Αντικεραυνική προστασία καλωδίων

Η κύρια εργασία μπορεί να διατυπωθεί. Αυτό γίνεται, πρώτον, για την προστασία του δικτύου από καταιγίδες (κυρίως ατμοσφαιρικές ηλεκτρικές εκκενώσεις) και, δεύτερον, για να γίνει αυτό χωρίς να βλάψει τα υπάρχοντα ηλεκτρικά καλώδια (και τους καταναλωτές που είναι συνδεδεμένοι σε αυτό). Σε αυτή την περίπτωση, είναι συχνά απαραίτητο να λυθεί το πρόβλημα «παράπλευρης» φέρνοντας τις συσκευές γείωσης και εξισορρόπησης δυναμικού σε κανονική κατάσταση σε ένα πραγματικό δίκτυο διανομής.

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ

Αν μιλάμε για έγγραφα, τότε η αντικεραυνική προστασία πρέπει να συμμορφώνεται με το RD 34.21.122-87 "Οδηγίες για τη συσκευή αντικεραυνικής προστασίας κτιρίων και κατασκευών" και GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 5052002.

Ιδού οι προϋποθέσεις:

1. Άμεση αστραπή — άμεση επαφή του αλεξικέραυνου με ένα κτίριο ή κατασκευή, συνοδευόμενη από τη ροή του κεραυνού μέσα από αυτό.
2. Η δευτερεύουσα εκδήλωση του κεραυνού είναι η επαγωγή δυναμικών σε μεταλλικά δομικά στοιχεία, εξοπλισμό, σε ανοιχτά μεταλλικά κυκλώματα που προκαλούνται από κοντινές εκκενώσεις κεραυνών και δημιουργούν κίνδυνο σπινθήρων στο προστατευμένο αντικείμενο.
3. Μετατόπιση υψηλού δυναμικού είναι η μεταφορά ηλεκτρικού δυναμικού στο προστατευμένο κτίριο ή κατασκευή κατά μήκος εκτεταμένων μεταλλικών επικοινωνιών (υπόγειοι και επίγειοι αγωγοί, καλώδια κ.λπ.), που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια άμεσων και κλειστών κεραυνών και δημιουργούν κίνδυνο σπινθήρων στο προστατευμένο αντικείμενο. .

Είναι δύσκολο και δαπανηρό να προστατευτείτε από άμεσο κεραυνό. Ένα αλεξικέραυνο δεν μπορεί να τοποθετηθεί πάνω από κάθε καλώδιο (αν και μπορείτε να μεταβείτε εντελώς σε οπτικές ίνες με ένα μη μεταλλικό καλώδιο στήριξης). Μπορούμε μόνο να ελπίζουμε στην αμελητέα πιθανότητα ενός τέτοιου δυσάρεστου γεγονότος. Και αντέξτε την πιθανότητα εξάτμισης του καλωδίου και πλήρους καύσης του τερματικού εξοπλισμού (μαζί με τις προστασίες).

Από την άλλη πλευρά, μια προκατάληψη υψηλού δυναμικού δεν είναι πολύ επικίνδυνη, φυσικά, για ένα κτίριο κατοικιών, όχι για μια αποθήκη σκόνης. Στην πραγματικότητα, η διάρκεια του παλμού που προκαλείται από κεραυνό είναι πολύ μικρότερη από ένα δευτερόλεπτο (60 χιλιοστά του δευτερολέπτου ή 0,06 δευτερόλεπτα λαμβάνονται συνήθως ως δοκιμή). Η διατομή των συρμάτων συνεστραμμένου ζεύγους είναι 0,4 mm. Κατά συνέπεια, θα απαιτηθεί πολύ μεγάλη τάση για την εισαγωγή υψηλής ενέργειας. Αυτό, δυστυχώς, συμβαίνει — ακριβώς όπως είναι απολύτως δυνατό ένας άμεσος κεραυνός να χτυπήσει τη στέγη ενός σπιτιού.

