Идеята за мечтана почивка на един средностатистически интроверт е крайно вероятно да включва поне един, ако не и няколко от класическите елементи, асоциирани с уют и хармония. Примери за такива са изолирана планинска къща, огън в камината, книга в ръка, чаша горещ чай, дружелюбна мъркаща котка и силна гръмотевична буря, която да затвърди контраста между вътрешния и външния свят, допълвайки по перфектен начин обстановката. 

Дотук звучи съвсем безобидно, нали? Склонни сме да се съгласим с всичко, с изключение на бушуващата природната стихия. Аргументът ни е много прост - наличието на гръмотевична буря е предпоставка за падане на мълния, която, при липса на подходящо изградена защитна инсталация, може да има значителни негативни последици както за човека, така и за имуществото му. 

Съветваме всички интроверти и любители на живописните природни явления да прочетат следващите редове, подготвени от екипа на ELX, много внимателно. Ще бъде представена кратка информация за същността и елементите на мълниезащитата, която ще ни направи по-подготвени да се наслаждаваме на бурите, позиционирани на сигурно място в нашите домове. 

Какво представлява мълниезащитата?

Понятието “мълниезащита” обхваща както мерките, така и системите за предпазване на сгради и други обитаеми площи от преки и косвени поражения в резултат на гръмотевични образувания. Тя е изключително важна част от проектирането на всяка една сграда, като гарантира, че дома, офиса и имуществото ни ще останат защитени срещу непредвидени природни явления с рисков характер, каквито са мълниите. 

Без подходящо конструирана мълниезащитна инсталация няма да можем да сме толкова спокойни нито за дома си, нито за нас самите по време на гръмотевична буря, и не само. За съжаление, мълнии могат да паднат и от ясно небе през всеки един годишен сезон, така че е изключително важно да се убедим, че сме взели всички превантивни предпазни мерки, а не да разчитаме на случайността. 

Защо е необходима мълниезащита?

На годишна база земята бива удряна от около 3 милиарда мълнии. Освен че причиняват голям брой пожари и щети по електрооборудването ни, те могат да засегнат дори и хората, причинявайки им увреждания от физически характер.

Мълниите се зараждат в отрицателно заредените части на облака и се насочват към положително заредената земя. Имат електрическа природа и носят огромен концентриран заряд от статично електричество. Типичното напрежение, което притежават, се равнява на впечатляващите 300 милиона волта, а големината на тока - на около 30 хиляди ампера. За да придобиете по-добра представа, само скромната една десета от ампера или аналогично, над 42 волта, е повече от достатъчна да порази фатално човешкия организъм. 

Ако явление от подобен характер удари директно човек или оборудване, то последиците ще са мигновени и с предизвестен негативен край. Не по-малко опасно е, ако мълния падне на земята в непосредствена близост до мястото, на което се намирате. При този сценарий електричеството се попива от земната повърхност, формирайки заредено поле, което заради разликата в потенциалите в различните точки на допир между земята и човешкото тяло може да доведе до също толкова нежелани физиологични ефекти.

С помощта на уреди за мълниезащита като гръмоотводи електрическия поток се изземва и насочва на сигурно място, към дълбоките почвени слоеве, където не може да навреди нито на нас, нито на имуществото ни. 

На какви принципи се основава мълниезащитата?

Основният и най-важен принцип, който е залегнал в изграждането на подобни съоръжения, е свойството на електричеството по естествен начин да избира варианта с най-ниско съпротивление. Когато мълния с концентриран заряд се насочи към земята, елементите на мълниезащитната система са проектирани така, че да осигурят на гръмотевиците именно такъв лесен, почти идеално проводим път, през който енергията се отвежда по безопасен за хората и околните предмети начин. 

Своеобразната “среща” между мълниезащитната система и мълнията се случва още във въздуха, не при същинския досег с нейните елементи. Височината и ъгълът, под който се монтира гръмоотводът (един от най-ключовите компоненти), оказват огромно влияние върху площта, която конструкцията предпазва. Именно територията, която попада под протекцията на инсталацията, е ключов момент в изграждането на цялостната система, като съществуват много добре разработени нормативни методики за нейното изчисление.

