Dimensi penangkal petir. Bagaimana cara kerja penangkal petir?

Masalah proteksi petir dan grounding perlu ditanggapi dengan serius. Pada artikel ini kami akan fokus pada hal-hal penting dalam proteksi petir di rumah Anda. Sebelum melanjutkan instalasi, Anda perlu mempelajari perangkat proteksi petir. Kami telah menjelaskan sistem proteksi petir yang paling sederhana dan terbukti untuk rumah pribadi. Dan, meskipun saat ini proteksi petir untuk bangunan pribadi tidak disediakan oleh proyek pasokan listrik (tidak perlu memilikinya saat rumah dioperasikan), masing-masing pemilik menerima keputusan independen tentang kelayakan pemasangan proteksi petir.

Sejak dahulu kala, masyarakat takut akan badai petir. Dan teman-temannya, guntur dan kilat, sangat menakutkan. Dan ini benar, karena petir membawa bahaya yang cukup besar. Statistiknya akurat; mereka mengatakan bahwa lebih dari 3.000 orang meninggal akibat sambaran petir di dunia. Dan jika kita menghitung kerugian materiil, angkanya akan melebihi beberapa miliar dolar. Namun nenek moyang kita yang jauh, yang menemukan penangkal petir, juga belajar bagaimana cara menghindari sambaran petir.

Saat ini arsitek modern jangan terlalu mengabaikannya elemen yang diperlukan Rumah. Dan Tuhan sendiri memerintahkan penghuni musim panas untuk memasang penangkal petir untuk melindungi penghuni dan harta benda. DI DALAM pidato sehari-hari Penangkal petir disebut penangkal petir, interpretasi yang salah dari perangkat ini, tetapi kami tidak akan berpura-pura menjadi hakim. Sistem penangkal petir telah dikembangkan sejak lama dan masih berfungsi dengan baik.

Inti dari penangkal petir adalah proteksi petir

Inti dari pengoperasian penangkal petir adalah sebagai berikut.

Selama badai petir, pelepasan muatan listrik terjadi antara awan petir yang dialiri listrik dan tanah, seperti antara pelat kapasitor.

Namun penangkal petir bukanlah konduktor dalam situasi ini arus listrik, dia tidak mengambil petir itu pada dirinya sendiri dan mengalihkannya.

Hal ini hanya mungkin dilakukan berdasarkan satu prinsip: kapasitor alami yang besar tidak mengakumulasi muatan pada pelat, ia terus-menerus dalam tahap pengisian.

Oleh karena itu, tegangan pada penangkal petir adalah nol.

Akibat dari hal di atas: penangkal petir bukan merupakan penghantar dan penghalang terhadap petir, dengan adanya penangkal petir maka petir tidak dapat terjadi. Semuanya persis seperti ini, dengan satu syarat, jika penangkal petir dipasang dengan benar.

Kita dapat menyebutkan sejumlah besar kasus ketika penangkal petir tinggi dalam bentuk tiang “menangkap” petir.

Arus listrik merupakan gerak elektroda yaitu gerak. Dan, seperti yang kita ketahui dari fisika, setiap gerakan mengikuti jalur yang hambatannya paling kecil, baik itu listrik, air, atau gas.

Apa itu penangkal petir yang tidak memiliki ground? Itu hanyalah seutas kawat yang tergantung di udara. Dan ini cukup untuk dilewati petir. Sekarang Anda mengerti bahwa grounding pada penangkal petir dianggap sebagai elemen utama.

Pembumian adalah...

Secara umum, grounding adalah benda logam sederhana, yang terbaik wilayah yang luas dan terkubur sangat dalam.

Benda logam untuk grounding bisa berupa pipa atau sudut. Terkadang dibuat desain khusus dari beberapa sudut berbentuk huruf “W” terbalik.

Kedalaman pemasangan pembumian tidak boleh kurang dari dua meter. Namun pipa dan sudutnya tidak memiliki luas yang besar, sehingga disarankan untuk meletakkan barang-barang lainnya.

Misalnya, tong, bagian belakang logam tempat tidur tua, lembaran logam tebal, wire mesh atau tulangan tebal.

Waktu musiman membuat penyesuaian tersendiri terhadap pemeliharaan penangkal petir. Di musim panas, tanah kering harus dibasahi, karena konduktivitas listrik dan tanah kering tidak bersahabat.

Biasanya, untuk tujuan seperti itu, saluran pembuangan dibuat ke tanah tempat penangkal petir dibumikan, yang melaluinya air akan datang dari atap, pasang saluran pembuangan di area ini, atau tuangkan sedikit air secara manual ke sana. Jika lokasi penangkal petir telah berfungsi dengan baik selama beberapa tahun, maka lokasi tersebut perlu “diberi makan”.

Pemasangan proteksi petir

Ini mudah dilakukan:

beberapa lubang dibuat di tanah, yang dibor di permukaan,
garam industri atau nitrat dituangkan ke dalamnya.

Tidak perlu khawatir prosedur seperti itu dapat merugikan ruang hijau. Garam akan cepat larut dan menembus jauh ke dalam tanah, mengalir deras ke arahnya air tanah. Garamlah yang membantu meningkatkan konduktivitas listrik dan memastikan berfungsinya penangkal petir.

Perangkat pembumian

Pembumian disediakan menggunakan kabel atau kawat tebal.
Jika Anda memilih kabel untuk grounding, ambil kabel yang penampangnya paling besar.

Anda akan beruntung jika mendapatkan kawat aluminium yang dipilin. Dia akan mengatasi tugasnya dengan sempurna hanya jika dia diisolasi sepenuhnya, yang akan melindungi semua bangunan yang ada. Kabel ini diamankan menggunakan braket timah atau plastik.

Perangkat penangkal petir

Penangkal petir harus terbuka dan tidak teroksidasi, sehingga tidak menimbulkan korosi. Oleh karena itu, terbuat dari logam non-besi:

tembaga,
aluminium,
duralumin,
Baja Cink.

Diperlukan penampang pembumian yang besar, sehingga semua jenis profil, strip, atau kawat campuran dalam jumlah besar digunakan untuk pembuatannya. Preferensi diberikan pada produk kalengan daripada produk yang dipernis. Dalam situasi apa pun Anda tidak boleh mengisolasi atau mengecat penangkal petir.

Para ahli mengatakan bahwa penangkal petir melindungi area yang berada dalam kerucut hipotetis, dengan puncak di ujung penangkal petir dan permukaan samping pada sudut empat puluh lima derajat terhadap perangkat itu sendiri.

Ketinggian penangkal petir akan sama dengan dua ukuran zona aman.

Mari kita beri contoh: tinggi tiang penangkal petir adalah 10 meter, artinya zona aman di setiap arahnya juga akan menjadi 10 meter. Dari perhitungan tersebut dipasang penangkal petir dan dipilih ketinggiannya untuk menutupi seluruh wilayah rumah. Jika di dekat Anda rumah pedesaan Jika tumbuh pohon yang tinggi dapat diadaptasi menjadi tiang penangkal petir. Itu harus diikatkan pada tiang yang panjang dan dengan menggunakan tali sintetis, disesuaikan dengan puncak pohon. Jangan memasang penangkal petir dengan paku atau klem logam dalam keadaan apa pun; pohon itu sendiri dapat rusak. Hitung sehingga rumah Anda dan bangunan luar jatuh di bawah kerucut pelindung yang kami jelaskan di atas. Jika kerucut ini tidak terlalu besar dan tidak sepenuhnya melindungi rumah Anda, maka Anda perlu memasang penangkal petir tambahan atau beberapa buah. Anda bisa menghitungnya sendiri.

Jika pohon itu ada di tangan Anda sepetak tanah hilang, maka antena televisi dapat digunakan sebagai pengganti tiang. Harap dicatat bahwa ini adalah logam dan tidak dicat. Jika juga dipasang pada tiang kayu, maka disarankan untuk menyambungkan penangkal petir ke ground dengan kabel telanjang, sebaiknya ada beberapa.

Penangkal petir di cerobong asap

Terkadang penangkal petir dipasang di cerobong asap; hal ini tidak selalu dapat diterima, karena hembusan angin kencang tidak hanya dapat merobohkan perangkat ini, tetapi juga pipa itu sendiri. Ada metode yang tidak biasa untuk memasang penangkal petir. Dua tiang dipasang di ujung atap yang berbeda di bagian paling atas punggungan, bisa dari kayu atau logam. Di antara mereka, kawat telanjang direntangkan pada isolator. Kabel ini terhubung ke ground. Kalian akan mendapatkan penangkal petir dengan zona aman berupa gubuk.

Seperti halnya perangkat apa pun, penangkal petir harus dirawat agar dapat bertahan lama dan menjalankan fungsinya secara efisien. Oleh karena itu, setahun sekali perlu dilakukan pengecekan seluruh sambungan antar elemen penangkal petir. Hal ini biasanya dilakukan pada musim semi, sebelum dimulainya musim badai petir. Sambungan ini terbuat dari tembaga atau kuningan dan disebut balok, blok terminal, atau mur, seperti kata orang. Biasanya, ujung sambungan disolder atau dihubungkan dengan kontak khusus. Tolong bayar Perhatian khusus bahwa dengan datangnya badai petir musim panas, perlu untuk menyirami lokasi landasan.

