Um die Wohninfrastruktur vor atmosphärischen Stromentladungen zu schützen, wurde eine Reihe wirksamer technischer Lösungen entwickelt. Heute erfahren Sie, in welchen Fällen ein Blitzschutzgerät für ein Privathaus erforderlich ist, aus welchen Elementen das System besteht und wie die Installation ordnungsgemäß durchgeführt wird.
Aufgaben und Funktionsprinzip
Jedes Jahr treten auf der Erde mehr als zehn Millionen Gewitter auf, bei denen bis zu dreißig Milliarden elektrische Blitze in der Atmosphäre auftreten, von denen ein Drittel direkt in die Oberfläche des Planeten entladen wird. Der Großteil der Gewitterereignisse tritt in großen Wassergebieten auf, im kontinentalen Gebiet ist die Gewitteraktivität jedoch auch recht hoch und gleichzeitig territorial heterogen. Gewitterdauer-Karten und die wahrscheinliche Anzahl von Blitzeinschlägen auf ein Objekt bestimmen die Notwendigkeit des Aufbaus von Blitzschutzgeräten und deren Typ. Gemäß den Normen wird der Blitzschutz der Kategorie III für freistehende Gebäude auf dem Land verwendet..
Es wird angenommen, dass die Blitzentladung auf dem Weg des geringsten Widerstands fließt, und die einzige Funktion des Blitzableiters besteht darin, genau diesen Weg zu schaffen, der die gefährdeten Teile der Gebäudestruktur umgeht. Dies ist nicht ganz richtig: Um stark ansteigende Leiter herum wird die Luft ionisiert, wodurch die elektrische Feldstärke abnimmt, dh durch das Vorhandensein von Spitzen mit guter Leitfähigkeit die Wahrscheinlichkeit einer Entladung verringert. Wenn das elektrische Feld über den Grenzwert hinaus belastet wird, leitet das Blitzschutzsystem den Blitzstrom zum Boden um und verhindert, dass er durch die Strukturelemente des Gebäudes fließt, deren Zerstörung verursacht und die Gesundheit und das Leben der Menschen im Inneren gefährdet.
Blitzableiter: 1 – Blitzableiter; 2 – geschützter Bereich; 3 – Ableiter; 4 – Erdschleife
Eine Blitzschutzstruktur wird in der Regel durch ein erhöhtes Metallobjekt dargestellt und hat einen begrenzten Wirkungsbereich. Der Raumbereich, in dem die Absorption einer Blitzentladung wahrscheinlich auftritt, weist eine komplexe geometrische Konfiguration auf, für die keine eindeutige Berechnungsmethode definiert wurde. In der Praxis werden die in der Norm RD 34.21.122–87 angegebenen und durch die Norm der International Electrotechnical Commission IEC 62305 verfeinerten Tabellenwerte verwendet. In erster Näherung ist der durch einen Blitzableiter geschützte Bereich ein Kegel, dessen Oberseite mit dem oberen Punkt des Blitzableiters zusammenfällt, und der Basisradius wird durch die in den Tabellen angegebenen Verhältnisse bestimmt.
Schutz des Hauses und der elektrischen Ausrüstung vor Gewittern: 1 – Blitzschlag in Stromleitungen; 2 – elektrische Verbraucher; 3 – direkter Schlag auf den Blitzableiter; 4 – Erdschleife
Grundelemente des Blitzschutzes
Trotz der scheinbaren Primitivität besteht das Blitzschutzsystem des Gebäudes aus einer Reihe von Komponenten, von denen jede eine bestimmte Funktion erfüllt. Das Hauptelement ist ein Blitzableiter, der sich auf eine Höhe erhebt, die ausreicht, um die erforderliche Schutzzone bereitzustellen.
Entgegen der landläufigen Meinung ist ein Mast oder eine andere tragende Struktur eines Luftterminals nicht die leitende Hauptverbindung, durch die der Blitzstrom zum Boden fließt. Ein Stahlkabel oder Metalldraht mit einem Durchmesser von 6 mm oder mehr wird mit Bolzenklemmen oder Schweißen am Blitzableiter befestigt. Der Leiter muss entlang des Daches oder der Wand des Gebäudes an der Erdungsschleife verlegt werden.
1 – Stab Blitzableiter; 2 – Blitzableiterbefestigung; 3 – Blitzableiter; 4 – Ableiter
Das dritte Element des Blitzschutzes ist die Erdungsschleife, die mit den Haupterdungsleitern kombiniert wird, sofern die Schutzleiter durchgehend vom Arbeitsnullpunkt getrennt sind. Im Gegensatz zum Hauptstromkreis sind die Anforderungen an die Leitung von Blitzschutz-Erdungselektroden weniger streng. Konturen an zivilen Objekten erfordern keine obligatorischen Kontrollmessungen.
Externes Blitzschutzgerät
Es gibt drei Arten von Blitzableitern: Stab, Kabel und Netz. Der erste Typ wird in der Regel durch ein Rohr mit einem Durchmesser von 40 mm dargestellt, das der Einfachheit halber in Segmente von 3 bis 4 m unterteilt ist. Die Glieder sind entweder an Flanschen oder Buchsenkupplungen angeschlossen. Die Praxis zeigt, dass die Stange in einer Höhe von bis zu 8-9 Metern ausreichend stabil ist, ein höherer Mast sollte mit Abspannseilen verstärkt werden. Die meisten Blitzschutzsysteme für freistehende Gebäude mit nichtmetallischem Dach basieren auf Blitzableitern..