Качествено заземление е необходимо за всички типове системи за мълниезащита, като без него всички останали защитни мерки не са достатъчно ефективни.Именно то е предпоставка за изравняването на потенциалите на всички проводящи части и елементи на инсталацията, защото голяма част от пораженията за хората настъпват именно от разликата в този електрически параметър, характеризиращ величината напрежение.

Къде се монтират мълниезащитни компоненти?

Системите за мълниезащита имат универсална приложимост и следва да се изградят навсякъде, където се помещават хора, животни или оборудване. В това число спадат всички къщи, жилищни комплекси, офиси и предприятия, селскостопански постройки, строителни площадки, дори открити площи. По този начин се гарантира защитата в различни ситуации при настъпване на на пряк или косвен гръмотевичен удар. 

В зависимост от конкретното място, където се изграждат съоръженията, те се делят на четири административни категории, като всяка от тях се характеризира с отделни задължителни елементи и специфики, които да подсигурят необходимата степен на безопасност. Необходимото за даден обект ниво на защита се определя от фактори като риск от пряк удар на мълния, предназначението и значимостта на защитавания обект, интензивността на мълниеносната дейност в региона, размерите и конфигурацията на обекта.

Кои са основните компоненти на мълниезащитната инсталация?

Различните елементи обикновено варират в зависимост от типа конструкция, нейното предназначение, както и целите, които трябва да бъдат постигнати. Въпреки това, на теория всяка мълниезащитна система следва да има най-малко три компонента:

  • Мълниеприемник (гръмоотвод);
  • Метален проводник;
  • Заземен електрод.

Гръмоотводът е елементът, който има ключово значение за цялата инсталация, защото е първата и най-важна бариера пред мълниите. Веднъж иззел електрическия заряд от тях, гръмоотводът спомага за насочването му към металния проводник, който го отвежда към земята, където с помощта на заземителен компонент, неговото въздействие се неутрализира.

Гръмоотводът винаги трябва да е позициониран над равнището на покрива, за да го защити в случай на пряк удар от мълния. Също така никой от елементите на цялата мълниезащитна система не трябва да е в пряк контакт с леснозапалими материали като дърво например.

Какви са характеристиките на един добър гръмоотвод?

От първостепенно значение за един правилно подбран гръмоотвод са специфики като максимална проводимост, устойчивост срещу корозия и термична стабилност. Дебелината и сечението на гръмоотвода също са важни фактори, защото се явяват предпоставка той да не се разтопи при протичането на голям ток през него.

Максималната проводимост се базира на факта, че зарядът от мълниите се насочва към пътя с най-ниско съпротивление, съответно колкото по-висока проводимост има гръмоотводът, толкова “по-привлекателен” би бил за акумулираната електрическата енергия. Именно поради тази причина не е изненада, че подходящи материали за изработката на гръмоотводи са метали като стомана, алуминий или мед. Последните два се отличават с по-висока устойчивост при корозия, което също е фактор при избора на подходящ прът. 

Гръмоотводите могат да се инсталират директно върху покрива или върху специална монтажна плоча, като височината им трябва да е съобразена с площта и сградите, които искаме да защитим. Спецификата на някои видове гръмоотводи обаче изисква да се монтират на известно разстояние от самия покрив. Оптималната форма за върха на гръмоотводите би била леко заострена, за да може максимално ефективно да привлече мълнията към себе си.

Освен конвенционалните гръмоотводи, наричани още тип “Франклинов прът”, съществуват и хоризонтални мрежи тип “Фарадеев кафез”, които изпълняват сходни функции. Считат се за еднакво подходящи за изграждането на традиционна външна мълниезащитна система.

