Gewitter- und Überspannungsschutz. Teil 1

Statistiken besagen, dass ein Gewitter eines der gefährlichsten Naturphänomene für den Menschen ist. In der Stadt denken Wohnungsbau und kommunale Dienste über unseren Schutz nach. Aber in einem Landhaus liegt jede Verantwortung bei uns. In diesem Artikel werden wir darüber sprechen, wie Sie sich richtig verteidigen können..

Blitz- und Überspannungsschutz

Der beste Schutz für eine Person vor einem Gewitter ist natürlich das Landhaus selbst, wenn ein solches Haus angemessen geschützt ist. Und ohne Schutz kann es zu einer zusätzlichen Gefahrenquelle werden. Alle Risiken, die ein Gewitter für ein Landhaus darstellt, können in zwei Gruppen unterteilt werden: externe und interne. Alles, was mit einem direkten Blitzeinschlag ins Haus verbunden ist, gehört externen. Interne Risiken sind mit den Folgen von Blitzeinschlägen auf gebäudeinterne Netzwerke verbunden. Leider gibt es kein universelles Heilmittel. Jede Risikogruppe muss ein eigenes System entwickeln. Und nur das gleichzeitige Vorhandensein solcher Systeme kann einen echten Schutz gegen die Gefahr eines Gewitters bieten..

Externer Blitzschutz

Die Erfindung des Blitzableiters wird oft dem amerikanischen Präsidenten Franklin zugeschrieben. Tatsächlich hat der Präsident nichts erfunden, und auf seine Anweisung hin wurde ein sehr bedeutendes physikalisches Experiment durchgeführt. Während eines Gewitters wurde ein Drachen in den Himmel geschleudert, an den ein Metallschlüssel gebunden war. Ein Blitz traf den Schlüssel und das Seil, an dem der Drachen befestigt war, brannte aus. So wurde die physikalische Natur des Blitzes festgestellt. Und da es sich um eine elektrische Entladung handelt, wurde klar, wie mit einer solchen Gefahr umzugehen ist. Und dann wurden die ersten Blitzableiter entwickelt. Das Ziel war zwar nicht, Privathäuser zu schützen. Dennoch stand der Präsident vor staatlichen Aufgaben. Und die Schatzkammer erlitt großen Schaden durch Brände und Explosionen in Munitionslagern, die oft nach Blitzeinschlägen auftraten..

Die elektrische Natur des Blitzes ist mittlerweile jedem Schulkind bekannt. Daher sind wir mehr an einem anderen Ergebnis des Experiments des Präsidenten interessiert. Das Seil ist durchgebrannt, was bedeutet, dass der Strom hoch ist. Um die in den Blitzableiter (Blitzableiter) eingedrungene elektrische Energie umzuleiten, benötigen Sie daher einen zuverlässigen Ableiter, der nicht wie ein Seil aufleuchtet.

Blitz- und Überspannungsschutz

Seit unserer Kindheit sind wir daran gewöhnt, dass ein Blitzableiter zum Schutz vor Blitzen auf dem Dach platziert wird. Ich muss sagen, dass dieser Begriff veraltet ist und nicht den ihm zugewiesenen Funktionen entspricht. In der Tat ist Donner ein akustisches Signal. Daher hat ein Gerät, das als Blitzableiter bezeichnet wird, nichts damit zu tun. Der Zweck solcher Geräte ist der gleiche – eine elektrische Entladung aufzunehmen. Daher wäre es richtiger, solche Geräte als Blitzableiter oder Blitzableiter zu bezeichnen. Es ist jedoch möglich und allgemeiner – ein Gewitter. Alle diese Begriffe sind synonym und beschreiben Geräte mit derselben Funktionalität. Im Folgenden werden die beliebtesten Arten von Blitzableitern betrachtet..

