Молниеотводы могут устанавливаться как вблизи защищаемых
объектов, так и на самих объектах.
Отдельно стоящие молниеотводы делаются из стальных труб, если их высота не превосходит 20 м, или в виде решетчатых металлических конструкций при высоте более 20 м. Однако более дешевыми являются молниеотводы, выполненные на железобетонных или (при высоте до 20 м) деревянных опорах. Металлическая арматура железобетонных опор используется в качестве токоотводов, по деревянным опорам прокладывается специальный токоотводящий спуск к заземлителю. Молниеотводы рекомендуется выполнять в виде свободно стоящих конструкций без растяжек.
Если молниеотвод устанавливается, например, на здании, то он защищает от поражения молнией крышу здания и расположенные на ней детали (трубы, башни, скульптурные украшения и т. п.). От молниеприемника по наружной поверхности стен здания прокладываются токоотводящие спуски к заземлителю.
Если здание имеет железную крышу то, естественно, установка специального молниеприемника не требуется. Его роль выполняет железная крыша, которую следует надежно заземлить по крайней мере двумя токоотводящими спусками. При длине здания свыше 20 м через каждые 20 м должны быть устроены дополнительные токоотводящие спуски к заземлителю. Все находящиеся на крыше здания выступающие детали снабжаются, отдельными молниеприемниками, надежно присоединенными к крыше. Металлические крыши башен также электрически соединяются с крышей здания. Трубы, выполненные из непроводящего материала, снабжаются молниеприемниками из стального прутка, проложенными по периметру труб на их вершинах и соединенными с крышей здания. В скульптурные фигуры приих изготовлении закладываются стальные прутки, выступающие на 20—30 см над фигурой и присоединяемые снизу к крыше, или же стальные прутки прокладываются по поверхности скульптурных фигур, если закладка их внутрь не была предусмотрена.
Если крыша здания выполнена из непроводящего материала, то можно снабдить ее молниеприемником в виде сетки из стальных прутков диаметром 8 мм с размером ячейки порядка 5х5 м2 (узлы сетки свариваются). В остальном защита осуществляется так же, как и для здания с железной крышей: дополнительные молниеприемники, установленные на выступающих частях здания, привариваются к стальной сетке на крыше, а сетка токоотводящими спусками соединяется с заземлителем.
В зданиях городского типа в качестве токоотводящих спусков могут быть использованы водопроводные и канализационные трубы, металлический каркас здания, а также арматура железобетонного каркаса здания, если при надлежащем соединении она образует сплошной путь от молниеприемника до заземлителя. В качестве дополнительных токоотводов могут быть использованы пожарные лестницы и водосточные трубы при условии надежного соединения их частей.
Дома сельского типа поражаются молнией преимущественно в дымовые трубы, коньки крыш, в края фронтонов от конька до нижнего края крыши. Если крыша неметаллическая, то в этом случае не следует на ней устраивать сетку из стальных прутков. Достаточно проложить стальной пруток в местах наиболее вероятного поражения молнией, т.е. по коньку крыши и по краям фронтонов, и соединить его с заземлителем двумя токоотводящими спусками; на вершине дымовой трубы также следует проложить стальной пруток (или установить стержень, возвышающийся над трубой на 20—50 см) и соединить его с молниезащитным устройством.
Все элементы молниезащитного устройства должны иметь достаточное сечение, чтобы не происходило под действием тока молнии их чрезмерного нагревания или даже расплавления. Молниеприемники должны иметь сечение не менее 50 мм2 (диаметр стального прутка 8 мм). Токоотводящие спуски, в том случае, если по ним протекает весь ток молнии, также должны быть выполнены из стали сечением не менее 50 мм2. Если же имеется несколько токоотводов, соединенных параллельно, и по каждому из них может протекать лишь часть тока молнии, то сечение может быть уменьшено до 25—35 мм2.
Токоотводящие спуски следует прокладывать от молниеприемника к заземлителю по кратчайшим путям. На всем своем протяжении токоотводы не должны образовывать петель или острых углов. В противном случае при ударах молнии будут возможны пробои между разными точками токоотводов, а также обрывы токоотводящих спусков под действием электродинамических сил, возникающих при прохождении по ним тока молнии (рис. 9 и 10).
Соединение частей молниезащитного устройства (частей токоотводов между собой, токоотводов с молниеприемниками и заземлителями) лучше всего производить с помощью сварки. Могут применяться также болтовые соединения и заклепки. Во всех случаях площадь контакта между соединяемыми деталями должна быть не меньше удвоенного сечения этих деталей.
Рис. 9. Неправильная прокладка токоотводящих спусков.
а -при b <0,1 l возможен пробой между точками 1 и 2; б – возможен обрыв токоотвода под воздействием электродинамических сил (показаны стрелками)
Токоотводы крепятся к несущей конструкции (опоре) молниеотвода или к стене здания через каждые 1,5—2 м. Токоотвод, имеющий надлежащее сечение, может соприкасаться со стеной деревянного дома или с деревянной опорой молниеотвода.
Рис. 10. Правильная прокладка токоотводящих спусков.
Для предохранения от коррозии молниеприемники и токоотводы должны быть покрашены или оцинкованы. Применение в качестве токоотводов многопроволочных стальных тросов по условиям коррозии не рекомендуется, если же они и используются, то только в оцинкованном виде.
