Громоотвод — как работает? Принцип действия, инструкция по сборке!

В данной статье мы затронем самые основные принципы устройства громоотвода на даче. Правильнее было бы назвать статью, как сделать молниеотвод на даче, так как именно молния представляет наибольшую опасность, а не раскаты грома. Но это суть дела не меняет, поэтому продолжим.

Всю автоматику, использующуюся для контроля за работой насоса, подразделяют на 3 вида в хронологическом порядке согласно последовательности ее создания.

1-го поколения

Это первая и простейшая автоматизированная система управления насосным оборудованием. Ее используют для несложных задач, когда нужно обеспечить постоянный источник воды в доме. Состоит она из трех основных частей.

  • Датчик сухого хода. Необходим для отключения насоса при отсутствии воды, которая служит охладителем, без нее насос перегреется и обмотка сгорит. Но также может устанавливаться дополнительный поплавок-выключатель. Его функция схожа с датчиком и отталкивается от уровня воды: когда он понижается – насос выключается. Эти простые механизмы надежно защищают дорогостоящее оборудование от порчи.
  • Гидроаккумулятор. Является необходимым элементом для автоматизации системы. Выполняет функцию накопителя воды, внутри которого расположена мембрана.
  • Реле . Устройство, контролирующее уровень давления, должно снабжаться манометром, позволяющим настраивать рабочие параметры контактов реле.

Датчик сухого хода

Гидроаккумулятор

Реле давления

Автоматика первого поколения для глубинных колодезных насосов отличается простотой за счет отсутствия сложных электрических схем, а потому его установка на любое насосное оборудование не является проблемным.

Функционал системы так же прост, как и механизм работы, который завязан на понижении давления в гидроаккумуляторе при израсходовании воды. Вследствие чего включается насос и заполняет емкость новой жидкостью. При полном заполнении насос отключается. Этот процесс продолжается циклично . Возможна регулировка минимального и максимального давления посредством реле. Манометр позволяет установить нижний и верхний предел срабатывания автоматики.

2-го поколения

Второе поколение отличается от первого использованием электронного блока управления, к которому подключены датчики. Они распределены по всей насосной системе и следят за работой самого насоса и состоянием трубопровода. Вся информация поступает к электронному блоку, который ее обрабатывает и принимает соответствующие решения.

При использовании автоматики 2-го поколения может не использоваться гидроаккумулятор, так как трубопровод и установленный в нем датчик выполняют аналогичную функцию. Когда давление в трубе падает, сигнал от датчика поступает в узел управления, который, в свою очередь, включает насос и восстанавливает напор воды на прежний уровень, а по завершении отключает его.

Для установки автоматики 2-го поколения необходимы базовые навыки в обращении с электроникой. По принципу действия системы 1-го и 2-го поколения схожи – контроль давления, но по стоимости система 2-го поколения значительно дороже, вследствие чего пользуется меньшим спросом.

3-го поколения

Такая система отличается высокой надежностью и эффективностью, но и стоит дороже своих предшественников. Точная работа системы обеспечивается продвинутой электроникой и позволяет экономить на электроэнергии. Для подключения этой системы необходим специалист, который не только установит, но и настроит правильную работу блока. Автоматика обеспечивает полный комплекс защиты оборудования от поломки начиная от «сухого хода» и разрыва трубопровода и заканчивая защитой от скачков напряжения в сети. Принцип работы, как и во 2-ом поколении, не связан с использованием гидроаккумулятора.

Главное отличие – это возможность более точно регулировать работу механических узлов. Например, при включении насос стандартно качает воду на максимальной мощности, в чем нет нужды при ее малом расходе, а электричество потребляется по максимуму.

Зачем нужна конструкция

Предсказать место удара молнией можно, но это довольно сложно, т. к. одновременно существует несколько точек, куда она может ударить. Желательно создать для нее приспособление, которое будет брать на себя основной удар. Такой конструкцией является громоотвод. Его задачей является прием высоковольтного электрического разряда и его рассеивание. При отсутствии громоотвода в частном доме может произойти непоправимое. Если разряд дойдет до сети питания дома, то выйдет из строя практически вся техника, которая подключена к электричеству. Кроме того, молния может привести к пожару.