Blitzableiter

Dies ist vielleicht das älteste und häufigste Design eines Blitzableiters. Nur eine Stange von einiger Länge und Dicke. Die Parameter des Balkens werden durch die Struktur bestimmt, die er schützt. Es kann jedoch ziemlich ausgefallene Designs geben. Dies ist jedoch nur Dekoration, sie beeinträchtigen die Funktionalität nicht. Genauer gesagt sollten sie nicht. In der Realität können solche Dekorationen die Festigkeit der Struktur beeinträchtigen oder andere unerwünschte Folgen haben. Beispielsweise kann sich dort Feuchtigkeit ansammeln, was die Korrosion beschleunigt und somit die Lebensdauer des Blitzableiters verringert..

Blitz- und Überspannungsschutz

Jeder Stabblitzstab hat Parameter, die vom geschützten Bereich bestimmt werden. Es ist so installiert, dass es höher als das geschützte Objekt ist. Es ist klar, dass ein Stabblitzstab, der an einem beliebigen Ort installiert wird, möglicherweise keinen wirksamen Schutz für das gesamte Haus bietet, insbesondere wenn das Haus groß ist und eine komplexe Form hat. Die Berechnungsmethode ist in dem wunderbaren Dokument RD 34.21.122–87 „Anweisungen für das Gerät zum Blitzschutz von Gebäuden und Bauwerken“ beschrieben. Es berücksichtigt alles und die Häufigkeit von Gewittern in einer bestimmten Region sowie den Zweck des Gebäudes, seine physikalischen Parameter usw..

Für das durchschnittliche Landhaus in unseren mittleren Breiten kann eine einfache Schätzung vorgenommen werden. Bauen Sie einen Kegel von der Oberseite des Blitzableiters. Der Umformwinkel wird üblicherweise bei 45 Grad genommen. Wenn Sie gemäß den obigen Anweisungen genau berechnen, kann es in der einen oder anderen Richtung um 1-5 Grad abweichen.

Es kann sich die Frage stellen, was zu tun ist, wenn der umgebaute Kegel nicht die gesamte Struktur bedeckt. Hier ist es sehr einfach – Sie müssen zusätzliche Blitzableiter so installieren, dass sie zusammen die geschützte Struktur bedecken. Alle von ihnen können auf einen Grund reduziert werden. Sie müssen sich jedoch daran erinnern, dass eine solche Verbindung zuverlässig sein und die Anforderungen an den Ableiter erfüllen muss..

Oberleitung Blitzableiter

Für längliche Objekte können Sie einen anderen Blitzableitertyp verwenden, der als Oberleitung bezeichnet wird. Sie bestehen aus einem stabilen Metallkabel, das an zwei oder mehr Stützen befestigt ist. Wenn wir Kegel um die beiden Anschlussstützen gemäß den Regeln für Stabblitzstäbe konstruieren und ihnen dann entlang des Kabels zwei Ebenen auferlegen, erhalten wir eine Schutzzone, die von einem Oberleitungsblitzstab bereitgestellt wird. Wenn wir eine komplexe Struktur des Hauses haben, gibt es möglicherweise mehr Stützen, und das Kabel wird entsprechend seiner Geometrie verlegt. Zum Beispiel entlang des Dachvisiers.

Blitz- und Überspannungsschutz

Grundsätzlich kann ein solcher Blitzableiter nicht nur ein Landhaus, sondern auch das gesamte angrenzende Gebiet schützen. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, wenn ein fortschrittliches Bewässerungs- oder Beleuchtungssystem verwendet wird, das eine ausreichende Anzahl teurer elektronischer Komponenten enthält. Zwei starke Masten sind höher installiert, und zwischen ihnen ist ein Kabel gespannt, das auf einer Seite durch einen Ableiter mit dem Boden verbunden ist.