Die zweite Art von Blitzableitern ist eine Metalldrahtschnur oder ein Metallkabel mit einer Dicke von 8 mm oder mehr, die entlang des Dachkamms auf etwa einen halben Meter hohen Holzpfosten gespannt sind. Der zulässige Abstand zwischen den Pfosten beträgt 8 Meter. Bei einer größeren Länge des Kabels sollte es von den Pfosten zum Boden gespannt werden, oder es müssen zusätzliche Stützelemente installiert werden. Mit einer Kabellänge von bis zu 10 Metern kann es nur einseitig an Erdung angeschlossen werden, längere Blitzableiter – notwendigerweise an zwei Seiten. Der Blitzschutz der Oberleitung wird auf Dächern verwendet, auf denen keine nichtmetallischen Elemente über den First hinausragen..
Blitzschutzgitter werden auf nichtmetallischen Dächern mit einer Neigung von weniger als 8: 1 verwendet. Das Netz besteht aus Stahldraht mit einer Maschenweite von mindestens 12×12 m, alle Schnittpunkte sind durch Schweißen verbunden. Die Metallabdeckung des Daches kann auch als Blitzschutzgitter fungieren. Diese Art des Blitzschutzes erfordert die obligatorische Integration aller Metallelemente des Daches in ein einziges Netzwerk mit Anschluss an Erdungsleiter mindestens alle 100 m entlang des Gebäudeumfangs..
Alle Trag- und Stützvorrichtungen von Blitzableitern müssen eine ausreichende mechanische Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Windlasten aufweisen. Vertikale Masten von Stabblitzstäben erfordern notwendigerweise ein Stahlbetonfundament sowie eine Befestigung an den nächstgelegenen Wänden an mindestens zwei Punkten. Racks von Kabelempfängern müssen mit schrägen Stützen ausgestattet sein, die sich an der Seite der Spannungskräfte befinden. Die Befestigung der Tragkonstruktionen sollte nicht an der Abdeckung oder Drehung erfolgen, sondern an den eingebetteten Elementen des Daches.
Grundlegende Erdung
Die Regeln für die Gestaltung des Blitzschutzes sehen in erster Linie die Verwendung von Gebäudefundamenten als Erdung vor. Hierzu müssen zwei Bedingungen erfüllt sein: die elektrische Verbindung zwischen allen Elementen der Bewehrung und dem Ausgang der Kontaktstange für die Verbindung sowie das Fehlen einer externen Epoxid- oder Polymerabdichtung. Fundamente können auch nicht als natürliche Erdungsleiter mit natürlicher Bodenfeuchtigkeit in einer Tiefe von weniger als 3% dienen.
In Abwesenheit natürlicher Erdungsleiter wird eine Schaltung mit einer normalisierten Leitfähigkeit von nicht mehr als 20 Ohm hergestellt. In der Regel sind zwei Elektroden mit einem Querschnitt von mindestens 100 mm ausreichend2 und eine Länge von 3 Metern, vertikal in den Boden getrieben. Dieselben Elektroden können durch die Strahlmethode horizontal platziert werden, es sollten jedoch mindestens drei vorhanden sein. Die Schaltungselektroden dürfen in einem Abstand von nicht näher als 5 Metern voneinander und nicht näher als 5 Meter zu unterirdischen Verbindungen, Fußgängerwegen und Orten mit ständiger Anwesenheit von Menschen und Tieren eingetrieben werden. In diesem Fall sollte der Ort des Stromkreises so gewählt werden, dass die Länge des Leiters zwischen ihm und dem Blitzableiter minimal ist.
Interner Blitzschutz
Das als Schleudern mit hohem Potenzial bezeichnete Phänomen kann nicht nur unter Beteiligung von Gebäudestrukturen auftreten, zu deren Schutz externe Blitzschutzvorrichtungen vorgesehen sind. Gasleitungen, Metallverbindungen und Kabel von Freileitungen sind ebenfalls gefährlich. Daher müssen alle Eingaben von Metallstrukturen in das Haus geerdet werden..
SPD (Überspannungsschutzgerät) dient zum Schutz von Stromkreisen vor Blitzschlag und Schaltstoßspannungen
Der Schutz der Lufteintrittsleitung in das Haus wird durch spezielle elektrische Geräte geschützt, die als Blitzableiter bezeichnet werden. Derzeit werden sie in kompakter Ausführung in Massenproduktion hergestellt und können in Kombination mit anderen Schutzvorrichtungen in modulare Abschirmungen eingebaut werden. Grundlegender Schutz gegen Blitzeinschläge bieten Ableiter der Klasse 1, Klasse 2 zum Schutz der Verkabelung und zum Schutz von Haushaltsgeräten die Installation von Geräten der Klasse 3.
Können Sie mir bitte erklären, wie die Installation eines Blitzableiters zu Hause funktioniert? Ich habe gehört, dass es wichtig ist, den Schutz vor Blitzschlägen zu verbessern, aber ich bin mir unsicher, wie man dies am besten umsetzt. Gibt es bestimmte Richtlinien oder Vorschriften, die beachtet werden müssen? Danke im Voraus für Ihre Hilfe!