Protección contra rayos y puesta a tierra - circuitos, cálculo e instalación

La protección contra rayos y la conexión a tierra son elementos importantes de un hogar privado.Después de todo, la protección contra rayos no solo permite evitar la pérdida de propiedad, sino que también preserva la vida y la salud de los habitantes.

Instalación del colector de rayos

Naturaleza de los rayos

Las nubes son un montón de gotas de agua y vapor de agua ubicadas en el cielo.El gran tamaño de las nubes determina su ubicación en diferentes zonas de temperatura.Por lo tanto, la temperatura en diferentes capas de nubes puede variar entre 20 y 30 grados.Por ejemplo, mientras que en la capa inferior de la nube la temperatura puede ser de -10 ° C, en la capa superior puede estar por debajo de -40 ° C.En este caso, el agua y el vapor se convierten en trozos muy pequeños de hielo.La electricidad estática se produce debido a los contactos entre los cristales.Debido a que las temperaturas varían en las diferentes capas de la nube, las cargas eléctricas también son diferentes y, por lo tanto, la nube se parece a una torta de hojas.

La corriente acumulada por las nubes es enorme.Sin embargo, el electricista, tarde o temprano, se reajusta externamente en forma de rayo, que, en esencia, son cortocircuitos entre conductores de diferente polaridad.

Rayo, acompañado de ruido, es decir, trueno.El intenso trueno se produce como resultado de la penetración instantánea de la barra de rayos caliente a través de la masa de aire.

Hay tres tipos de rayos:

  • orientados a las capas atmosféricas superiores;
  • Descarga dentro de capas con diferentes cargas, en una nube o entre nubes vecinas;
  • dirigido a la superficie de la tierra.

Como la electricidad siempre eselige el camino más corto, los rayos caen en la parte más alta de los edificios y los árboles. Estos últimos son conductores de rayos naturales.

¿Qué es un rayo?

Cable Lightning: un dispositivo a través del cual la electricidad se arrastra al suelo, pasando el objeto protegido. Los fallos están siempre por encima del nivel del objeto protegido. El dispositivo migratorio es un conductor y como provocaría un rayo exactamente en él. Por lo tanto, el cortocircuito entre la nube y la superficie de la tierra no se produce en un lugar inesperado, sino que se neutraliza mediante la protección contra rayos.

Hay dos tipos de dispositivos de protección contra rayos:

  • Tormentas únicas.
  • Estranguladores de cables, que representan varios cables, estirados entre receptores de rayos individuales. Este método de protección contra rayos es característico, en primer lugar, para líneas de transmisión de alto voltaje. En la vida, estos sistemas se utilizan para proteger áreas extensas, donde el cable se coloca alrededor del perímetro del sitio, o para proteger casas extendidas.
  • Esquemas de tipos de cadenas de rayos

    Componentes de protección contra rayos

    La protección contra rayos incluye:

    • un receptor de rayos, que es un electrodo delgado con un borde afilado (la estructura protegida se monta arriba);
    • un cable de alimentación de tensión, en el que la corriente se envía a tierra;
    • sistema de puesta a tierra.

    Receptor de rayos

    Esta parte, como ya se mencionó anteriormente, está destinada a recibir ráfagas de rayos. Material óptimo para la fabricación.colector de rayos (así como un interruptor de puesta a tierra) - cobre.

    ¡Presta atención! No cubra la cremallera con materiales de pintura y barniz, porque en este caso el dispositivo no podrá realizar su función.

    Para organizar la protección contra rayos en el techo de la casa, es posible instalar pequeños colectores de rayos en diferentes lados del techo, en la longitud de medio metro a un metro. Después de eso, deben combinarse en un solo sistema y conectarse al interruptor de puesta a tierra.

    El esquema de rayos del edificio

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    Además, se puede instalar un rayo en el techo de una casa de madera, de pie sobre una estufa o cerca de un árbol. El dispositivo se coloca sobre un mástil de madera. Si la casa tiene una cubierta metálica de techo, puede haber suficiente conexión a tierra directa del techo.