Tidak perlu mencobai nasib dan mengandalkan kesempatan. Lebih baik membuat penangkal petir dengan benar dan efisien satu kali dan menyelesaikan banyak masalah yang terkait dengan fenomena atmosfer seperti badai petir. Anda tidak hanya akan menyelamatkan properti Anda, tetapi juga menyelamatkan orang yang Anda cintai. Dan penangkal petir akan berfungsi selama bertahun-tahun, awasi saja dari waktu ke waktu dan ikuti rekomendasi kami. Dan kamu akan baik-baik saja.

Bagaimana proteksi petir dapat dilakukan di rumah pribadi?

Petir memiliki kekuatan penghancur yang sangat besar, yang telah menjadi masalah besar bagi seluruh umat manusia sejak dahulu kala. Petir merupakan salah satu fenomena paling berbahaya di alam yang mengancam kesehatan dan kesehatan kehidupan manusia, juga untuk properti. Dengan perkembangan teknologi modern dan dengan kemunculannya berbagai jenis Peralatan nirkabel meningkatkan risiko tersambar petir. Perkembangan ilmiah zaman modern, pada saat yang sama, sangat berhasil mengatasi masalah ini. Pada saat awan petir mendekati langit dan menyambarnya dengan kilat, orang yang cerdas dan penuh perhatian tidak akan takut padanya karena orang tersebut telah melindungi rumahnya dari serangan langsung terlebih dahulu. Jadi, pemilik yang baik adalah wajib akan menunjukkan minatnya pada bagaimana proteksi petir harus dilakukan di rumah pribadi, dia tidak akan mengabaikan penemuan manusia yang begitu sederhana dan sekaligus cerdik.

Apa itu petir dan apa bahayanya?

Sangat aspek penting adalah pengetahuan tentang sifat terjadinya petir. Sistem proteksi justru didasarkan pada hal ini.

Petir tidak hanya menakjubkan, tetapi juga merupakan fenomena yang cukup menakutkan dan dahsyat. Petir merupakan denyut arus listrik yang terjadi akibat penumpukan muatan listrik pada awan petir. Kekuatan arus kadang-kadang mencapai 200.000 A. Namun petir seperti itu cukup jarang terjadi; yang paling umum adalah petir yang kekuatan pelepasannya mencapai 100.000 A. Sekitar 200 sambaran petir terjadi di planet ini setiap detik. Meski kemungkinan tersambar petir pada satu rumah saja cukup kecil, namun tetap lebih baik berhati-hati agar tidak menyesal di kemudian hari. Percikan muatan listrik melewati bahan yang berbeda, mengarah pada pembentukan energi panas, dan inilah penyebab kehancuran dan kebakaran. Ini menimbulkan bahaya khusus bagi bangunan kayu, dan sebagian besar pondok dan rumah pedesaan dibangun dari kayu.

Sehubungan dengan situasi tersebut, pemilik rumah kerap bertanya tentang perlunya melindungi bangunan dari sambaran petir. Proteksi petir di rumah pribadi diperlukan: dapat melindungi bangunan dari kebakaran. Selain itu, biaya sistem seperti itu dalam perkiraan konstruksi akan memakan bagian yang sangat kecil.

Jenis proteksi petir, serta prinsip pengoperasian perangkat ini

Saat ini, sistem proteksi petir untuk bangunan dibagi menjadi dua jenis:

pasif,
aktif.

Sistem pasif adalah sistem proteksi tradisional, yang terdiri dari penangkal petir itu sendiri, konduktor bawah, dan grounding. Prinsip pengoperasiannya cukup sederhana: muatan ditangkap oleh penangkal petir, kemudian diarahkan ke konduktor pentanahan menggunakan konduktor bawah, dan konduktor pentanahan di dalam tanah memadamkannya. Penting untuk mempertimbangkan bahan atap, serta jenis atap, berdasarkan fitur-fitur ini, untuk memilih dengan benar jenis proteksi petir yang diperlukan sambil memastikan keandalan maksimumnya.

Proteksi petir aktif Menurut prinsip operasinya, ia bekerja dengan cara ini: udara diionisasi oleh penangkal petir, sehingga mencegat pelepasan petir.

Elemen lain dalam sistem proteksi petir aktif serupa dengan yang ditemukan di sistem pasif proteksi petir, tetapi jangkauan sistem seperti itu jauh lebih besar - hingga ratusan meter. Dalam kasus tertentu, tidak hanya bangunannya yang akan dilindungi, tetapi juga bangunan di sekitarnya. Perlindungan petir semacam ini untuk rumah pedesaan cukup umum terjadi jumlah besar negara Namun biayanya, tentu saja, jauh lebih tinggi dibandingkan sistem pasif.

Perangkat proteksi petir itu sendiri

Proteksi petir adalah tindakan perlindungan, yang menjamin keamanan bangunan tempat tinggal dan kehidupan orang-orang yang tinggal di dalamnya dari kekuatan destruktif sambaran petir. Penangkal petir digunakan untuk melindungi bangunan dari sambaran petir.

Penangkal petir mencakup tiga elemen utama:

Lingkaran tanah.

Penangkal petir merupakan suatu penghantar logam yang dipasang pada atap rumah untuk menerima sambaran petir. Penting untuk memasangnya di titik tertinggi atap. Jika bangunannya cukup besar atau memiliki desain yang kompleks, bila masuk akal untuk memasang beberapa penangkal petir. Penangkal petir dapat memiliki jenis desain yang berbeda:

Peniti logam sepanjang 0,2-1,5 meter yang dipasang pada posisi vertikal pada titik tertinggi bangunan. Ini bisa jadi seperti cerobong asap, begitu juga dengan tiang antena TV atau bubungan atap. Itu terbuat dari logam yang kurang rentan terhadap proses oksidasi di bawahnya udara terbuka, - baja galvanis atau tembaga. Terminal udara jenis ini harus memiliki luas penampang 100 m2 (jika bentuknya bulat, maka diameter 12 mm sudah cukup). Ujung atas tabung berongga harus dilas. Cara ini cocok untuk semua atap metal.

Kabel logam yang dikencangkan berpasangan penyangga kayu Tinggi 2 meter di sepanjang bubungan atap. Khusus untuk keandalan struktur, dimungkinkan untuk menggunakan penyangga logam, tetapi kemudian Anda perlu menggunakan isolator untuk mengisolasinya dari kabel. Metode ini sangat cocok untuk atap batu tulis dan kayu.

Jaring pelindung petir, yang dipasang di sepanjang punggungan atap bangunan, di sepanjang permukaan lantai dengan konduktor keluar yang membumi, sangat ideal untuk atap ubin.

Sangat penting untuk mengetahui bahwa penangkal petir harus disambungkan benda logam yang ada di atap : talang, tangga, kipas angin.

Sebagai alternatif pemasangan penangkal petir di atap, bisa juga digunakan, misalnya di dekatnya pohon berdiri(tentu saja jika tingginya 15 m dari atap rumah). Penangkal petir dipasang pada bagian atas pohon sehingga tingginya minimal setengah meter dari tajuk pohon.

Kemudian penangkal petir dihubungkan dengan konduktor bawah.

Konduktor bawah adalah bagian penangkal petir yang dirancang untuk mengalihkan muatan petir ke ground loop dari penangkal petir. Ini adalah kawat baja setebal 6 mm, yang dilas ke penangkal petir, yang jika digabungkan dengan penangkal petir itu sendiri, harus menahan beban hingga 200.000 ampere. Perlu juga dicatat bahwa pengelasan antara komponen proteksi petir di atas harus cukup andal untuk mengecualikan celah di antara komponen tersebut atau kendornya pengikat ketika, misalnya, lapisan salju turun atau angin kencang.

Konduktor bawah turun ke dinding dari atap, dipaku dengan braket dan diarahkan ke tanah, khususnya ke loop tanah. Jika terdapat beberapa konduktor bawah, maka konduktor tersebut diletakkan pada jarak 25 meter satu sama lain di sepanjang dinding, bergerak sejauh mungkin dari pintu dan jendela bangunan. Harus diingat bahwa konduktor bawah tidak dapat ditekuk karena kemungkinan terjadinya percikan api dan penyalaan lebih lanjut.

Menurut aturan, konduktor bawah harus dibuat sependek mungkin, dan harus diletakkan sedekat mungkin dengan tempat dengan risiko terbesar: tonjolan tajam, tepi atap pelana, jendela atap.

Grounding proteksi petir adalah perangkat yang menyediakan kontak yang dapat diandalkan konduktor tanah dan bawah. Ini adalah rangkaian yang paling umum: tiga elektroda dihubungkan satu sama lain dan didorong ke dalam tanah. Sesuai aturan, landasan peralatan Rumah Tangga dan proteksi petir harus dibuat umum. Jika tidak ada grounding, membuatnya cukup mudah - grounding memiliki desain yang cukup sederhana.

