Активная молниезащита

Активный молниеприемник на коттедже

Активная молниезащита — это решение в области систем внешней молниезащиты, появившееся в конце 1990-х годов. Активная молниезащита (АМЗ) обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с традиционными средствами, например, такими как молниеприемная сеть, металлический молниеприемный стержень, молниеприемный трос. Для того, чтобы понять принцип действия АМЗ, ниже приведены некоторые основы теории молнии и систем молниезащиты.

Явление молнии

В интересующем нас случае это разряд атмосферного электричества на землю вследствие роста напряженности в воздухе. Разряд происходит не мгновенно, а начинает развиваться сверху, из облака (так называемый нисходящий лидер или стример), и в определенный момент времени ему навстречу стартует восходящий лидер. В момент их встречи происходит главный разряд. Он и несет основную опасность при попадания молнии в какие-либо значимые объекты. Характеризуется главный разряд следующими основными параметрами: сила тока, форма импульса тока, длительность импульса. Соответственно, чем выше все эти параметры, тем опаснее разряд.

Системы молниезащиты

Систему молниезащиты можно условно поделить на две составляющие: внешнюю и внутреннюю.

Внутренняя молниезащита

Цель внутренней системы — ограничить импульсные перенапряжения, которые возникают вследствие прямых и непрямых попаданий молнии и могут причинить ущерб электрооборудованию. Внутренняя молниезащита представлена устройствами защиты от импульсных перенапряжений(УЗИП), которые устанавливаются в вводных щитах. Основную концепцию внутренней молниезащиты можно выразить следующим образом: УЗИП ограничивают уровень напряжения на электрооборудовании на безопасном уровне.

Внешняя молниезащита

Цель внешней молниезащиты — уловить молнию и отвести её ток в землю, то есть не дать главному разряду поразить защищаемый объект. Система внешней молниезащиты состоит из нескольких элементов. Во-первых, молниеприемник (стержень, устанавливаемый выше защищаемого объекта), который улавливает молнию. Традиционный молниеприемник имеет некую, примерно коническую область защиты. После попадания молния «уходит» в землю по токоотводам, которые представляют собой стальные, медные или алюминиевые проводники. Токоотводы соединены с системой заземления, с помощью которой энергия молнии безопасно рассеивается в земле. Таким образом обеспечивается защита объекта.

Активная молниезащита

Отличие активной молниезащиты заключается в наличии активного молниеприемника. Его принцип действия^[1] основан на генерации высоковольтных импульсов на конце молниеприемника с помощью встроенного электронного устройства. Это позволяет, опережая формирование «естественного» лидера, формировать «искусственный» лидер, который, быстро распространяясь, захватывает молнию на большем расстоянии и направляет её на землю. Следовательно, увеличивается область защиты. Классифицируются активные молниеприемники по выигрышу по времени в образовании встречного лидера. Данный параметр был проверен в лабораторных испытаниях, действительно подтверждая большую зону защиты.

Автономность

Во время грозы напряженность электрического поля в воздухе возрастает до 10-20 кВ/м. Как только величина напряженности превышает значение, соответствующее риску образования молнии, молниеприемник активируется, «чувствуя» приближение грозы. Заряжаясь от внешнего электрического поля, он получает энергию, достаточную для излучения высоковольтных импульсов, создающих восходящий лидер. Таким образом, активный молниеприемник не требует дополнительных источников питания.

Преимущества

В силу большей области защиты число активных молниеприемников на объект в несколько раз меньше по сравнению числом традиционных молниеприемников. Отсюда вытекают два преимущества по отношению к традиционным систем молниезащиты.

Экономический эффект

Применение АМЗ позволяет получить значительную экономию, так как при меньшем числе молниеприемников требуется меньшее число токоотводов. Таким образом, несмотря на довольно высокую стоимость самих активных молниеприемников, за счет экономии на материалах токоотводов достигается экономия на системе молниезащиты в целом. Сюда же можно отнести и растущую простоту монтажа.

Меньшее вмешательство в эстетический облик объекта

Данное преимущество особенно актуально при использовании АМЗ в области гражданского строительства (в частности, на коттеджах), где в наш век дизайна владелец недвижимости предъявляет самые высокие требования к внешнему виду здания. Преимущество объяняется просто: меньшее число молниеприемников и токоотводов — меньшее нарушение эстетики объекта.

Стандарты

На данный момент применение систем активной молниезащиты регламентируется следующими нормативными документами:

1. NF C 17-102 (Франция)
2. IMRA 2426 (Аргентина)
3. MKS N.B4 810 (Македония)
4. NP 4426 (Португалия)
5. I-20 (Румыния)
6. JUS N.B4.810 (Сербия)
7. STN 34 1391 (Словакия)
8. UNE 21186 (Испания)
9. STR 2.01.06:2003 (Литва)
10. ТГН 34.210-301-2008 (Территориальные градостроительные нормы Свердловской области)

Активный молниеприемник Pulsar 30

Производители

АМЗ была изобретена во Франции, и, как следствие, основное число производителей происходят из этой страны: Duval-Messien, Indelec, CITEL^[2]. Помимо этого на российском рынке представлена АМЗ Erico, Galmar, Gromostar, Forend, Schritec, КНГ. Во второй половине 2011 года компания АББ представила свое решение в области АМЗ: две линейки молниеприеников Pulsar и OPR.

Примечания

1. ↑ NF C 17-102, французский стандарт на системы активной молниезеащиты.
2. ↑ [1] международный концерн, специализирующийся на производстве разрядников и УЗИП

Ссылки

• Сайт IntLPA (International Lightning Protection Organisation — Международная ассоциация молниезащиты)
• Видео об активной молниезащите и ее монтаже на объект

Литература

1. NF C 17-102, французский стандарт на системы активной молниезеащиты.
2. A.J. Sutees, Active Lightning Protection Systems and a Means of Calculating the Protective Area
3. Dr. F. D’Alessandro, B.App.Sc., B.Ed., PhD, A Modern Perspective on Direct Strike Lightning Protection
4. Van Brunt, R.J.; Nelson, T.L.; Stricklett, K.L. Early streamer emission lightning protection systems: An overview
5. Eybert-Berard, A.; Thirion, B.; Potvin, C. Ligtning Experimentation in Brazil. Single Rod & Early Streamer Emission (ESE) Lightning Conductor Field Tests
6. Eybert-Berard, A.; Thirion, B.; Katoh, G. Lightning Protection Field Experiment in Japan on a Wind Turbine Plant Using an E.S.E. Lightning Conductor