    ¡Presta atención! Cuanto mayor sea el colector actual, mayor será el área protegida. Sin embargo, esta regla opera aproximadamente hasta 15 metros de altura. A mayor altitud, la eficiencia del dispositivo disminuye.

    Disyuntor

    Para crear un circuito, necesitará un cable de cobre o aluminio lo más grande posible. La solución óptima será el cable trenzado habitual de aluminio, que se utiliza en la instalación de líneas de alimentación de aire. En un extremo, el cable se conecta al colector de rayos con la ayuda de embragues, tubos de sujeción o terminales, en el otro extremo, a la conexión a tierra. Los cables deben colocarse de forma estrictamente vertical para utilizar la distancia mínima entre el interruptor de puesta a tierra y el emisor de luz. Cable de alimentación puede serAíslelo o colóquelo en un canal creado especialmente.

    Puesta a tierra de una casa privada

    Conexión a tierra adecuada: la base de la protección efectiva contra rayos del edificio. Existe la creencia generalizada de que para la conexión a tierra de una varilla suficientemente de acero, se conecta mediante un cable colector de rayos y se inserta en el suelo. Este juicio es incorrecto y se realiza de tal manera que la protección contra rayos no protege contra golpes de elementos.

    Las instrucciones para la instalación de sistemas de protección contra rayos y puesta a tierra prevén el estricto cumplimiento de una serie de recomendaciones. La puesta a tierra se realiza de acuerdo con el mismo principio que el plano de tierra del edificio. Los mejores materiales para la protección contra rayos son aluminio, latón, cobre y otros metales inoxidables. Sin embargo, estos materiales no son caros, por lo que está permitido su aplicación y el acero. De acuerdo con los reglamentos técnicos (LNIP) sobre el funcionamiento de instalaciones eléctricas y piezas conductoras, las alfombras de conexión a tierra deben someterse a pruebas anuales para detectar daños mecánicos y corrosión. Si el diámetro de los elementos del sistema se reduce en más de la mitad, se requiere un reemplazo obligatorio.

    Varillas de puesta a tierra

    Además, no necesitará una, sino varias varillas metálicas, empacadas en el suelo. En este caso, aunque el número de barras es el valor estimado, se asume que para una casa de una planta o de dos plantas es suficiente con 3-4 barras. La longitud de las barras debe exceder unos 30 centímetros de profundidad de congelación máxima del suelo.

    Las varillas son conducidas por un conductor, generalmenteAlambre hecho de aluminio, cobre, o placa de acero inoxidable. Esto crea un bucle cerrado. Externamente, la estructura se parecerá a la letra "Sh", que está excavada en el suelo.

    ¡Presta atención! No ate las varillas de alambre con la mano o alicates. Esto no se puede hacer incluso en la conexión a tierra doméstica, y más aún en un sistema de protección contra rayos.

    Las conexiones deben hacerse mediante soldadura, utilizando manguitos de compresión o torceduras duras, es decir, mediante soldadura en frío. Dichas conexiones son confiables, no son susceptibles de contragolpe y no disminuyen con el tiempo. El diseño ensamblado se verá así.

    Conexión a tierra con giro fuerte

    ¡Importante! Se requiere conexión a tierra para el rayo con el plano de tierra del edificio. Para ello, el circuito de protección contra rayos se conecta al plano de tierra del edificio.

    Los contornos están cubiertos con una tira de acero. Como resultado del trabajo, el contorno general aumenta, lo que afecta positivamente la seguridad del edificio.

    Interruptor de puesta a tierra

    Tanto el interruptor de desconexión como el de puesta a tierra deben ubicarse en un lugar que no sea accesible para niños y mascotas. Una puesta a tierra puede ser cualquier objeto metálico grande, con mayor área de contacto con la superficie, por lo que es más eficiente. Como puesta a tierra se puede utilizar rejilla de accesorios, baño de hierro fundido, partes de acero de la cama, etc.

    El agua es un gran conductor de la electricidad. Basado en esto, el interruptor de puesta a tierraEs necesario instalarlo donde la tierra húmeda.Puede humedecer artificialmente el área del suelo, por ejemplo, dirigiendo allí la escorrentía del agua desde el techo del edificio.