Зачем нужна конструкция

Конструкция громоотвода не является слишком сложной, поэтому ее можно соорудить самостоятельно, затратив немного времени. Ниже будут описаны материалы, которые необходимы для всей конструкции. Их стоимость невысока, а некоторые из них уже могут быть в наличии на даче или в загородном доме.

Активная система молниезащиты: особенности и преимущества

По своему виду или форме блок ESE-молниеприемника (ESE – early streamer emission, или ранний эмиттер стримера) похож на штыревой отвод грома, но с “активным” улавливающим молниеприемником. На конце установленного штыря находится электронное устройство, генерирующее высоковольтные импульсы при достаточно скопившемся в атмосфере (в туче) электрическом заряде. В момент грозы, они ловят разряд и направляют его в грунт. Этот тип молниеотвода отличается максимальной эффективностью и защищает строение от прямого атмосферного явления и вторичного воздействия молнии. К его достоинствам относят:

  • полную энергонезависимость (его не нужно подключать к электрической сети, так как он подпитывается от внешнего электрического поля);
  • небольшое количество материальных затрат на установку, меньшее число отводов для тока и единиц пакетов;
  • привлекательность дизайна и эстетичность.
Читайте также:  Минимальный уклон кровли из сэндвич панелей

Серия предлагаемых моделей достаточно большая, а выбор электроконструкции стоит делать с учетом таких параметров, как: нужный уровень защиты постройки, модель металлоприемника и высота, на которой будет установлен пакет.

Однако, на самом деле – это чисто маркетинговой прием. Зададимся вопросом – можно ли управлять точкой удара молнии в интересах практической молниезащиты?

Исследования в этом направлении активно ведутся во многих странах, в том числе в России. В 2014 году были обнародованы результаты масштабного исследования, проведённого ОАО «26 ЦНИИ». Специалисты этого института сравнивали два устройства. Первое – стандартный громоотвод со стержневым электродом. Второе – стандартная активная молниезащита М-200. Высота этих устройств одинаковая. В лабораторных условиях экспериментаторы формировали искровые разряды длительностью 250/2500 мкс при амплитуде напряжения 3,5 МВ. Результаты получились противоречивые. Во-первых, оказалось, что производитель значительно завысил зону, в которой работает активный громоотвод. При этом обычный стержневой электрод принял на себя примерно на треть больше ударов. Исследователи тщательно следили за тем, чтобы условия для обеих испытуемых систем были одинаковыми. Впоследствии полученные результаты неоднократно перепроверялись и были подтверждены, так что данное исследование можно считать объективным и определённо заслуживающим внимания.

Интересно то, что похожие эксперименты со сходными выводами, но не в лабораторных, а в полевых условиях проводили в 2003 году учёные из Нью-Мехико. Они следили за тем, как ведут себя во время грозы обычные молниезащитные стержни и их активные аналоги, сопоставимые по высоте. Оказалось, что вероятность попадания разряда в активную молниезащиту ниже. Результаты этого исследования были предоставлены в компанию, занимающуюся выпуском ESE-громоотводов, но там от комментариев отказались. И тем более производитель не стал признавать правдивость полученных результатов.

Проблема здесь в том, что компании, выпускающие системы ESE, скрывают показатели тех компонентов, с помощью которых происходит управление импульсным разрядом. По этой причине расчёты эффективности в данной сфере крайне затруднены. Имея на руках сведения об особенностях управления импульсным разрядом, любой опытный инженер, специализирующийся на молниезащите или электротехнике, сможет провести все необходимые расчёты. Пожалуй, главный тип данных, которые получают в результате таких расчётов, ‒ это временные параметры. Их можно было бы рассчитать, так как часть данных (например, о габаритах конденсаторов и размерах стержней громоотводов) уже опубликована. Проведя расчёты, специалисты смогли бы определить ёмкость источников управляющего напряжения.

Кроме того следует учитывать, что ни одна, компания, осуществляющая проектирование и монтаж системы молниезащиты, не даст Вам на это устройство гарантийных обязательств. Чтобы убедится в этом, следует просто внимательно прочитать и проанализировать договор.