Untuk melakukan ini, Anda harus mengambil tembaga dengan penampang 50mm2 atau besi tahan karat dalam 80mm2. Sebuah parit digali dengan panjang 3 meter dan kedalaman 0,8 meter, kemudian ditancapkan batang baja pada ujungnya. Kedua batang ini disambung menggunakan baja dan las. Kemudian cabang dilas ke struktur ini ke bangunan dan konduktor bawah dihubungkan ke sana. Area pengelasan dicat dan elektroda arde didorong ke ujung parit.

Perlu diketahui bahwa, sesuai aturan, elektroda arde sebaiknya ditempatkan pada jarak minimal 1 meter dari dinding, dan juga minimal 5 meter dari beranda, jalan setapak, dan jalan setapak.

Kabel, penangkal petir, dan konduktor bawah dapat dipasang dengan dua cara:

saat menggunakan sistem tegangan;
menggunakan klem jarak jauh.

Sistem tegangan pemasangan penangkal petir dilakukan dengan memasang jangkar kaku pada bagian dasar, juga pada atap bangunan dan pada dinding, dengan kabel ditarik diantara keduanya. Mereka dilengkapi dengan klem tegangan berbentuk khusus. Jarak antar jangkar bisa 20 meter. Penangkal petir jenis ini atap datar Dilengkapi juga dengan elemen spacer, braket plastik, misalnya. Mereka memegang penangkal petir pada jarak tertentu di atas permukaan atap bangunan.

Di atap datar dan di dinding, klem sudut self-driving digunakan, diikat dengan pasak. Pada atap curam bangunan yang dilapisi ubin keramik, pemasangan klip jauh lebih sulit. Di sini Anda harus menggunakan klem punggungan, ukuran dan bentuknya cocok untuk ubin punggungan. Ngomong-ngomong, klem jenis ini juga bisa disesuaikan dengan warna ubin agar tidak merusak lapisan luar atap selama proteksi petir di pondok.

Konduktor bawah dan penangkal petir harus disambungkan satu sama lain, dan juga perlu disambungkan ke elemen bangunan menggunakan sampel klem sekrup khusus yang terbuat dari tembaga, kuningan atau baja galvanis.

Sebelum musim badai petir dimulai, penangkal petir, seluruh bagiannya, serta semua titik pemasangannya harus diperiksa setiap tahun agar, jika perlu, dapat dicat dan diganti.
Setiap tiga tahun sekali, Anda harus memeriksa kemudahan servis semua sambungan, membersihkan kontak, mengencangkan sambungan yang kendor dan, jika perlu, menggantinya.
Setiap lima tahun sekali, elektroda pembumian harus dibuka, keandalan sambungan elektroda, dan kedalaman korosinya harus diperiksa. Jika penampang bagian yang berkarat berkurang lebih dari sepertiganya, maka harus diganti.

Jenis dan desain penangkal petir

Penangkal petir adalah suatu alat yang dipasang pada bangunan dan struktur dan berfungsi untuk melindungi dari sambaran petir. Dalam kehidupan sehari-hari, “penangkal petir” yang salah namun lebih merdu juga digunakan.

Selama badai petir, muatan induksi yang besar muncul, dan muatan yang kuat Medan listrik. Kekuatan medan sangat tinggi di dekat konduktor tajam, dan oleh karena itu lucutan korona tersulut di ujung penangkal petir.

Akibatnya, muatan induksi tidak dapat terakumulasi pada bangunan dan tidak terjadi petir. Dalam kasus di mana petir benar-benar terjadi (kasus seperti ini sangat jarang terjadi), petir akan menyambar penangkal petir dan muatannya akan masuk ke dalam Bumi tanpa menyebabkan kehancuran.

Bangunan dan struktur dilindungi dari sambaran petir langsung dengan penangkal petir dengan berbagai desain. Namun penangkal petir mana pun mencakup empat bagian utama: penangkal petir yang secara langsung mendeteksi sambaran petir; konduktor bawah yang menghubungkan penangkal petir dengan konduktor pembumian; elektroda pembumian yang melaluinya arus petir mengalir ke dalam tanah; bagian penahan beban (penopang atau penyangga) yang dirancang untuk mengamankan penangkal petir dan konduktor bawah.

Tergantung pada desain penangkal petir, penangkal petir dibedakan:

tongkat

Kabel

Jala

Gabungan.

Berdasarkan jumlah penangkal petir yang beroperasi bersama dibedakan menjadi:

Jomblo

Dobel

Banyak.

Selain itu, menurut letaknya, penangkal petir adalah:

Berdiri bebas

Terpencil

Tidak terisolasi

Efek perlindungan penangkal petir didasarkan pada kemampuan sambaran petir yang paling tinggi dan paling membumi struktur logam. Berkat sifat tersebut, bangunan terlindung yang tingginya lebih rendah praktis tidak tersambar petir jika memasuki zona proteksi penangkal petir. Zona proteksi penangkal petir adalah bagian ruang yang berdekatan dengannya dan dengan tingkat keandalan yang cukup (minimal 95%) memberikan perlindungan struktur dari sambaran petir langsung.

Penangkal petir paling sering digunakan untuk melindungi bangunan dan struktur.

Penangkal petir penangkal petir adalah batang baja yang terletak vertikal dari profil apa pun dengan panjang 2...15 m dan luas persilangan tidak kurang dari 100 mm 2, dipasang pada penyangga yang terletak, biasanya, tidak lebih dekat dari 5 m dari objek yang dilindungi. Penangkal petir dihubungkan ke konduktor pembumian dengan konduktor bawah yang terbuat dari kawat baja dengan diameter minimal 6 mm, dan jika konduktor bawah diletakkan di tanah - setidaknya 10 mm. Saat memasang penangkal petir langsung di atap bangunan, setidaknya dipasang dua konduktor bawah, dan untuk lebar atap lebih dari 12 m - empat. Jika panjang benda yang dilindungi lebih dari 20 m, maka untuk setiap panjang 20 m berikutnya perlu dipasang konduktor bawah tambahan; untuk lebar bangunan hingga 12 m - di kedua sisi bangunan. Semua sambungan (penangkal petir - konduktor bawah, konduktor bawah - konduktor grounding) harus dilas. Sebagai penangkal petir, perlu memanfaatkan secara maksimal struktur tinggi yang ada di dekat objek yang dilindungi: menara air, pipa knalpot dan seterusnya. Pohon yang tumbuh pada jarak tidak lebih dari 5 m dari bangunan dengan tingkat ketahanan api III...V juga dapat digunakan sebagai penopang penangkal petir, jika konduktor bawah diletakkan pada dinding bangunan di seberang pohon. setinggi dinding, mengelasnya ke konduktor pentanahan penangkal petir.

Penangkal petir kabel paling sering digunakan untuk melindungi bangunan panjang dan saluran tegangan tinggi. Penangkal petir ini dibuat dalam bentuk kabel horizontal yang dipasang pada penyangga, yang masing-masing dipasang konduktor bawah. Penangkal petir penangkal petir kabel terbuat dari kabel baja galvanis multi kawat dengan penampang minimal 35 mm 2. Perlu dicatat bahwa penangkal petir batang dan kabel memberikan tingkat keandalan perlindungan yang sama.

Sebagai penangkal petir, Anda dapat menggunakan atap logam, yang dibumikan di sudut-sudut dan sepanjang perimeter setidaknya setiap 25 m, atau jaring kawat baja dengan diameter minimal 6 mm yang ditempatkan di atas atap non-logam, memiliki sel luas hingga 150 mm 2, dengan simpul diamankan dengan pengelasan, dan dibumikan dengan cara yang sama seperti atap logam. Tutup logam dipasang pada jaring atau atap konduktif di atas asap dan pipa ventilasi, dan jika tidak ada penutup, cincin kawat dipasang khusus pada pipa.

Konduktor pembumian MZS

MZ diperlukan untuk mengalihkan arus petir ke dalam tanah setelah menyambar penangkal petir. Namun untuk tujuan ini tidak diperlukan loop grounding khusus. Arus petir tidak bisa kemana-mana. Tanpa adanya grounding maka akan menyebar di dalam tanah setelah terjadi sambaran petir di permukaan bumi atau misalnya pada pohon.