    ¡Presta atención!En los hogares con suministro de agua y sistema de calefacción centralizado, así como en edificios conectados a redes eléctricas subterráneas, el suelo ya está en su lugar.Por lo tanto, tales objetos no requieren la instalación de matrices de rayos adicionales.

    Zona protectora de protección contra rayos

    Para calcular la zona protectora, se puede usar la regla de que esta zona está cerca de una forma cónica con un ángulo de 45 grados en la parte superior.Si se trata de un solo cable, la zona de protección es similar a un prisma con tres caras, donde el cable sirve como costilla.La probabilidad de impacto directo de un rayo en tales zonas no es superior al 1%.Por lo tanto, si el colector de rayos está ubicado, por ejemplo, a 10 metros de altura, la zona de protección en el suelo también tendrá un diámetro de 10 metros.

    Hay otra manera de calcular la zona de protección.Aquí está la fórmula R = 1,732 • h, donde R es el diámetro de la zona protectora sobre el punto más alto del edificio, h - la altura desde el punto más alto de la estructura hasta el pico de la barra de rayos.

    Cálculo de la zona de protección

    Por lo tanto, si la altura de la casa es de 7 metros y el borde superior del pararrayos está a 3 metros por encima del punto más alto del techo, el diámetro de la zona de protecciónTendrá 5 metros 20 centímetros.Como resultado, un cono con un diámetro en la base alcanza 9 metros y 10 metros de altura.

    Aceptación de sistemas de protección contra rayos

    Los dispositivos de protección contra rayos para objetos de construcción son aceptados por una comisión especial y son puestos en funcionamiento por el propietario del edificio antes de la instalación en locales de propiedades valiosas. La composición de la comisión de aceptación es establecida por el cliente del objeto. La comisión de aceptación está formada por especialistas en las siguientes áreas:

    • energía eléctrica;
    • contratista;
    • inspección de incendios;

    La comisión de aceptación se proporcionará con la siguiente documentación:

    • proyectos aprobados de protección contra rayos;
    • actos para la ejecución de obras ocultas (instalación de circuitos e interruptores de puesta a tierra que no son accesibles para inspección visual);
    • actos de prueba de dispositivos de protección contra rayos contra efectos de rayos secundarios y alta penetración de potencial a través de comunicación de metal (información de resistencia de tierra para protección contra rayos, monitoreo de resultados de trabajos de instalación).

    La comisión de aceptación verifica el trabajo realizado en la instalación de sistemas de protección contra rayos.

    La adopción de dispositivos de protección contra rayos en edificios nuevos se lleva a cabo mediante actos de aceptación de equipos. El lanzamiento de los dispositivos de protección contra rayos se realiza después de la firma de los actos de tolerancia de las respectivas autoridades de supervisión y control del estado.

    Al final de la aceptación, se emiten los pasaportes para los sistemas de protección contra rayos y los interruptores de puesta a tierra de los pasaportes ubicados en el propietario del edificio o responsables de la economía eléctrica.

    Tormentas naturales

    Diferentes árboles tratan de diferentes maneras.La función del rayo desviando.Los árboles más adecuados son abedul, abeto y pino.Sin embargo, en los asentamientos con fines de rayos, el abedul es más aplicable, pero las coníferas intentan no plantar en las inmediaciones de los edificios, porque su madera es más frágil.

    Las especies de árboles enumeradas tienen ventajas sobre otras especies debido a su sistema de raíces.Los mejores árboles de tierra son los árboles con el sistema de raíces más ramificado, que no se encuentra en el suelo.Idealmente, si las raíces de tales árboles están localizadas parcialmente en la superficie del suelo y hay disparidades en forma de abanico en los lados.Cuando golpeas el árbol, la carga eléctrica llega instantáneamente al sistema de raíces y va al suelo.

    ¡Importante!Durante una tormenta eléctrica, se deben evitar los árboles, ya que en este caso la probabilidad de daños por rayos aumenta significativamente.

    La creación de un dispositivo de protección contra rayos no es muy complicada, pero requiere un conocimiento básico de las leyes físicas y el cumplimiento de los reglamentos técnicos.Si no hay confianza en sí mismo, es mejor buscar ayuda de especialistas.