Молния оказывает следующее воздействие:
первичное - прямой удар. Это наиболее опасное воздействие. Температура в канале молнии - до 30000°С; ударная волна. Результаты - пожары, взрывы, разрушения;
вторичное - электростатическая и электромагнитная индукция. Искрение, разряды в воздушных промежутках между металлическими конструкциями и коммуникациями. Пожары, взрывы;
занос высоких потенциалов внутрь зданий по надземным, наземным, подземным металлическим коммуникациям. Пожары, взрывы, поражение электрическим током.
Нормативный документ - РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений».
Защита объектов от прямых ударов молнии осуществляется с помощью молниеотводов. Молниеотвод состоит из трех частей: молниеприемника, непосредственно воспринимающего удар молнии, токоотвода (спуска), соединяющего молниеприемник с заземлителем, и заземлителя, через который ток молнии стекает в землю.
По типу молниеприемников молниеотводы делятся на стержневые, тросовые и сеточные, а по количеству - на одиночные, двойные и многократные.
Стержневые и тросовые молниеотводы имеют зону защиты - пространство, в пределах которого с достаточной степенью надежности обеспечивается защита объекта от прямых ударов молнии. Различают зону типа А, имеющую степень защиты 99,5%, и типа Б (95%). Зона А имеет размеры меньшие, чем зона Б. Конфигурацию и размеры зон защиты определяют по формулам, приведенным в РД 34.21.122-87. Там же содержатся и требования к молниеотводам и их элементам.
Защита от вторичных воздействий молнии и заноса высокого потенциала осуществляется следующим образом:
металлические корпуса всего оборудования в здании присоединяют к заземляющему устройству электроустановки;
внутри здания между трубопроводами и другими протяженными металлоконструкциями в местах их сближения на расстояние менее 1 м приваривают металлические перемычки через каждые 30 м;
металлические коммуникации на вводе в здание присоединяют к заземлителю молниеотвода;
воздушные линии электропередачи, телефона, радио вводятся в здание только кабелем длиной не менее 50 м с металлической оболочкой или броней, которые соединяют с заземлителем электроустановки.
РД предусматривает три категории молниезащиты: I, II, III. Категории различаются между собой набором опасных факторов, от которых обеспечивается защита, а также типами и конструкцией молниеотводов.
Наибольшую степень защиты обеспечивает категория I. Она предусматривает только отдельно стоящие стержневые или тросовые молниеотводы, расстояния от которых до защищаемого объекта и его металлических коммуникаций как по земле, так и по воздуху нормируются. Обеспечивается защита от всех воздействий молнии.
II категория допускает применение стержневых и тросовых молниеотводов, как отдельно стоящих (при этом расстояния от молниеотвода до объекта не нормируются), так и установленных на самом объекте. Допускается также в качестве молниеприемника использовать металлическую кровлю или металлическую сетку, уложенную на неметаллическую кровлю. Обеспечивается защита от всех воздействий молнии.
III категория предусматривает те же молниеотводы, что и II категория, однако обеспечивается защита только от прямых ударов и заноса потенциала по наземным и надземным коммуникациям для зданий и только от прямых ударов для наружных установок.
Категория молниезащиты и тип зоны выбираются в соответствии с РД в зависимости от назначения объекта, класса взрыво- или пожароопасной зоны, места его расположения и ожидаемого количества N его поражений в год.
Для объектов прямоугольной формы, не имеющих молниезащиты,
N = [(A+6h)(B+6h)-7,7h2]n* 10-3,
где А и В - длина и ширина объекта, м; h - наибольшая его высота, м; n - среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности в месте расположения объекта, которое зависит от интенсивности грозовой деятельности nг и составляет:
| nг, ч/год | 10-20 | 20-40 | 40-60 | 60-80 | 80-100 | 100 и более |
| n, 1/(км2- год) | 5,5 | 8,5 |
Здесь nг определяется по картам районирования в РД или ПУЭ. Например, для Мурманска nг = 10 ч/год, для Москвы 20 - 40 ч/год, для Курска 80 - 100 ч/год.
Здания, имеющие помещения с классами взрывоопасных зон B-I и В-II, оборудуются молниезащитой I категории с зоной защиты типа А. Здания с помещениями класса В-Iа, б, г и В-IIа должны иметь молниезащиту категории II и зоны А или Б, здания вычислительных центров - категории II, зона Б (подробнее см. РД 34.21.122-87).