Mungkinkah, dengan resistansi pentanahan yang rendah, penangkal petir menarik petir dengan lebih efektif? Teori dan eksperimen memberikan jawaban negatif di sini. Untuk menarik petir, pertumbuhan saluran plasma dari atas objek, yang disebut counter leader, adalah penting. Perkembangan pemimpin disertai dengan arus yang melalui resistansi pentanahan penangkal petir dan tegangan hilang di atasnya. Namun kerugiannya sangat kecil, karena arus ini tidak mungkin melebihi 10 - 20 A. Bahkan dengan resistansi pentanahan Rз = 000 Ohm, kehilangan tegangan akan menjadi 10 - 20 kV - nilai yang dapat diabaikan dibandingkan dengan potensi 20 - 100 kV, yang dibawa saluran tersebut ke tanah petir. Jadi, alasan yang dipertimbangkan hilang. Satu hal yang tersisa - keamanan proses penyebaran arus petir di dalam tanah. Saat menyambar penangkal petir, arus petir bisa melebihi 100 kA. Bahkan dalam kasus pentanahan penangkal petir berkualitas tinggi dengan resistansi pentanahan Rз ~ 10 Ohm, kita akan berbicara tentang tegangan sekitar 1000 kV. Lonjakan tegangan yang begitu kuat menyebabkan stres yang besar. Menyentuh struktur logam penangkal petir, pada jarak yang cukup jauh dari penangkal petir, timbul tegangan langkah yang berbahaya; tegangan tinggi beroperasi antara konduktor tanah dan komunikasi bawah tanah (misalnya, kabel sirkuit kontrol), cukup untuk percikan api pada tanah dan masuknya sebagian besar arus petir ke dalam komunikasi ini. Pada tegangan yang sangat tinggi, bahkan percikan api yang menembus udara pada struktur logam suatu benda, yang dirancang untuk dilindungi oleh penangkal petir ini, mungkin terjadi.

Proteksi petir pada bangunan bertingkat rendah di pedesaan, sesuai dengan pengalaman luas, harus dilakukan dengan menggunakan penangkal petir di atap rumah atau di atas pohon yang tinggi, yang tingginya 2-2,5 kali lebih tinggi dari tinggi bangunan. Rekomendasi ini didasarkan pada kenyataan bahwa pembangunan penangkal petir yang diusulkan tidak memerlukan biaya material yang besar, sementara melupakan biaya atapnya. uang besar dan memerlukan penanganan yang hati-hati, serta pemasangan penangkal petir pada pohon dengan ketinggian 15-20 m tidak disarankan karena alasan keamanan.
Sebagian besar bangunan di daerah pedesaan ditutupi dengan batu tulis, sirap atau jerami, yang mencegah pemasangan perangkat proteksi petir tanpa bahaya kerusakan. Dan hanya bangunan berlapis logam yang dapat dilengkapi dengan penangkal petir seperti itu.

Sebagai perangkat proteksi petir universal, penangkal petir batang tunggal dengan perangkat grounding, ditunjukkan pada Gambar. 2.

Keunggulan penangkal petir penangkal tunggal adalah keserbagunaannya, kemampuannya melindungi area yang luas dengan beberapa bangunan dengan memilih lokasi yang sesuai, serta daya tahan, kemudahan perawatan, dll.

Tujuan artikel kami tidak hanya untuk memperkenalkan pembaca dengan metodologi penghitungan penangkal petir, tetapi juga untuk mengusulkan desain yang menjadi dasar untuk merancang dan membangun penangkal petir dengan ketinggian lebih kecil. Untuk pembuatan penangkal petir dapat digunakan pipa bekas, saluran dan sudut.

Pembuatan penangkal petir tersedia bagi mereka yang mampu melakukan pekerjaan pengerjaan logam sederhana: memotong logam, termasuk dengan roda abrasif, mengebor, mengikir, dll. Pekerjaan pengelasan harus dilakukan oleh tukang las atau orang yang berpengalaman pekerjaan pengelasan. Pengangkatan tiang dirancang sedemikian rupa sehingga operasi ini dapat dilakukan tanpa menggunakan mesin khusus oleh 3-4 orang. Sebagai berikut dari Gambar. 2, penangkal petir dan penangkal petir harus dipasang pada tiang yang tingginya tergantung pada besar kecilnya zona proteksi penangkal petir.
Pada Gambar. Gambar 8 menunjukkan desain penangkal petir yang terbuat dari logam, sehingga dapat digunakan baik sebagai terminal udara maupun sebagai penangkal petir.

Penangkal petir yang disajikan terdiri dari tiang dan unit alas yang dihubungkan satu sama lain melalui suatu sumbu. Pada porosnya, rakitan tiang yang berada pada posisi horizontal pada saat pembuatan diputar dan dipasang pada posisi vertikal. Desain ini memungkinkan Anda menghindari pekerjaan di ketinggian dan memungkinkan untuk memeriksa, mengecat, dan memperbaiki tiang dalam posisi horizontal (diturunkan) yang lebih nyaman.

Untuk mencegah tiang berayun di bawah pengaruh angin, tiang diperkuat dengan tiga kabel pria.

Rakitan tiang adalah platform tempat tiang dilas, terdiri dari 5 pipa (Gbr. 8, bagian 1-5), dihubungkan dengan pengelasan. Rakitan dasar terdiri dari platform yang mirip dengan platform rakitan tiang, tetapi dilas dalam bayangan cermin (yaitu, rak-rak dari bagian-bagian tunggal harus saling berhadapan), seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 8.

Beras. 8. Desain penangkal petir tunggal dari logam (nomor, nama, macam, dimensi dan jumlah potongan). Perakitan tiang:
1 - pipa DN20, L=3,15 m, no. 1 buah.;
2 - pipa DN25, L=3,15 m, no. 1 buah.;
3 - pipa DN32, L=4,15 m, no. 1 buah.;
4 - pipa DN40, L=5,15 m, kuantitas. 1 buah.;
5 - pipa DN50, L=5,00 m, no. 1 buah.;
6 dan 16 - saluran No. 12, L=600 mm, hitung. 2 buah;
7 dan 17 - saluran No. 12, l_=240 mm, hitung. 4 hal.;
8 - buhul, tebal lembaran. 4 mm, segitiga 800x200 mm, tidak. 3 buah.;
9 - setengah lingkaran: sudut 50x50 mm, L-170 mm, no. 2 buah;
10 - baut M12, jumlah. 6 buah;
11 - gasket, ketebalan lembaran. 1 mm, hitung. 6 buah;
12 - sumbu, lingkaran (16 mm, L=700 mm, jumlah 1 buah;
13 - kotak pengunci, sudut 50x50,
C = 220 mm, tidak. 1 buah.;
14 - Baut M12, no. 2 buah;
15 - gasket, ketebalan lembaran. 1 mm, hitung. 6 buah.
simpul tetap:
18 - braket, sudut 50x50 mm, 1_=180 mm, no. 2 buah;
19 - setengah lingkaran, sudut 50x50 mm, 1_=180 mm,
menghitung 2 buah;
20 - kaki, pipa DuYuO, panjangnya ditentukan
perhitungan, hitung. 3 buah.;
21 - piring, tebal lembaran. 4mm, 250x250mm,
menghitung 3 buah.;
22 - tiang teknologi, pipa DN50,
L = 4500 mm, tidak. 1 buah.;
23 - tangga, lingkaran Ф12, 1_=210 mm, no. 2 buah;
24 - regangkan, hitung. 3 buah.;
25 - pipa DN32, 1_=120 mm, no. 1 buah.;
26 - mata rantai, hitung. 3 buah.;
27 - piring, hitung. 1 buah.;
28 - berhenti, hitung. 3 buah.;
29 - mesin cuci berpola, hitung. 3 buah.;
30 - saluran jangkar (saluran No. 12, 1_=1500 mm, jumlah 4 pcs.; L=600 mm, jumlah 4 pcs.)

Ke platform dengan sisi bawah Tiga kaki dilas, ke bagian bawahnya juga pelat dilas. Panjang kaki tergantung pada kedalaman pembekuan tanah dan dihitung menggunakan rumus yang ditunjukkan pada Gambar. 11. Kotak 13 berfungsi untuk mengunci tiang yang ditinggikan. Penguncian dilakukan dengan menggunakan dua buah baut Ml2 yang dikencangkan dengan sudut 13 dari bagian tersebut. 18, milik simpul dasar.

Untuk mengatur posisi tiang saat dinaikkan, disediakan spacer. Di bawah masing-masing setengah loop 9 dan di bawah baut persegi 13, pasang paket gasket setebal 3 mm. Bentuk gasket harus memungkinkan untuk melepasnya tanpa melepas setengah lingkaran 9 dan persegi 13.
Perkiraan bentuk gasket ditunjukkan pada Gambar. 8, anak. 11 dan 15.

Setelah pembuatan bagian penangkal petir, perlu untuk merakit rakitan tiang dan rakitan alas. Perakitan rakitan tiang dimulai dengan perakitan tiang itu sendiri.
Tautan terakhir tiang (bagian 5) terbuat dari pipa pasokan gas DN50 (2") dengan diameter internal 53 mm. Bagian 4 harus dimasukkan ke dalamnya - pipa DN40 (1 1/2") dengan diameter luar 48 mm. Jarak antar pipa adalah 5 mm atau 2,5 mm per sisi. Untuk memusatkan pipa, perlu memasang bagian di ujung pipa. 4, las empat pelat yang sudah ditekuk sebelumnya dengan tebal 2,5 mm, panjang 150 mm, dengan jarak yang sama. Setelah pengarsipan (bila diperlukan), masukkan ujung pipa 4 yang sudah diproses ke dalam pipa 5 sedalam 150 mm. Di area yang datar dan cukup kokoh (misalnya jalan setapak), letakkan pipa-pipa yang tersambung. 4 dan anak-anak 5 dan dengan bantuan pelapis, sejajarkan dengan cakrawala, lalu buat paku payung pertama. Setelah memutar pipa 180°, sekali lagi menempatkannya di cakrawala, kami membuat paku payung kedua. Kami ulangi operasinya, memutar pipa yang dilas sebesar 90°.

