Points d’article
- Principes de base de la construction de la protection contre la foudre
- Installation d’un paratonnerre
- Dispositif de protection contre la foudre à fil caténaire
- Conducteurs descendants et boucle de terre
Pour protéger les équipements électriques et éviter les situations dangereuses d’incendie, il est recommandé de protéger les bâtiments et les équipements avec des systèmes de protection contre la foudre. Les services d’équipes spécialisées étant assez coûteux, il y a une volonté de tout faire soi-même. Dans cet article, nous vous expliquerons comment réaliser une protection complète contre la foudre.
Dans les régions aux conditions climatiques difficiles, où la foudre au sol est fréquente, les systèmes de protection contre la foudre deviennent une condition préalable à la sécurité. Il y a 6 à 10 coups de foudre par km en Russie chaque année2. Et bien que la plupart des régions puissent être conditionnellement considérées comme résistantes à la foudre, les dommages causés par un éventuel choc ne sont en aucun cas comparables au coût des dispositifs de protection de base. Les bâtiments qui s’élèvent au-dessus de la zone environnante sont les plus exposés. La présence d’une protection contre la foudre est, bien entendu, obligatoire pour les bâtiments d’une hauteur supérieure à 20 m, les objets à haut risque d’explosion, tels que les stations-service et les chaufferies, les entrepôts avec des matériaux inflammables. D’autres objets nécessitent une approche individuelle de l’organisation de la protection contre la foudre.
Un paratonnerre est un dispositif qui sert à protéger les bâtiments et les structures des coups de foudre. En règle générale, il se compose d’un paratonnerre (paratonnerre), d’un conducteur de descente et d’une boucle de masse. Populairement, cet appareil est souvent appelé un paratonnerre..
Principes de base de la construction de la protection contre la foudre
Au sens large, un dispositif de protection contre la foudre est un conducteur dominant un objet ou un territoire protégé. Sa tâche est de prendre un coup de foudre sur lui-même et de le conduire au sol, où il sera distribué le long du sol à travers la boucle de terre.
À l’aide d’un paratonnerre: 1 – paratonnerre; 2 – aire protégée; 3 – conducteur de descente; 4 – boucle de masse
Un paratonnerre protège non seulement la zone directement en dessous de lui-même, mais également la zone d’une certaine taille qui l’entoure. La zone de protection a la forme d’un cône avec un sommet à 85% de la hauteur du paratonnerre. Le rayon de base est lié à la hauteur du cône 1: 1,73.
Si le paratonnerre est installé à l’angle d’un bâtiment avec une distance de coin opposé de 5 m et une hauteur de 3 m, la hauteur de la flèche sera d’environ 8,7 m plus la hauteur du bâtiment lui-même. La zone de protection d’un paratonnerre en fil caténaire étiré horizontalement est également calculée. Cependant, dans ce cas, l’espace de sécurité est défini par un triangle qui représente 85% de la distance entre le sol et le bas de l’affaissement du câble. La largeur de la zone de protection se réfère à la hauteur de la suspension du câble comme 1: 1,67.
La section transversale du paratonnerre et des conducteurs de descente pour les systèmes de protection contre la foudre jusqu’à 50 m de hauteur doit être d’au moins 80 mm2. Les principaux matériaux dans la fabrication des éléments du système sont:
- Tuyau galvanisé d’un diamètre de 25 mm.
- Renfort lisse à partir de 12 mm.
- Bande d’acier 40×4 mm.
- Câble en acier de 14 mm d’épaisseur.
En plus de la conductivité des conducteurs, il existe également une exigence de résistance élevée aux charges de vent. Pour cette raison, les flèches des paratonnerres sont en coupe avec une expansion successive du tuyau dans les étages inférieurs, et des entretoises de câble sur le faîte des toits assurent une fixation intermédiaire..
Installation d’un paratonnerre
Il existe plusieurs options pour fabriquer un cabestan de protection contre la foudre et plusieurs méthodes pour sa fixation stable. Les flèches les plus courantes sont attachées aux pignons, aux murs et aux coins des bâtiments; des paratonnerres autoportants sont également utilisés..
Pour faciliter l’installation, seul le niveau supérieur de la flèche est en matériau solide, les niveaux inférieurs en expansion sont constitués d’un tuyau. La longueur de la palangre est déterminée par la résistance du matériau à la flexion sous l’influence du vent ouragan. En moyenne, les restrictions sur la longueur des segments pour différents matériaux sont les suivantes:
- Tuyau 25 mm – pas plus de 5,5 m.
- Tuyau 32 mm – pas plus de 8 m.
- Tuyau 40 mm – pas plus de 11,5 m.