Mesh Blitzableiter

Viele Landhäuser haben ein Metalldach. Es gibt eine Versuchung, warum nicht als Blitzableiter verwenden? In der Tat ist dies durchaus möglich, nur müssen Sie einige Funktionen berücksichtigen. Wenn wir uns an Franklins Erfahrung erinnern, ist das Seil ausgebrannt. Daher kann bei einer geringen Metalldicke und einer schlechten Verbindung zwischen den Blechen mit einem Metalldach dasselbe passieren. Wenn zum Beispiel eine zuverlässige Wellpappe verwendet wird, ist alles in Ordnung. Natürlich muss ein solches Metalldach mit einem Ableiter mit Masse verbunden werden.

Für den Fall, dass das Dachmaterial ein Dielektrikum ist, gibt es eine andere Lösung, die als Maschenblitzstab bezeichnet wird. Wir legen ein Metallgitter auf das Dach, das als Blitzableiter fungiert. Sie können dasselbe tun, wenn Sie kein Vertrauen in die Zuverlässigkeit eines Metalldaches haben.

Blitz- und Überspannungsschutz

Für die Organisation solcher Blitzableiter wird üblicherweise ein Stahlgitter verwendet. Die Größe der Zellen wird nicht sehr oft genommen, aber es gibt eine Einschränkung – nicht mehr als 6×6 m. Die Dicke des Drahtes muss mindestens 5 mm betragen.

Die Art der Befestigung des Netzes ist ebenfalls wichtig. Unabhängig vom Material des Daches ist es besser, ein solches Netz auf speziellen Isolatoren zu befestigen. Und natürlich ist es notwendig, eine zuverlässige Verbindung mit dem Ableiter sicherzustellen..

Aktiver Blitzschutz

Die oben diskutierten Konstruktionen von Blitzableitern sind seit vielen zehn oder sogar Hunderten von Jahren in Betrieb. Ihre Vor- und Nachteile sind bekannt, ihre Entwürfe wurden ausgearbeitet. Trotzdem leben wir in einer Zeit aller Arten von technischen Innovationen. Und sie konnten nur im Bereich des Schutzes vor Gewittern erscheinen. Die ersten erfolgreichen Entwicklungen gehen auf die achtziger Jahre des letzten Jahrhunderts zurück. Dann kam eine Gruppe von Enthusiasten auf die Idee, ein grundlegend neues Gerät zu entwickeln. Blitzableiter fangen normalerweise zufällige Blitze ein. Der Schutz könnte effektiver werden, wenn Sie lernen, Blitze anzuziehen, dh den Blitzschutz zu aktivieren.

Blitz- und Überspannungsschutz

Das Funktionsprinzip wird einfach beschrieben. Das erste, was ein solches Gerät tun sollte, ist, eine Situation vor dem Sturm zu identifizieren. Sie wird durch die Stärke des elektrischen Feldes zwischen Wolke und Boden bestimmt. Am wichtigsten ist, dass die elektrische Feldstärke gemessen werden kann, was bedeutet, dass der kritische Wert bestimmt werden kann. Zweitens muss das Gerät, wenn eine Gefahr erkannt wird, dh ein kritischer Wert der elektrischen Feldstärke erreicht wurde, die erforderlichen Maßnahmen ergreifen, dh einfach einen Blitz provozieren.

Strukturell sieht ein solches Gerät, und es ist üblich, es als Blitzableiter zu bezeichnen, sehr einfach aus. Tatsächlich handelt es sich um einen Stabblitzstab, zu dem ein weiterer Kontakt hinzugefügt wird, der vom Stab isoliert ist. Zwischen dem Kontakt und der Stange wird ein Spalt hergestellt, der dem kritischen Spannungswert entspricht. Wenn ein kritischer Wert erreicht ist, tritt zwischen dem Kontakt und dem Stab ein Durchschlag oder eine Lichtbogenentladung auf. Dies ist der Kanal, in den sich der Blitz entladen soll. Nach der Entladung nimmt die Feldstärke ab.