Kami memeriksa bahwa pipa yang diputar pada sudut mana pun harus tetap sejajar. Setelah memastikan bahwa pipa yang dilas sejajar. Kami akhirnya mengelas sambungannya. Melalui bagian-bagian yang sebelumnya dibor di dalam pipa. 5 empat lubang dengan diameter 10 mm, terletak 120 mm dari sambungan yang akan dilas, bagian las. 4 dan 5, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 8. Ciri khas koneksi adalah det. 4 dengan anak-anak 3 adalah diameter luar bagian tersebut. 3 sama dengan 42,3 mm akan lebih besar diameter internal pipa det. 4-41mm. Logam berlebih dari bagian-bagiannya. 3 dihapus menggunakan file. Deteksi koneksi. 3 dan 2 dilakukan dengan cara yang sama seperti menghubungkan bagian-bagian. 4 dan anak-anak 5, dan koneksinya det. 1 dan 2 harus dilakukan tanpa perlakuan awal. Ini menyelesaikan perakitan tiang. Tiang yang dirakit harus diletakkan di atas tiang penyangga yang ditopang oleh diameter 2" dan 1 1/2", seperti ditunjukkan pada Gambar. 9-1.

Tahap pekerjaan selanjutnya adalah pembuatan platform untuk tiang dan unit pangkalan. Platform dilas dari bagian 6 dan 7, 16 dan 17. Tiang kemudian dilas ke bagian atas platform rakitan tiang, sehingga bagian yang dilas harus membentuk bidang yang benar. Dianjurkan untuk mengelas bagian platform pada permukaan datar lembaran logam. Untuk menghindari deformasi pengelasan, bagian 6 dan 7 harus ditempel terlebih dahulu pada kedua sisi, diluruskan jika perlu, dan baru kemudian dilas.

Untuk merakit platform unit tiang dan alasnya, perlu memasang platform unit dasar di meja kerja, kemudian memasang gasket setebal 3-4 mm dan kemudian menempatkan platform unit tiang. Kemudian kami merakit bagian-bagian yang dibaut yang membentuk unit untuk memutar dan mengunci platform (Gbr. 8, bagian 9-15 dan 18, 19). Kami memeriksa kemungkinan memutar dan mengunci platform tiang dan unit dasar, setelah itu kami melepuh bagian-bagian yang dibaut ke platform. Untuk perakitan akhir Kaki tempat pelat dilas sebelumnya dilas ke platform rakitan dasar (Gbr. 8, bagian 20 dan 21).

Agar tiang dapat berdiri tegak secara vertikal, bidang atas platform rakitan tiang harus dipasang ke platform rakitan dasar dan dikunci dengan baut. 14, setelah pemasangan dan beton, harus dalam posisi horizontal. Kedalaman lubang untuk pemasangan unit dasar tergantung pada kedalaman pembekuan tanah. Rumus untuk menentukan kedalaman lubang disajikan pada Gambar. II.

Untuk memasang unit dasar, perlu menggali lubang, yang kedalamannya harus lebih besar dari kedalaman beku.

Beras. 9. Tahapan merakit penangkal petir

Hal ini diperlukan agar selama pembekuan dan pencairan tanah, naik turunnya tidak dapat mengubah posisi vertikal tiang. Jika tanah tidak mengalami naik-turun (misalnya, dalam kasus tanah berpasir tak jenuh air), kedalaman lubang dapat dikurangi hingga 1000 mm. Bagian bawah lubang harus memiliki diameter minimal 700 mm. Lapisan beton setebal 150 mm diletakkan di dasar lubang. Setelah dua hari, pasang rakitan alas yang dirangkai dengan platform rakitan tiang, tempatkan bidang atas platform rakitan tiang ke cakrawala menggunakan bantalan di bawah kaki dan perbaiki posisi rakitan alas dengan larutan, biarkan di posisi ini selama tiga hari lagi. Setelah periode ini, posisi bidang atas platform unit bergerak diperiksa. Jika belum berubah, tuang beton lapis kedua setebal 150 mm.

Penyegelan mendasar pada kaki diperlukan untuk mencegah kemungkinan “mendorong keluar” kaki, yang mungkin terjadi bahkan di tanah berpasir, karena berat seluruh struktur tidak melebihi 160 kg. Setelah 7-8 hari, bagian struktur rakitan dasar yang menonjol di atas tuang beton harus ditutup dengan dua lapisan damar wangi bitumen, dan setelah kering, lubang diisi dengan tanah dengan pemadatan dan pembuatan area buta, seperti ditunjukkan pada Gambar. 10-III.

Pengelasan tiang ke platform adalah salah satu operasi paling kritis, yang koreksinya hampir tidak mungkin dilakukan.

Kopling Du-50 perlu dilas ke platform (di tempat tiang dilas). Kopling yang dilas hanya dapat memastikan posisi tiang dan retensinya, tetapi tidak memastikan tegak lurus terhadap platform. Untuk memastikan tegak lurus, sudut lurus gusset yang dilas harus diperiksa terhadap persegi tukang ledeng dan, jika perlu, dimodifikasi.

Sebuah platform disekrup ke tiang, diletakkan di atas kambing, tiang dipasang ke cakrawala, ruang dibuat di kotak untuk kopling yang dilas dan diamankan dengan paku payung. Level tersebut memeriksa tegak lurus platform dan tiang. Tiang dengan platform yang ditempel diputar 180° dan, dengan memastikan tegak lurus tidak patah, dibuat paku. Syal yang tersisa dipasang dengan cara yang sama, setelah itu seluruh rakitan dibakar (Gbr. 9-1, 9-2, 9-3).

Beras. 10. Mengangkat dan mengencangkan penangkal petir

Untuk menghubungkan tiang dan unit dasar pada satu lingkaran, unit tiang perlu digantung pada winch garasi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 9-4, sejajarkan lubang dan masukkan porosnya (Gbr. 8, bagian 12).

Untuk menaikkan tiang, diperlukan tiang pemasangan tambahan yang dapat dilepas. Pipa Du-50 digunakan sebagai tiang instalasi (Gbr. 8, bagian 22). Panjang bagian tiang yang menonjol melebihi dimensi platform adalah 4 m Tiang pemasangan dipasang ke platform dengan dua tangga (Gbr. 8, bagian 23), terbuat dari baja bundar dengan diameter 10 mm.

Pemasangan penangkal petir batang tunggal berisi operasi teknologi berikut: menggantung kabel pria, menaikkan tiang dan memasangnya pada posisi vertikal, mengencangkan kabel pria ke jangkar, mengencangkan kabel pria dan menghubungkan kabel arus dari elektroda arde ke rakitan tiang .
Ujung atas kabel pria (Gbr. 8, bagian 24) dipasang ke cincin dengan kait, terdiri dari pipa Du-32 (item 25) dengan tiga mata rantai yang dilas padanya, bagian bulatnya dipotong di satu sisi (bagian 26) . Untuk mencegah pembengkokan sambungan las, pelat (bagian 27) ditempatkan di atasnya, yang posisinya dipasang dengan tiga penahan (bagian 28).

Kancing dengan ulir Ml2 dilas ke ujung bawah kabel pria. Panjang bagian stud yang dipotong adalah 150-200 mm. Kancing dilewatkan melalui lubang di saluran jangkar (bagian 30). Untuk mencegah deformasi stud, ring berbentuk yang terbuat dari pipa Du-15 (bagian 29) ditempatkan di bawah mur.
Jangkar terdiri dari saluran (bagian 30) dengan nomor berapa pun, tetapi sebaiknya tidak kurang dari No. 10, dan bagian melintang dari profil yang sama dilas padanya, yang panjangnya 0,6-0,8 m. Untuk memasang jangkar, perlu menggali lubang hingga kedalaman 0,5 m, memalu saluran, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 8, lalu isi lubang dengan tanah dan padatkan tanah.
Berat kabel pria tidak diperhitungkan saat menentukan gaya yang bekerja selama pengangkatan karena nilainya yang kecil.

Setelah selesai mengangkat dan memasang tiang dalam posisi vertikal yang ketat, kabel pria dipasang ke jangkar dan dikencangkan. Ketegangan kabel pria harus simultan dan seragam, yang dapat dinilai dari besarnya kendurnya masing-masing kabel. Dalam bentuk akhirnya, stretch mark harus memiliki lengkungan yang kecil namun sama, yang menunjukkan ketegangan yang seragam.

