Удар молнии - явление природное, стихийное и потому абсолютно случайное. Ученые утверждают, что на нашей планете есть места, где грозовая активность практически не прекращается: это районы с геологическими или иными аномалиями, куда молнии притягивает как магнитом. А есть и такие, где гроз не бывает десятилетиями. Но статистика свидетельствует, что в масштабах планеты грозовые разряды ударяют во все, что стоит на земле, с интенсивностью около ста ударов в секунду! А на планете бушует одновременно не меньше двух тысяч гроз.
Физиология молнии
Молния - это громадная искра, которая летит по сложной траектории. Порой молнии напоминают причудливые корни гигантского растения. Это происходит оттого, что при разряде грозового облака сначала появляется так называемый «лидер», который движется скачками, ионизируя воздух и прокладывая дорогу основному разряду. Предсказать траекторию движения лидера практически невозможно, иногда лишь можно с определенной долей вероятности угадать конечную точку, к которой он стремится. По пути, указанному лидером, в своеобразной ионизированной воздушной трубке начинается движение электрических зарядов облака к земле. В свою очередь, от наиболее высоких точек земли навстречу лидеру облака устремляется «встречный» лидер, несущий заряды противоположного знака. В момент их соединения в замкнутом канале ионизированного воздуха происходит разряд и появляется собственно молния.
Молния в сети
А теперь давайте представим себе, что на пути молнии возникло препятствие в виде коттеджа, деревянного дома или любого другого объекта (трубы котельной, заводского корпуса, связной мачты, высокого дерева и т. п.). Естественно, преодолев расстояние в сотни метров, молния без особого труда может прожечь дыру в металлочерепичной крыше, заодно поджарив стропила, пробить изоляцию проложенного на чердаке кабеля, устроив короткое замыкание в электропроводке, после чего перекинуться фонтаном искр между крышей и водосточными трубами:
Приведем реальный пример. Не так давно в Ленинградской области велось строительство элитного жилого дома с большой благоустроенной территорией. Проект коттеджа предполагал устройство мощных внутренних инженерных сетей. Неожиданно во время грозы в корабельную сосну, рядом с которой был проложен электрический кабель освещения прогулочной дорожки, ударила молния. Токи молнии, повредив изоляцию кабеля, проникли по его металлическим жилам в главный распределительный щит, который находился в отдельно стоящей хозяйственной постройке. Спалив по дороге несколько автоматов, они растеклись по всем электрическим цепям, подключенным к этому щиту, в том числе и в помещение автоматизированной газовой котельной, которая уже была смонтирована и эксплуатировалась. В результате попадания всего лишь небольшой части от общего тока молнии в контроллер (электронное устройство управления) котельной он тут же был выведен из строя (заметим, что стоимость подобного устройства - несколько тысяч долларов). Надо сказать, что потери могли оказаться более серьезными, если бы на объекте были введены в эксплуатацию все перечисленные выше системы. Спасло то, что жилой дом находился в стадии отделки и предусмотренные проектом электронные системы еще не подключили к сети электрического питания.
Кстати, то, что молния ударила в сосну, - вполне закономерно. Любая высотная конструкция (например, мачта сотовой связи, труба, высокое дерево) притягивает молнии. Этот факт заставляет всерьез задуматься о безопасности проживания вблизи подобных объектов.
Пика на крыше
У читателей наверняка уже возник вопрос: каким же образом защитить загородный дом от удара молнии? Что ж, спешим обрадовать всех домовладельцев - сегодня на рынке представлены современные молниезащитные системы, позволяющие полностью обезопасить свое жилье от «небесных стрел».
Вообще, под молниезащитой понимают целый комплекс технических решений и специальных приспособлений, направленных на защиту постройки от «небесного электричества». В первую очередь на крыше дома должна быть установлена система внешней молниезащиты. Основным ее элементом является один или несколько молниеприемников. Эти устройства могут иметь вид металлического штыря, натянутого вдоль конька крыши металлического троса или металлической сетки из арматуры с шагом ячеек 6-12 м. Впрочем, назначение у всех этих приспособлений одно - принять на себя разряд молнии и не пропустить ее к поверхности крыши, фасадам здания и прилегающей к дому территории. От молниеприемников по стенам здания «спускаются» несколько металлических проводников-токоотводов. Их задача - отвести ток укрощенной молнии на специальные заземляющие устройства, находящиеся под землей, в стороне от входов в дом и прогулочных дорожек. Зоны защиты молниеприемников, места нахождения заземляющих устройств и пути прокладки токоотводов рассчитываются проектировщиком систем электроснабжения объекта. Причем очень важно, чтобы все это было сделано на этапе архитектурного проектирования здания при обязательном взаимодействии с архитектором. Только в этом случае можно избежать многих технологических сложностей, которые обязательно возникнут (уже есть печальный опыт) при монтаже системы внешней молниезащиты на уже готовом, сияющем свежими отделочными материалами домике-прянике!
Кстати, устраивая в коттедже внешнюю молниезащиту, необходимо помнить и о так называемом «шаговом» напряжении, которое в непосредственной близости с заземляющими электродами может быть очень высоким и опасным для жизни. Именно поэтому во время грозы не рекомендуется находиться ближе пяти метров от заземлителя молниеотвода, где, кроме того, представляет угрозу и напряжение прикосновения.
«Агенты» внутренней безопасности
А как быть, если молния ударит в дерево, расположенное неподалеку от дома, или, что намного хуже, - в провода воздушной линии электропередач, которая является основным способом подвода электроэнергии в сельской местности? Ведь в этом случае основная часть ее токов устремится через вводное устройство дома и далее, используя все возможные пути (кто знает, какое дорогостоящее оборудование окажется на дороге у токов) на землю. Поэтому необходимо поставить надежное препятствие в виде устройств защиты от импульсных перенапряжений. Вместе с системой уравнивания потенциалов, которую обязательно должен предусмотреть проектировщик, они и создадут внутреннюю систему молниезащиты вашего дома.
Еще один небольшой пример. Представьте себе, что на проводе линии воздушной линии электропередачи сидит ворона. И даже если по проводам текут большие токи, они не причиняют птице никакого вреда, ведь они не текут через нее. Но это все до той поры, пока она неосторожно не коснется крылом соседнего провода, - тогда ток потечет через нее и: То же самое происходит и внутри вашего дома. Профессионально выполненная система заземления и уравнивания потенциалов позволит избежать поражения током людей, находящихся в доме или рядом с ним, в том числе и во время грозы, потому что исключит появление внутри дома точек с разными потенциалами и токам будет некуда течь. Устройства защиты от импульсных перенапряжений (разрядники, варисторы и т. д.) обеспечивают кратковременное присоединение к системе уравнивания потенциалов тех проводов (электрических, телефонных, телевизионных и других кабелей), которые обычно не связаны с заземлением. Все токи, которые должны были бы течь через вашу бытовую технику, направятся через предназначенные для этого устройства, что и защитит и чайник, и утюг от электрических «пробоев». А потом все само вернется в первоначальное состояние. Вы, скорее всего, ничего и не заметите.
И последнее, на что хотелось бы обратить внимание читателя, - это стоимость систем молниезащиты. Спешим обрадовать: цена подобных устройств (вместе с установкой) относительно невысока и составляет, как правило, всего несколько процентов стоимости дома. Кстати, возьмите на заметку: чем раньше владелец дома позаботиться о создании системы молниезащиты, тем дешевле обойдется ее монтаж. В идеале проект системы молниезащиты составляется одновременно с архитектурным проектом здания, при обязательном участии архитектора.