Громоотвод на даче своими руками

Громоотводы по принципу устройства бывают одностержневыми и тросовыми. Принимающий молнию электрод представляет собой металлический штырь с заострённым концом, диаметром минимум 15мм. В качестве токоотводящего провода используется либо гладкая арматура, либо металлический трос диаметром не менее 6мм. Если речь идёт об экономии средств, то в качестве проводника необходимо использовать арматуру. Крепление токопроводящей арматуры к молниеприёмнику, осуществляется при помощи сварки. Если же в качестве токоотводящего проводника используется трос, то соединение выполняют при помощи болтового соединения и пайки. Площадь контакта троса с молниеприёмником должна быть в 2,5 раза больше, чем площадь сечения токоотводящего троса или арматуры.

Молниеотводной трос в свою очередь должен быть соединён с заземлителем, через который электрический разряд молнии уходит в землю и рассеивается. Установка заземлителя для громоотвода не должна быть единой с общим заземлением дома. Заземление для дома и заземление для громоотвода, должны быть раздельными контурами. Но принцип устройства контур заземления громоотвода такой же, как устройство контур заземления для дома. Он подробно описан в статье нашего сайта.

Необходимо знать, что место установки заземления громоотвода должно быть удалено от дома и от мест прохода людей на значительное расстояние.

Монтаж заземлителя для громоотвода необходимо выполнять из металлических уголков, которые забивают или вдавливают в землю. Минимальный размер полки уголка 65мм, а его длинна 2,5 метра. Соединяются между собой уголки металлической полосой 40 мм, при помощи сварки. Полосой соединяют три вдавленных в землю электрода. Сама полоса после приваривания к заземляющим электродам должна находится в земле и тоже выполнять функцию рассеивателя тока. Чем больше площадь соприкосновения электродов с землёй, тем эффективнее будет работать молниезащита. После того как контур молниезащиты в земле установлен, к нему крепят молниеотводящий провод. Крепление его осуществляется при помощи сварки или болтов. После того, как провод закреплён, контур заземления засыпают грунтом. После того, как монтаж молниеотвода на даче выполнен, останется только выполнить замер сопротивления всей системы. Для этого необходимо иметь омметр, а если такового нет, нужно вызвать лабораторию. Сопротивление молниеотвода не должно превышать 10 Ом.

Статья подготовлена компанией АСК Эгида, которая выполняет строительство домов из оцилиндрованного бревна и оказывает широкий спектр строительных услуг на рынке загородного домостроения.

Что такое громоотвод и как он функционирует

Итак, молниеотвод – это устройство, предназначенное для защиты зданий и сооружений от удара молний. Представляет собой заостренный металлический штырь, который устанавливается в вертикальном положении на крыше зданий или на отдельно стоящей высокой мачте. От нижнего конца штыря идет проводник, который уходит в землю – заземление.

Что такое громоотвод и как он функционирует

Принцип действия молниеотвода

Читайте также:  Нужна ли пароизоляция для холодной крыши?

Большинство людей думают, что основная функция молниеотвода заключается в том, что при прямом попадании молнии во время грозы он отводит заряд по проводнику в землю, где тот рассеивается, не повреждая здание. Да, это утверждение верное, и при попадании молнии именно так и произойдет.

Что такое громоотвод и как он функционирует

Однако так бывает только в случае прямого попадания, что случается крайне редко. В прочих ситуациях громоотвод работает по-другому. Удивлены? На самом деле, все не так сложно и объяснимо, и сейчас вы в этом убедитесь.

Молния крайне редко попадает в громоотвод

Что такое громоотвод и как он функционирует

Молниезащита тросовая

Немного физики

Что такое громоотвод и как он функционирует

При образовании грозовых облаков происходит разделение зарядов. Мельчайшие капли воды приобретают отрицательные и положительные заряды, при этом отрицательные заряды скапливаются преимущественно в нижней части кучевого облака.

  1. На поверхности земли, а также на зданиях и сооружениях под заряженным облаком скапливаются индуцированные заряды противоположного знака, то есть положительные.