Tiang diangkat menggunakan winch yang dipasang 15 m dari penangkal petir dan dipasang pada jangkar, seperti ditunjukkan pada Gambar. 10. Desain jangkar dengan dimensi eksekutifnya ditunjukkan pada Gambar. 10-I. Mengingat jangkar dapat digunakan di kemudian hari, misalnya pada pengecatan tiang yang sebaiknya dilakukan setiap 3-5 tahun sekali, maka disimpan selama penangkal petir akan digunakan. Oleh karena itu, jangkar harus terbuat dari logam, dicat dengan damar wangi bitumen, yang memungkinkannya lama jangan kehilangan kekuatan. Desain jangkar yang diusulkan memenuhi persyaratan ini.

Panjang total sambungan fleksibel antara winch dan tiang adalah sekitar 26 m, dimana hanya 8 m kabel yang akan dililitkan ke drum winch selama pengangkatan. Oleh karena itu, derek konstruksi atau bagian cacing genggam yang dirancang untuk ketinggian angkat 9 atau 12 m dapat digunakan.Dari Gambar. 10 terlihat bahwa bagian sambungan fleksibel dapat dibuat bukan dengan kabel, tetapi dengan sambungan kawat, yang akan dipasang secara permanen pada tiang. Jika tiang berada dalam posisi vertikal, lingkar bawah sambungan akan berada dua meter dari permukaan tanah, sehingga memudahkan pelepasan dan pemasangan kabel.
Tautan kawat ditunjukkan pada Gambar. 10-V dan 10-VI.

Anda dapat menggunakan apa saja tali baja, yang diameternya minimal 8 mm. Loop pada kabel dibentuk menggunakan klem yang ditunjukkan pada Gambar. 10-IV.
Jumlah klem saat membentuk lingkaran minimal harus tiga. Sebelum diangkat, tiang dipasang pada posisi miring, untuk itu perlu dipasang trestle setinggi 1,75 m pada jarak 8 m dari lingkar, pada posisi ini tiang akan berada pada sudut 10. ° ke horizontal.
Untuk menentukan pilihan parameter elemen struktur daya yang tepat (kabel, winch, gandar, engsel, dll.), perlu diketahui besarnya gaya yang bekerja pada elemen struktur tersebut selama pengangkatan tiang. Untuk tujuan ini, pada Gambar. Gambar 10 menunjukkan dua posisi tiang: pada saat awal pengangkatan, ketika tiang dimiringkan ke cakrawala dengan sudut 10°, dan pada saat berikutnya, ketika tiang dinaikkan ke cakrawala dengan sudut 60°. °.

Gaya tarik kabel T akan terdistribusi antara gaya yang bekerja sepanjang tiang M dan gaya P yang mengangkat tiang (berarah tegak lurus tiang).
Gaya yang ditunjukkan serta gaya beban elemen individu desain diukur dalam kilogram. Untuk menentukan gaya-gaya ini, kami melakukan perhitungan berikut.

Tiang terdiri dari lima pipa (Gbr. 8, bagian 1-5), yang masing-masing memiliki beratnya sendiri. Mari kita tentukan berat setiap bagian tiang. Tabel 9 pada kolom 2, 3, 4 dan 5 menunjukkan perhitungan berat setiap bagian yang termasuk dalam tiang. Panjang setiap bagian tiang ditunjukkan pada Gambar. 8, dan berat satu meter linier diambil dari buku referensi.

Industri ini memproduksi pipa dengan ketebalan dinding berbeda yang dirancang untuk bekerja di bawah tekanan berbeda: ringan, biasa, dan diperkuat. Yang paling umum adalah yang biasa, yang bobotnya digunakan dalam perhitungan. Titik penerapan gaya berat masing-masing bagian yang dipertimbangkan adalah pusat simetrinya – bagian tengahnya, dan arah gayanya vertikal ke bawah.

Jumlah momen gaya yang diterapkan searah jarum jam adalah jumlah hasil kali gaya berat bagian-bagian tersebut dan jarak (lengan) dari titik penerapan gaya ke sumbu rotasi.

Contoh 5 Tiang bagian 5 panjangnya 5 m, berat pipa satu meter adalah 4,38 kg. Berat seluruh pipa adalah 4,38 x 5 = 21,9 kg.

Titik penerapan beban berada di tengah-tengah pipa, yaitu pada jarak 2,5 m dari sumbu putar. Momen yang ditimbulkan oleh gravitasi adalah 21,9 kg x 2,5 m = 54,75 kgm.

Ketika tiang dinaikkan 10°, jarak dari sumbu rotasi menjadi bukan 2,5, melainkan 2,4 m dan momen menjadi 21,9 kg x 2,4 m = 52,56 kgm. Ketika tiang dinaikkan 60°, jarak sumbu rotasi ke pusat gravitasi menjadi 1,3 m dan momen menjadi sama dengan 21,9 kg x 1,3 m = 28,47 kgm. Momen yang dihasilkan oleh gaya ini diarahkan searah jarum jam.

Kolom 6 dan 7 Tabel 9 memuat perhitungan masing-masing momen yang dihasilkan bagian tiang ketika dimiringkan 10°, dan pada akhir kolom 7 dijumlahkan totalnya yaitu sebesar 563,4 kgm.

Pada kolom 8 dan 9 dilakukan perhitungan serupa untuk masing-masing momen yang dibentuk oleh bagian-bagian tiang ketika dimiringkan 60°, dan pada akhir kolom 9 dijumlahkan totalnya yaitu sebesar 288,07 kgm.

Tiang diangkat dengan cara menarik kabel. Agar tiang mulai bergerak (mari kita nyatakan permulaan kenaikan), tegangan pada kabel perlu dibuat sedemikian rupa sehingga momen yang dihasilkan oleh berat tiang lebih kecil daripada momen yang diciptakan oleh tegangan tiang. kabel.

Mari kita tentukan gaya P, T dan M pada awal kenaikan, yaitu ketika tiang dimiringkan dengan sudut 10°.

Mengingat kabel dipasang pada jarak 10 m dari sumbu putar, maka gaya yang seharusnya menimbulkan momen sebesar 565,4 kgm harus diterapkan pada tempat pemasangan kabel, arahnya berlawanan arah jarum jam, tegak lurus tiang dan sama besar. hingga P = 563,4 kgm: 10 m = 56,3 kg.

Mengetahui besaran dan arah gaya P, serta gaya T dan M dalam arahnya, dengan menggunakan konstruksi grafis seseorang dapat menentukan besarnya gaya-gaya yang terakhir. Keakuratan penentuan gaya-gaya ini bergantung pada skala konstruksi (lebih baik melakukannya pada kertas grafik).

Membuat grafik seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 9, disarankan untuk melakukan pada skala satu meter pada kenyataannya - dua sentimeter pada gambar, dan konstruksi untuk menemukan gaya T dan M pada skala 5 kg - satu sentimeter pada gambar.

Untuk mencari gaya T dan M, gaya P perlu diplot pada skala dan ditarik garis dari ujung gaya tersebut sejajar dengan garis tengah tiang sampai berpotongan dengan garis arah kabel. Dan dari titik perpotongan tersebut, kembalikan tegak lurus terhadap garis tengah tiang. Dalam persegi panjang yang dihasilkan, perlu untuk mengukur panjang gaya yang diarahkan sepanjang kabel (T) dan sepanjang tiang (M) dan, dengan mempertimbangkan skala, menentukan besarnya gaya-gaya ini. Pada contoh yang dianalisis, gaya tarik kabel T sama dengan 160 kg, dan gaya yang bekerja sepanjang tiang M sama dengan 140 kg. Jadi, gaya yang bekerja pada kabel, winch dan jangkar adalah 160 kg, pada baut poros dan engsel - 140 kg. Tetapi kabel dapat menahan lebih dari 1500 kg, winch - lebih dari 250 kg, jangkar - 500 kg, dan gaya geser satu baut M12 adalah 1300 kg (yaitu, margin yang signifikan dimasukkan ke dalam desain).

Beras. 11. Menentukan kedalaman lubang pondasi dan menentukan panjang kaki-kaki

Dengan cara yang sama, arah dan besarnya gaya-gaya ini dapat ditentukan ketika tiang dinaikkan 60°, namun dari analisis data pada Tabel 9 dapat disimpulkan bahwa tegangan terbesar pada kabel terjadi pada saat awal. momen, oleh karena itu perhitungan seperti itu tidak diperlukan.

Sebelum menyelesaikan pengangkatan, untuk menghindari benturan saat platform bersentuhan, tiang harus dipegang oleh kabel pria.

Setelah menaikkan tiang dan tanpa melonggarkan kabel, kencangkan platform dengan baut (Gbr. 8, bagian 14). Jika tiang sedikit miring, posisinya dapat diperbaiki dengan menyetel menggunakan shim (Gbr. 8, bagian 11, 15). Pada saat yang sama, baut pengikat dilonggarkan, dan gasket hanya dilepas, setelah itu kabel pria dipasang ke jangkar dan dikencangkan.

Konduktor bawah berfungsi untuk menghubungkan penangkal petir dengan konduktor grounding. Semua sambungan konduktor bawah harus dilas. Bagian dari konduktor bawah akan menjadi tiang dengan platform. Konduktor bawah yang berasal dari konduktor pembumian dilas padanya.