Интересен факт е, че първият гръмоотвод в исторически план се появява през XVIII век и е дело на небезизвестния Бенджамин Франклин, който проектира и първообраза на работеща мълниезащитна инсталация. В последвалите години гръмоотводите добиват такава масова популярност, че дори се превръщат в своеобразен декоративен елемент за много постройки, като така към чисто практичните му цели се добавят и естетични. Гръмоотвод като орнамент - защо не?

Какви методи за мълниезащита съществуват?

Вероятно няма да изненадаме никого, като кажем, че поради спецификата на материята, в практиката се налага основните принципи на мълниезащитата да бъдат уредени нормативно, в наредби. В административните текстове са разграничени конкретни типове системи като системата за конвенционална мълниезащита (пасивна) и такава с изпреварващо действие (активна).

Най-често срещан е именно вариантът с изграждане на конвенционална външна мълниезащита, като съществуват различни методи, по които тя може да бъде реализирана. Те са регламентирани от Международната електротехническа комисия IEC, основават се на начина, по който се дефинира защитаваната площ, и изглеждат по следния начин:

  • Метод на въртящата се сфера;
  • Метод на ъгъла;
  • Метод на мрежата.

Първият метод се основава на изчисляване на радиуса на сферата, която се получава при сблъсъка на движещия се нагоре (от гръмоотвода към облака) електрически заряд и спускащия се надолу (от облака към гръмоотвода) противоположен такъв. Точките за поставяне на мълниеприемниците трябва да се задават така, че сферата при своеобразните си превъртания никога да не докосва която и да е част от защитаваната сграда.

Методът на ъгъла е сходен с този на въртящата се сфера. При него, за определяне на защитената зона, се използва принцип на конуса, дефиниран от специфичния ъгъл, който се формира чрез взаимовръзката между величините категория на мълниезащита на сградата и височината на мълниеприемните съоръжения. Методът на мрежата се използва главно за защита на сгради с плоски покривни конструкции. При него разположената върху покрива мълниеприемна мрежа е в състояние да го предпази от пряк удар на мълния.

Как да предпазим електроуредите от пренапрежение?

Напрежението, което една мълния носи в себе си, е огромно. Дори и при наличието на идеално изградена мълниезащита с гръмоотводи, които изземат по-голямата част от електрическия заряд, някакъв процент все пак достига и до вътрешността на сградите чрез индуциране, захранващи и комуникационни линии, ВиК оборудване. За да се предпазим от нежелани вторични негативни последици, може да използваме уреди за защита от пренапрежение, каквито са аресторните защити или искровите разрядници.

Аресторната защита представлява уред с безкрайно голямо съпротивление при нормални условия на мрежата и безкрайно малко, в случай че разликата в електрическите потенциали превиши дадена стойност. Така се гарантира, че през нея при нормални условия няма да преминава ток. Когато се появи пик над допустимия праг на напрежението, защитното устройство провежда потока от пренапрежение към земята, ограничавайки го до нормални за системата стойности.

Съществуват различни видове аресторни защити, като някои от тях са специализирани точно за защита от атмосферни влияния, докато други са предназначени да се справят успешно с други видове остатъчен ток и къси съединения, които възникват ежедневно. 

Искровият разрядник е устройство, състоящо се от електрод и дъгогасителен елемент, което при наличие на импулсно пренапрежение, преминава от изолирано в токопроводимо състояние. Разединителният тип служи за галванично отделяне на електрически части от съоръжения, които нормално не са свързани една с друга. Ако заради удар от мълния се промени потенциалът в някоя от частите на системата, разрядникът осигурява проводима връзка и извежда излишното напрежение, като така изравнява потенциалите. 

Много неща могат да бъдат казани за мълниезащитата като цяло, но едно е абсолютен факт - добре изградената инсталация с качествени гръмоотводи е абсолютна необходимост. Наличието на професионално проектирана система минимизира риска от негативните последици за вас, сградите и съпровождащото оборудване. Веднъж подсигурили си подходящата мълниезащита, не ви остава нищо друго, освен да се наслаждавате на бурята в уютната обстановка на вашето жилище, отправили замечтан поглед към дъжда навън.