Dans ce cas, la longueur de l’extrémité non sécurisée de la flèche ne peut être supérieure à 14 m, quel que soit le matériau de fabrication. Pour maintenir des paratonnerres élevés, un système de trois câbles d’une épaisseur de 3,5 mm ou plus peut être utilisé, qui sont étirés et fixés à la flèche en dessous de la hauteur fonctionnelle du paratonnerre (moins de 85% de la longueur totale) et des béquilles en acier d’angle enfoncées dans le sol..
Les segments de paratonnerre sont reliés par des brides boulonnées. L’épaisseur de la partie filetée et le nombre de boulons doivent être sélectionnés sur la base du principe que la section transversale totale des éléments de raccordement ne peut pas être inférieure à 1,4 du profil du tuyau. Il est également possible d’assembler par soudage avec l’imposition d’une bande de renfort en bande d’acier.
Si le paratonnerre est installé sur une fondation solide (chape, dalles, asphalte), pour fixer la fondation, il suffit d’enfoncer un tuyau d’un diamètre inférieur à la base du paratonnerre dans le sol sous le revêtement à une profondeur d’au moins 15% de la hauteur de la flèche. Au-dessus du sol, il reste 50 à 70 cm de tuyaux, un paratonnerre avec des éléments de support soudés à l’extrémité est posé dessus. Si le paratonnerre est installé sur un sol nu, il est nécessaire de couler un socle en béton à une profondeur d’au moins 5 à 7% de la hauteur du paratonnerre et pesant au moins 35 kg pour chaque mètre de hauteur de la flèche.
Dispositif de protection contre la foudre à fil caténaire
Pour les grands bâtiments, la protection par fil caténaire est plus intéressante qu’un paratonnerre. Il se présente sous la forme de deux piliers robustes fixés aux pignons du toit et faisant saillie au-dessus du faîte à une hauteur suffisante pour que le profilé de toit s’insère dans la zone de protection. Un câble d’une épaisseur de:
- 12 mm de longueur jusqu’à 20 m.
- 14 mm jusqu’à 35 m de longueur.
- 16 mm de longueur jusqu’à 50 m.
Pour une tension maximale, les crémaillères doivent avoir des entretoises fixées rigidement à la crête et le câble doit avoir des attaches à vis. La présence de câbles de plus de 15 m n’est pas souhaitable, il est donc recommandé d’installer des supports supplémentaires avec un anneau métallique à l’extrémité dans laquelle le câble est passé.
S’il n’est pas possible de fixer solidement les poteaux extrêmes, les extrémités du câble sont abaissées du toit et fixées aux structures stationnaires. Par conséquent, les piliers de toit ne sont soumis qu’à des charges axiales..
Au lieu d’un câble métallique, un fil d’acier galvanisé peut être utilisé; cette option est plus acceptable d’un point de vue économique et est utilisée dans la protection contre la foudre en fil caténaire à boucle. La structure se compose d’un fil tendu à faible hauteur (pas moins de 35-40 cm) le long des lignes des surplombs de pignon, de la crête, des vallées et des corniches.
Les éléments de protection des câbles sont connectés par soudage, la section de couture est au moins trois fois supérieure à la section nominale des parties conductrices. Les câbles sont connectés aux bornes et aux conducteurs de descente avec des pinces boulonnées à raison de 2 pièces par point de connexion. L’extension du câble n’est possible que par la méthode de pliage avec une longueur de chevauchement d’au moins 1,5 m.
Conducteurs descendants et boucle de terre
Pour répandre le courant sur le sol, une boucle de terre profonde est utilisée, reliée au système de protection contre la foudre par un conducteur de descente. Il s’agit généralement d’une bande d’acier de 40×4 mm ou d’un fil laminé à chaud de 14 mm. Il est important que la résistance entre le point extrême du système de protection contre la foudre et le point d’entrée dans le sol ne dépasse pas 2-4 ohms.
Le système de mise à la terre est représenté par trois électrodes en acier d’angle avec une tablette de 50 mm, enfoncées dans le sol d’au moins 2,5 mètres et à une distance d’au moins 2 mètres l’une de l’autre. Les électrodes sont immergées par la méthode du choc, les queues sont échaudées avec une bande d’acier de 40×4 mm. Habituellement, les queues et le harnais sont cachés dans une tranchée de 30 à 40 cm de profondeur.
Il ne sera pas superflu de tester un circuit fabriqué par vous-même par un laboratoire électrique pour vérifier l’efficacité de la propagation du courant sur les électrodes de masse principales. Si la résistance à l’étalement dépasse les valeurs standard, des électrodes supplémentaires devront être martelées.
Je suis vraiment intéressé par la protection contre la foudre et j’aimerais savoir quelles sont les meilleures mesures à prendre. Est-ce qu’il existe des conseils professionnels que vous pourriez me donner pour me protéger contre les effets néfastes de la foudre à la maison ? J’apprécierais vraiment votre aide et vos recommandations éclairées. Merci d’avance !