Untuk memastikan bahwa pengelasan konduktor bawah ke rakitan tiang tidak rusak selama pengangkatan dan penurunan berulang kali, cincin ganda harus dibuat di dekat lokasi pengelasan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 10-III. Diameter konduktor bawah harus minimal 6 mm.

Elektroda pembumian (sesuai dengan perhitungan yang diberikan sebelumnya) harus terdiri dari tiga elektroda dengan diameter 12 mm, panjang 5 m, terletak pada perangkat pembumian secara berjajar pada jarak 5 m satu sama lain. Untuk membuat alat pembumian, perlu menggali parit sedalam sekitar satu meter dan panjang sedikit lebih dari 10 m.Untuk memudahkan pencelupan ke dalam tanah, ujung-ujung saluran listrik ditempa pada empat sisi, seperti a penusuk sepatu. Dan jika Anda perlu melewati tanah yang keras (misalnya, lapisan batu kapur), Anda perlu mengelas bor yang sudah usang dengan diameter yang sedikit lebih besar. Elektroda dibenamkan ke dalam tanah dengan pukulan lembut dan putaran konstan. Setelah direndam, ujung elektroda ditekuk sepanjang 100 mm dan batang penghubung horizontal dilas padanya.

Beras. 12. Batang elektroda pembumian: 1 - batang; 2 - ketuk

Elektroda juga dapat diproduksi sesuai dengan Gambar. 12. Elektroda jenis ini disekrup ke dalam tanah menggunakan keran yang dilas pada ujung elektroda. Selama proses perendaman, tanah di sekitar elektroda menjadi longgar, akibatnya kontak elektroda dengan tanah semakin buruk.
Ciri khas dari konstruksi alat penangkal petir pada atap metal adalah digunakan sebagai penangkal petir. Semua elemen bangunan yang menonjol yang terletak di atas atap logam harus memiliki penangkal petir sendiri yang terhubung ke konduktor bawah.

Beras. 13. Pantograf cerobong asap: 1 - cerobong asap; 2 - atap; 3 - kolektor saat ini

Penangkal petir dari cerobong asap ditunjukkan pada Gambar. 13, antena televisi yang dipasang pada tiang logam harus diarde (tiang logam dihubungkan ke konduktor bawah), dan untuk melindungi perangkat radio, sakelar petir dan penahan percikan harus dipasang. Saat badai petir mendekat, Anda harus berhenti menerima dan menghubungkan antena. Atap logam Bangunan harus disambungkan ke alat pembumian dengan menggunakan penghantar arus, yang dipasang di sepanjang bubungan atap dan dipasang setiap 15 m. Pemasangan penghantar bawah ke atap rumah ditunjukkan pada Gambar. 14. Penurun konduktor bawah dari atap harus ditempatkan di tempat yang tidak dapat disentuh orang (misalnya jauh dari beranda, ditumbuhi semak, dll).

Elektroda arde, sebelum dihubungkan ke sistem proteksi petir, harus diuji.

Beras. 14. Kencangkan konduktor bawah ke atap logam: 1 - atap logam; 2 dan 3 - pelat pengikat; 4 - baut

Untuk mengukur resistansi perangkat pembumian, perangkat khusus diproduksi: MS-08 dan M-416. Jika tidak ada, Anda dapat mengukur hambatannya menggunakan amperemeter dan voltmeter. Skema pengukuran ditunjukkan pada Gambar. 15.

Sebagai berikut dari diagram, selain perangkat pembumian yang diuji, yang diberi nama Rx, perlu memasang sakelar pembumian tambahan RB pada jarak 40 m darinya dan probe hubung singkat pada jarak yang sama. diperlukan untuk menghilangkan pengaruh timbal balik dari bidang penyebarannya. Pin kecil dapat digunakan sebagai probe. Resistansi perangkat pembumian ditentukan oleh rumus:

Di mana
V adalah tegangan yang diukur dengan voltmeter;
J adalah arus dalam rangkaian.

Semakin besar resistansi belitan voltmeter dibandingkan dengan resistansi probe R3 maka akurasi pengukurannya semakin tinggi, oleh karena itu disarankan menggunakan voltmeter elektrostatis.

Beras. 15. Skema pengukuran resistansi perangkat pembumian menggunakan amperemeter dan voltmeter: 1 - transformator step-down; 2 - voltmeter; 3 - ammeter; R3 - probe, Rx - perangkat pembumian yang sedang diuji, RB - perangkat pembumian tambahan

Penangkal petir secara langsung merasakan sambaran petir secara langsung. Oleh karena itu, ia harus tahan terhadap efek mekanis dan termal dari arus dan saluran petir suhu tinggi. Struktur pendukung membawa penangkal petir dan konduktor bawah serta menggabungkan semua elemen penangkal petir menjadi satu kesatuan yang kaku dan mekanis konstruksi yang kokoh. Pada instalasi listrik, penangkal petir dipasang di dekat bagian beraliran listrik yang bertegangan operasi. Jatuhnya penangkal petir ke elemen penghantar arus pada instalasi listrik menyebabkan kecelakaan serius. Oleh karena itu, struktur pendukung penangkal petir harus mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi, sehingga dalam pengoperasiannya dapat mencegah terjadinya kasus penangkal petir jatuh menimpa peralatan pembangkit listrik dan gardu induk. Penangkal petir harus memiliki sambungan yang andal ke tanah dengan ketahanan 5-25 Ohm terhadap penyebaran arus pulsa. Properti pelindung penangkal petir adalah bahwa mereka mengarahkan pemimpin pelepasan petir ke arah mereka sendiri. Pelepasan tentu terjadi di bagian atas penangkal petir jika terbentuk di suatu daerah tertentu yang terletak di atas penangkal petir. Area ini terlihat seperti kerucut yang melebar ke atas dan disebut area yang terkena dampak 100%.

Data eksperimen telah menetapkan bahwa tinggi orientasi petir H bergantung pada tinggi penangkal petir h. Untuk penangkal petir setinggi 30 meter:

dan untuk penangkal petir dengan ketinggian lebih dari 30 meter H=600 m.

dimana bagian aktif penangkal petir, sesuai dengan kelebihannya di atas ketinggian benda yang dilindungi:

Gambar 1.1 Zona proteksi penangkal petir batang tunggal: 1 - batas zona proteksi; 2 - penampang zona perlindungan pada tingkat tersebut.

Untuk menghitung radius proteksi pada setiap titik zona proteksi, termasuk pada ketinggian objek yang dilindungi, digunakan rumus:

dimana adalah faktor koreksi sama dengan 1 untuk penangkal petir yang tingginya kurang dari 30 meter dan sama untuk penangkal petir yang lebih tinggi.

Zona proteksi objek yang diperluas yang menggunakan beberapa penangkal petir, disarankan agar zona kehancuran 100% berada dekat di atas objek atau bahkan saling tumpang tindih, tidak termasuk penembusan petir vertikal ke objek yang dilindungi. sumbu penangkal petir harus sama dengan atau kurang dari nilai yang ditentukan dari ketergantungan:

Zona proteksi dua dan empat penangkal petir pada denah setinggi objek terlindung memiliki garis besar seperti pada Gambar 1.3, a, b.

Lebar terkecil dari zona proteksi, radius proteksi yang ditunjukkan pada gambar, ditentukan dengan cara yang sama seperti penangkal petir tunggal, tetapi ditentukan dengan menggunakan kurva khusus. Gambar 1.2 menunjukkan desain penangkal petir. Jika penangkal petir dengan ketinggian hingga 30 meter terletak pada jarak tertentu, lebar terkecil zona proteksi adalah nol.

Gambar 1.2 Desain penangkal petir pada penyangga beton bertulang: a - dari beton bergetar; b - beton yang disentrifugasi

Gambar 1.3 Batang penangkal petir pada penyangga logam: a - penangkal petir kabel (struktur penyangga); b - penangkal petir (struktur pendukung)

Gambar 1.3 menunjukkan desain penangkal petir pada penyangga logam. Jari-jari proteksi ditentukan dalam hal ini dengan cara yang sama seperti untuk penangkal petir tunggal. Besarnya ditentukan oleh lekukan setiap pasang penangkal petir. Diagonal suatu segi empat atau diameter lingkaran yang melalui titik-titik sudut suatu segitiga yang dibentuk oleh tiga penangkal petir, menurut syarat perlindungan seluruh luasnya, harus memenuhi ketergantungan sebagai berikut:

Untuk penangkal petir yang tingginya kurang dari 30 m:

Untuk penangkal petir dengan ketinggian lebih dari 30 m:

Penangkal petir batang berdiri bebas dengan penyangga logam dipasang pondasi beton bertulang. Kolektor arus untuk penangkal petir tersebut adalah struktur bantalan. Pada logam dan struktur beton bertulang Switchgear luar ruangan, biasanya, memasang penangkal petir dengan bagian penahan beban logam. Desain pengikatannya ditentukan oleh fitur desain switchgear luar ruangan tempat penangkal petir dipasang. Biasanya, desain penangkal petir yang dipasang pada struktur switchgear luar ruangan adalah sebagai berikut pipa baja, seringkali terdiri dari pipa dengan beberapa diameter. Penangkal petir dengan tinggi lebih dari 5 m pada bagian dasarnya mempunyai struktur kisi-kisi yang terbuat dari baja siku. Potensi penangkal petir pada saat pelepasan ditentukan oleh hubungan:

dimana tahanan pentanahan impuls penangkal petir adalah 5-25 Ohm;

Arus petir pada benda yang memiliki ground yang kuat.