    Нюансы разделения зарядов

  2. Между землей и облаками увеличивается напряженность электрического поля. Появляется разность потенциалов, достигающая миллионов вольт. Данной разницы достаточно для образования разряда, коим и является молния.
  3. Разряд молнии начинается со ступенчатого лидера. Под этим понимается слабосветящийся разряд, который движется по направлению от облака к земле со скоростью 50 000 км/сек. Путь молнии прокладывается по воздуху — он неоднороден, а значит, есть места с более высокой электропроводностью (больше количество заряженных частиц). По ним-то молния и проходит. По-другому можно сказать, что молния выбирает наименьший путь сопротивления.

    Разряд молнии

  4. Приближаясь к земле, лидер направляется в те участки, где в данный момент имеется наибольшее количество индуцированных зарядов противоположного знака. Когда лидер достигает земли, все отрицательные заряды, находящиеся в ионизированном канале, устремляются в землю – сначала заряды из нижней части канала, а затем и из облака. Таким образом, основной разряд идет снизу-вверх.

    Молния выбирает наименьший путь сопротивления

Что такое громоотвод и как он функционирует

Наверное, всем известно, что молния поражает высокие объекты: деревья, вышки, мачты, дома. Но происходит так не всегда, так как многое зависит от электропроводности этих объектов. Например, ствол дерева содержит влагу, что позволяет образующимся в земле индуцированным зарядам перетекать на верхушку дерева, а значит, расстояние до нисходящего ступенчатого лидера сокращается. Ему нужно проделать меньший путь, поэтому удар с высокой долей вероятности придется в рассматриваемый объект. Так будет, если рассмотреть одиноко стоящее дерево.

Совет! Именно поэтому нельзя прятаться во время грозы под деревьями, которые стоят особняком. В относительной безопасности вы будете только в зарослях, да и то – не факт.

Что такое громоотвод и как он функционирует

Большинство специалистов рекомендует поднимать молниеотвод на высоту до 18-20 м, особенно если здание находится в плотной застройке частного сектора

Справедливо перетекание зарядов также для высоких сооружений и зданий, однако если поблизости находится объект с более высокой электропроводностью, он накопит в себе больше индуцированных зарядов, и молния поразит именно его — несмотря на то, что оно может быть намного ниже.

Что такое громоотвод и как он функционирует

Единственным проверенным средством, помогающим уберечься от удара атмосферного разряда, является молниеотвод

Данный эффект полностью объясняет поведение молнии. Иногда люди недоумевают, почему заряд поражает не высокое строение, а какой-нибудь маленький сарай, находящийся поблизости. Причиной может быть то, что он стоял на водоносном слое почвы, а вода, как мы знаем, является прекрасным проводником и однозначно будет содержать большее количество индуцированных зарядов.

Что такое громоотвод и как он функционирует

Молниезащита загородного дома

Можно часто наблюдать деревья, пораженные молнией, около рек. Как известно, в силу гравитации реки протекают в самых низких участках рельефа, но так как вода в реке – это хороший проводник, содержащий много зарядов, в этой области создаются самые оптимальные условия для попадания молнии.

Что такое громоотвод и как он функционирует

История молниеотвода

Читайте также:  Монтаж фальцевой кровли: выкладываем по полочкам

Совет! По этой причине во время грозы стоит держаться подальше от рек и водоемов.

Что такое громоотвод и как он функционирует

Как правильно сделать громоотвод в частном доме своими руками

Большинство коммуникаций, которые были подведены к частным домам, уже давно отработали срок своей эксплуатации. Из-за этого существенно повышается риск их выхода из строя.

Именно поэтому проблема защиты от грома и молнии становится все более актуальной.

Сделать громоотвод своими руками не так просто, для этого необходимо рассчитать параметры участка и взять инструменты: отвертку, молоток, лопату.

Создание такой конструкции – это защита своей семьи от потенциальной угрозы. Правильно установленный громоотвод обезопасит дом от молнии. Рассмотрим поэтапное создание конструкции.

Как устроен громоотвод?

Принцип работы громоотвода достаточно прост – молния перенаправляется в землю, что позволяет жителям дома избежать угрозы несчастного случая. При создании конструкции важно учитывать существующие меры безопасности: не лезть руками в электроприборы, обесточить распределительный щит, не работать при осадках на улице. Не знаете, как устроен громоотвод? Конструкция состоит из 3 элементов:

  1. Молниеприемник, который выполняет перехват заряда молнии.
  2. Токоотвод, перенаправляющий энергию.
  3. Заземлитель. Благодаря ему между устройством и землей стабильная связь.