Der Hauptvorteil eines solchen Systems ist der Bereich, den es schützt. Typischerweise ist ein solches System so ausgelegt, dass es einen Bereich mit einem Radius von ungefähr hundert Metern um das Luftterminal schützt, der viel größer ist als bei Verwendung eines Standardblitzstabs..

Blitz- und Überspannungsschutz

Es gibt einen weiteren Vorteil solcher Systeme, der häufig mit der Zuverlässigkeit verglichen wird. Blitz an sich ist nicht sehr vorhersehbar, wie die meisten natürlichen Phänomene. Und der Zeitpunkt eines Blitzeinschlags in ein Blitzschutzsystem ist umso unmöglicher vorherzusagen. Daher kann ein solches Ereignis für Monate oder sogar Jahre erwartet werden. Es ist klar, dass es kein Vertrauen in die Wartungsfreundlichkeit eines solchen Systems geben kann und dass es im entscheidenden Moment einfach nicht funktioniert. Das System sollte regelmäßig gewartet und überprüft werden. Und wenn nichts passiert, werden solche Werke ohne gebührende Aufmerksamkeit behandelt..

Aktive Blitzschutzsysteme sind eine andere Sache. Erstens haben sie eine eingebaute Testfunktion. Wenn Sie Zweifel an der Leistung des Systems haben, drücken Sie einfach eine Taste und stellen Sie sicher, dass alles einwandfrei funktioniert. Zweitens hat das System einen Entladungszähler. Es ist immer schön zu wissen, wie oft das System das Haus geschützt hat, insbesondere angesichts der Kosten für aktive Blitzschutzsysteme, die bei 120.000 Rubel beginnen.

Schutz von Häusern und Plätzen

Ein Landhaus wird normalerweise nicht auf freiem Feld gebaut. Auf die eine oder andere Weise wird eine ganze Haushaltsfarm um sie herum gebildet. Dies kann eine Garage, ein Inventarschuppen oder vielleicht ein Gewächshaus oder sogar ein kleiner Hühnerstall sein. Außerdem können auf dem Gelände Büsche und Obstbäume gepflanzt werden. Wenn in diesem Fall nur das Landhaus selbst vor einem Gewitter geschützt ist, reicht dies für die vollständige Sicherheit nicht aus. Wenn ein Blitz auf einen Baum oder Schuppen trifft, ist dies auch gefährlich für Ihr Zuhause. Die Entfernungen sind gering und das Feuer kann sich auf andere Gebäude ausbreiten, einschließlich des Hauses selbst.

Natürlich können Sie jedes Gebäude einzeln vor einem Gewitter schützen. Eine rationale Lösung wäre jedoch ein integrierter Ansatz. Dazu muss der Bereich bestimmt werden, der vor Gewittern geschützt werden muss, und erst dann Blitzschutzsysteme ausgewählt werden. Eine rationale Entscheidung ist immer individuell. In einigen Fällen ist es angebracht, ein teures aktives Blitzschutzsystem zu installieren, in anderen Fällen reicht es völlig aus, mehrere billigere Blitzableiter zu installieren. Darüber hinaus dürfen gleichzeitig verschiedene Arten von Blitzableitern verwendet werden, die sowohl die geometrischen Abmessungen des Objekts als auch die Materialien berücksichtigen, aus denen sie bestehen.

Blitz- und Überspannungsschutz

Es kann sich herausstellen, dass es im Landhaus selbst überhaupt keine Blitzableiter gibt. Ein Blitzableiter, der an einem hohen Baum oder an einem speziellen Mast angebracht ist, schützt sowohl das Haus als auch alle Hofgebäude.

In diesem Teil des Artikels haben wir den Schutz in einer Situation erörtert, in der ein Blitz direkt ins Haus trifft. Wenn jedoch ein Blitz Stromleitungen irgendwo einen Kilometer vom Haus entfernt trifft, bleibt dies auch nicht ohne Konsequenzen. Wie wir das Haus vor dieser Gefahr schützen können, werden wir im nächsten Teil betrachten.

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