Potensi pada penangkal petir ditentukan:

dimana kemiringan muka gelombang saat ini;

- titik penangkal petir pada ketinggian benda;
- induktansi spesifik penangkal petir.

Untuk menghitung pendekatan minimum yang diperbolehkan suatu benda ke penangkal petir, kita dapat melanjutkan dari hubungan:

di mana kuat medan listrik berdenyut yang diizinkan di udara, diasumsikan 500 kV/m.

Pedoman proteksi lonjakan arus merekomendasikan bahwa jarak ke penangkal petir sama dengan:

Ketergantungan ini berlaku untuk arus petir 150 kA, kemiringan arus 32 kA/µdetik dan induktansi penangkal petir 1,5 µH/m. Terlepas dari hasil perhitungan, jarak antara benda dan penangkal petir minimal harus 6 meter.

Penangkal petir kabel. Nilai koefisien k dan z diambil tergantung pada kemungkinan petir menyambar zona proteksi. Kemungkinan sambaran petir ke dalam zona proteksi sama dengan rasio jumlah sambaran petir pada struktur yang dilindungi jumlah total petir dibuang ke penangkal petir dan struktur yang dilindungi. Jika peluang yang diijinkan untuk menyambar petir ke dalam zona proteksi adalah 0,01, maka koefisiennya adalah 1, dan jika peluang yang diijinkan adalah 0,001, maka zona proteksi penangkal petir kabel agak lebih kecil daripada zona proteksi penangkal petir. Bentuk zona proteksi dua penangkal petir catenary sejajar setinggi 30 m Batas luar zona proteksi masing-masing kabel ditentukan dengan cara yang sama seperti penangkal petir kabel tunggal. Tergantung pada desain penyangga, satu atau dua kabel dapat digunakan, dihubungkan erat ke penyangga logam atau ke lereng logam yang membumi dari penyangga kayu. Untuk melindungi kabel agar tidak terbakar oleh arus petir dan untuk mengontrol grounding penyangga pengikat kabel dilakukan dengan menggunakan satu isolator suspensi yang dijembatani dengan celah percikan. Efektivitas proteksi kabel semakin tinggi, semakin kecil sudut yang dibentuk oleh garis vertikal yang melewati kabel dan garis yang menghubungkan kabel dengan kawat terluar. Sudut ini disebut sudut pelindung, dengan nilai di dalamnya

Zona proteksi dua penangkal petir kabel yang tingginya lebih dari 30 m Cara pembuatan zona proteksi dalam hal ini sama dengan penangkal petir kabel yang tingginya sampai dengan 30 m, namun pada jarak dari atas zona tersebut adalah dipotong dengan cara yang sama seperti penangkal petir kabel tunggal. Lebar zona pelindung, tidak termasuk kerusakan langsung pada kabel pada tingkat ketinggian suspensinya, ditentukan oleh hubungan:

Ketergantungan ini berlaku untuk ketinggian suspensi kabel 30 m ke bawah.

Apakah Anda membutuhkan penangkal petir? Pertanyaan ini ditanyakan oleh lebih dari satu pemilik rumah pribadi, karena sambaran petir dapat menyebabkan kegagalan semua peralatan rumah tangga atau, lebih buruk lagi, kebakaran. Jika rumah terletak di desa atau kota yang dikelilingi oleh jenisnya sendiri, maka tidak diperlukan penangkal petir. Sebaliknya, hal itu bisa menarik pelepasan listrik. Jika rumah berdiri sendiri di ladang atau di sebidang tanah yang luas, menjulang di atas bukit, dan iklim di musim panas panas dan kering, disertai badai petir yang sering terjadi, maka penangkal petir sangat diperlukan.

Perangkat penangkal petir

Penangkal petir pertama dirancang oleh Benjamin Franklin, yang tidak hanya menjadi Presiden Amerika, tetapi juga seorang penemu. Sejak itu, desain perangkat ini tidak banyak berubah, karena mampu mengatasi tugasnya dengan baik. Penangkal petir terdiri dari tiga bagian yang saling terhubung.

Penangkal petir- elemen yang paling mencolok, yaitu batang panjang yang terbuat dari aluminium, tembaga, baja atau logam konduktif tinggi lainnya. Itu dipasang atau di luarnya sedemikian rupa sehingga titik atasnya naik di atas atap. Ketebalan penangkal petir tergantung pada logamnya, untuk baja 50 mm persegi, untuk tembaga – 35 mm persegi. Desain juga dimungkinkan dalam bentuk kabel yang direntangkan di atas punggung bukit sepanjang keseluruhannya, dianggap lebih aman. Baik kabel maupun pin harus ditopang oleh penyangga kayu. Atap metal tanpa pelindung lapisan polimer sendiri dapat berfungsi sebagai penangkal petir, tetapi dalam hal ini harus diisolasi dengan baik dari dalam. Penataan atap seperti itu dibahas pada tahap desain, karena bahan dengan ketebalan yang cukup dipilih, dan desain itu sendiri memiliki sejumlah fitur.
Oleh konduktor bawah muatan petir masuk ke dalam tanah. Pada dasarnya, ini adalah kawat yang menghubungkan penangkal petir ke elektroda ground. Ketebalannya tergantung bahan dan panjangnya, karena harus mampu menahan beban 200 ribu ampere dalam waktu singkat. Paling cocok kawat tembaga dengan penampang minimal 6 mm persegi.
Elektroda pembumian– rangkaian yang melaluinya tegangan pelepasan ditransmisikan ke tanah. Biasanya terbuat dari batang tembaga atau baja, yang diameternya tergantung panjangnya, tertanam di tanah. Anda tidak boleh menggunakan pipa air atau komunikasi lain atau ground loop dari kabel listrik rumah itu sendiri sebagai konduktor ground untuk penangkal petir.

Penangkal petir DIY

Sebelum memasang penangkal petir, Anda perlu memutuskan lokasinya - apakah itu atap rumah atau platform di lokasi. Terpisah struktur berdiri akan membutuhkan aliran yang lebih tinggi material, namun bila dipasang di perbatasan petak tanah, dapat melindungi dua rumah tangga atau lebih. Penangkal petir seperti itu harus melebihi titik tertinggi atap sebanyak 2 meter.

Penangkal petir dipasang pada menara, yang dapat dibuat dari pipa dengan diameter yang sesuai. Konduktor arus akan lewat di dalamnya, sehingga bahan pipa harus berfungsi sebagai isolator, batang tembaga, baja atau aluminium dipasang di bagian atas dengan klem. Konduktor arus dilas ke penerima.

Kawat di area yang tidak dilindungi oleh pipa dapat disembunyikan dalam gelombang untuk melindunginya dari korosi. Menara ini digali ke dalam tanah hingga kedalaman 2 meter, selain itu dapat diamankan dengan penyangga yang dipasang pada penjepit.

Jika penangkal petir terletak di atas atap, maka penangkal petir harus berada di atas titik puncaknya 30 cm, dalam hal ini penghantar arus diletakkan agar tidak lewat di dekat jendela atau pintu, ke tempat terdekat. struktur logam(tangga, saluran air) harus berukuran minimal 30 cm, kabel tidak boleh memiliki tikungan tajam atau sudut siku-siku, karena di tempat ini kemungkinan besar terjadi pelepasan percikan. Itu melekat pada dinding dengan klem plastik dan pasak.

Anda harus memilih lokasi landasan dengan mempertimbangkan fakta bahwa pintu masuk terdekat ke rumah atau bangunan lain harus berjarak minimal 3 meter, dan setidaknya satu meter dari dinding. Di tempat ini digali parit sepanjang 3 meter dan kedalaman 1-1,5 meter. Pada ujungnya, batang tembaga dengan penampang persegi 50 mm ditancapkan hingga kedalaman 2 meter. atau baja dengan penampang persegi 80 mm. (penguat yang tidak dicat cocok), sambungkan dengan mengelas batang dari bahan yang sama. Kawat konduktor bawah dilas ke sirkuit dan parit ditutup kembali dengan tanah.

Mendirikan penangkal petir di lokasi atau di atap akan membutuhkan waktu, keterampilan pengelasan, dan biaya material. Namun, kerugian yang dapat terjadi dalam sepersekian detik ketika petir menyambar sebuah rumah jauh lebih serius.

Perlu diingat bahwa penangkal petir yang dirancang dan dipasang dengan benar hanya akan efektif jika RCD dan pembatas tegangan dipasang di dalam rumah.