Устройства устанавливаются как неподалеку от жилого дома, так и непосредственно на его крыше.

Частями громоотвода могут быть отдельные элементы крыши. При создании конструкции необходимо, чтобы все элементы были изготовлены из единого металла. В противном случае велика вероятность несовместимости, что приведет к неэффективности устройства.

Правильно сделать громоотвод в частном доме не так просто, как многие думают. Отчасти это затруднено законодательными документами, ведь перед началом монтажных работ необходимо удостовериться, например, что поблизости не проходят коммуникации.

Правильно установленный прибор выдержит даже самый серьезный удар. Молниеприемник – это чаще всего устройство в виде стержня, которое располагается сверху дома. В его роли могут выступать и некоторые части здания: трубы, ограждения.

Крыша, на которую устанавливается молниеприемник, должна быть целостной. Это позволит увеличить степень надежности конструкции. При этом поверхность не должна обладать изоляционным слоем (кроме антикоррозийной краски).

Может закрепляться устройство и на дереве, которое растет рядом с домом.

Далее переходим к созданию токоотвода. При его изготовлении стоит использовать следующие сечения: 16 мм2 для меди, 25 мм2 для алюминия, 50 мм2 для стали. Он должен располагаться между молниеприемником и землей. Для токоотвода нежелательны повороты и изгибы, ведь от этого он серьезно повреждается. Стоит отметить, что он может располагаться как снаружи стены, так и внутри нее.

Заземлитель изготавливают из стали или меди. Потребуется выкопать траншею, глубина которой составляет до 0.5 метра. В грунт вбиваются прутья, которые смыкаются между собой при помощи сварки. Затем полученный элемент соединяют с токоотводом.

Схема громоотвода

Схема работы громоотвода предельна проста. В случае возникновения заряда в атмосфере он попадает на молниеприемник и перенаправляется непосредственно в заземление. При грозе в первую очередь под угрозой находятся электрические приборы.

Особенно проблема с ними обострилась сейчас, когда во многих частных домах старая проводка, а современная техника предназначена уже для совершенно иных условий.

Громоотвод мгновенно реагирует на угрозу и на 100% исключает вероятность попадания молнии в жилое здание.

Схема установки конструкции должна включать в себе все элементы: от проводников и креплений до окончательной последовательности действий. Важно указать маршрут, по которому проходит токоотвод. Также следует отметить место заземления.

Наиболее экономичным вариантом для владельца частного дома будет установка простого стержня, который располагается вертикально. Высота монтажа напрямую связана с риском попадания молнии. Чем выше место монтажа – тем меньше вероятность наступления негативных последствий.

Отдельная тема – это молниезащита в деревянном доме. Потребуется целый комплекс процедур, чтобы обеспечить максимальную безопасность: установка, настройка, проверка. Для деревянного дома молния представляет особую угрозу. Натуральные материалы вспыхивают мгновенно. Несмотря на то, что таких домов осталось немного, они находятся в зоне повышенного риска.

Дополнительные устройства для подключения к ЭМЗ

В процессе монтажа к электромагнитному замку могут подключаться дополнительные устройства, повышающие его функциональность и надежность.

Дополнительные устройства для подключения к ЭМЗ

Вот некоторые из них:

  • Домофон;
  • Видеодомофон;
  • Доводчик дверей;
  • Кнопка вызова;
  • Панель ввода кодов и прочие изделия.
Дополнительные устройства для подключения к ЭМЗ

Доводчик обеспечивает плавное закрытие тяжелого дверного полотна, что снижает скорость износа деталей и способствует продлению срока службы.

Если монтаж ЭМЗ производится на калитке или воротках, вместе с устройством устанавливается домофон.

Дополнительные устройства для подключения к ЭМЗ

Он не включается в комплект, но при желании его легко купить отдельно, а после объединить в одну схему с электромагнитным замком. Панель вызова монтируется на внешней стороне (со стороны улицы), а монитор — в помещении.