Дайте блискавці безпечну дорогу до заземлення!
Недостатньо просто "зловити" блискавку. Тому що, навіть правильно змонтувавши блискавкоприймач, можна домогтися лише одного - блискавка вдарить у нього, а не в сам будинок.
Але якщо не "утилізувати" прийнятий електричний розряд, який має гігантську потужність, то він, не маючи виходу, може зруйнувати блискавковідвід разом з усім, що його оточує. Щоб цього не сталося, блискавкоприймач обов’язково повинен бути заземлений.
Завдання заземлення - з'єднати блискавкоприймач із товщею землі. І що товстіша ця товща - тим краще. В ідеалі заземлення повинно бути пов'язане з ґрунтовими водами.
Якщо ця умова буде виконана, електричний розряд пройде по лінії найменшого опору й розчиниться, не заподіявши ніякої шкоди. В іншому випадку може стати тільки гірше. Якщо опір на шляху руху блискавки буде високим, то вона буде намагатися "замкнутися" на внутрішню електричну проводку будинку, що загрожує катастрофічними наслідками для будинкової електромережі й побутової електротехніки.
Існує думка, що металевий дах надійно захищає від удару блискавки. Це не зовсім так. Сам по собі дах із металу, металочерепиці й подібних струмопровідних матеріалів, якщо його не заземлити, у випадку потрапляння в нього блискавки постраждає так само, як і будь-який інший будівельний матеріал.
Але якщо скласти всі металеві компоненти в один контур і підвести заземлення з двох протилежних кінців даху, то вийде досить надійна захисна "парасолька".
Небезпечні наведення від грозових розрядів
Грозові розряди несуть небезпеку, навіть якщо блискавка б’є не прямо в будинок, а поруч. В цьому випадку виникає сильне збурення електромагнітного поля, яке спричиняє в лініях електропередач потужні імпульсні викиди електричного струму.
Це надзвичайно небезпечно, адже сильне електромагнітне поле у всіх близько розташованих провідниках викликає електричні збурення, які легко виводять з ладу електронні прилади. Особливо вразливі комп'ютери.
Кращий спосіб - розташувати блискавковідвід подалі від будинку. Але тоді його треба робити вище, щоб вся будівля опинилася "під парасолькою". Відповідно, конструкція суттєво здорожчає.
У ряді випадків для захисту від подібних неприємностей використовують пристрої захисту від імпульсних перепадів (ПЗІП).
Ці пристрої монтуються в електрощитку на вході силового кабелю в будинок. При виникненні небезпечного перепаду напруги ПЗІП відключають внутрішню мережу. Це допомагає, якщо блискавка вдарить у близько розташовану лінію електропередач.
ПЗІП повинні мати високу швидкість спрацювання, оскільки наростання напруги при ударі блискавки відбувається практично миттєво. Якщо пристрій буде інерційним, то поки він спрацює, побутові прилади встигнуть згоріти. На ринку представлені ПЗІП в широкому асортименті та від різних виробників.
Проектування системи блискавкозахисту
На завершення додамо, що без проекту майстру-любителю грамотно змонтувати блискавковідвід і заземлювачі досить складно. А для захисту дво- або триповерхової будівлі взагалі без спецтехніки не обійтися.
Якщо ви не володієте спеціальними знаннями та навичками, то краще звернутися в одну з компаній, що спеціалізуються на проектуванні систем блискавкозахисту з їх подальшим встановленням "під ключ". Звичайно, це витрати, але в даному випадку краще довіритися досвіду професіоналів. Крім цього, проект допоможе заощадити кошти та перевірити чи все зроблено вірно. Також, бажано власноруч контролювати хід монтажніх робіт, щоб питання естетичного вигляду не виникло після завершення монтажних робіт.
Але навіть якщо ви маєте в своєму розпорядженні найбільш "сучасний" громовідвід, при наближенні грози краще вимкнути з мережі електроприлади, а якщо у вас пасивна зовнішня антена, то вийняти з телевізора антенний кабель.