Δεν είναι ρεαλιστικό να βλάψετε ένα τυπικό τροφοδοτικό με μια σύντομη ακίδα υψηλής τάσης. Ο μετασχηματιστής απλώς δεν τον αφήνει να βγει από την κύρια περιέλιξη. Και ο μετατροπέας παλμών έχει αρκετή προστασία.

Ένα παράδειγμα είναι η ηλεκτρική καλωδίωση σε αγροτικές περιοχές - όπου τα καλώδια φτάνουν στο κτίριο μέσω του αέρα και, φυσικά, υπόκεινται σε σημαντική διακοπή κατά τη διάρκεια καταιγίδων. Κανονικά δεν παρέχεται ειδική προστασία (εκτός από ασφάλειες ή κενά σπινθήρα).Όμως οι περιπτώσεις αστοχίας ηλεκτρικών συσκευών δεν είναι πολύ συχνές (αν και συμβαίνουν συχνότερα από ό,τι στην πόλη).

Σύστημα ισοπέδωσης δυναμικού.

Έτσι, ο μεγαλύτερος πρακτικός κίνδυνος είναι οι δευτερογενείς εκδηλώσεις κεραυνού (με άλλα λόγια, pickups). Στην περίπτωση αυτή, οι εντυπωσιακοί παράγοντες θα είναι:

• η εμφάνιση μεγάλης διαφοράς δυναμικού μεταξύ των αγώγιμων τμημάτων του δικτύου.
• επαγωγή υψηλής τάσης σε μακριά καλώδια (καλώδια)

Η προστασία από αυτούς τους παράγοντες είναι αντίστοιχα:

• εξίσωση των δυναμικών όλων των αγώγιμων μερών (στην απλούστερη περίπτωση — σύνδεση σε ένα σημείο) και χαμηλή αντίσταση του βρόχου γείωσης.
• θωράκιση θωρακισμένων καλωδίων.

Ας ξεκινήσουμε με μια περιγραφή του πιθανού συστήματος ισοπέδωσης - από αυτή τη βάση, χωρίς την οποία η χρήση οποιωνδήποτε προστατευτικών συσκευών δεν θα δώσει θετικό αποτέλεσμα.

7.1.87. Στην είσοδο του κτιρίου, πρέπει να πραγματοποιηθεί ένα σύστημα ισοδυναμικής συγκόλλησης συνδυάζοντας τα ακόλουθα αγώγιμα μέρη:

• κύριος (κορμός) προστατευτικός αγωγός;
• κύριο καλώδιο γείωσης (κορμός) ή κύριος σφιγκτήρας γείωσης.
• χαλύβδινοι σωλήνες επικοινωνιών κτιρίων και μεταξύ κτιρίων.
• μεταλλικά μέρη κτιριακών κατασκευών, αντικεραυνική προστασία, συστήματα κεντρικής θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού. Τέτοια αγώγιμα μέρη πρέπει να συνδέονται μεταξύ τους στην είσοδο του κτιρίου.
• Συνιστάται η επανάληψη πρόσθετων συστημάτων ισοδυναμικής σύνδεσης κατά τη μεταφορά ισχύος.

7.1.88.Όλα τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη των σταθερών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, τα αγώγιμα μέρη τρίτων και οι ουδέτεροι προστατευτικοί αγωγοί όλου του ηλεκτρικού εξοπλισμού (συμπεριλαμβανομένων των πριζών) πρέπει να συνδέονται στο πρόσθετο σύστημα εξισορρόπησης δυναμικού...

Σχηματική γείωση θωράκισης καλωδίου, αντικεραυνική προστασία και ενεργός εξοπλισμός σύμφωνα νέα έκδοση του PUE πρέπει να γίνει ως εξής:

Γείωση σήτων καλωδίων, αλεξικέραυνων και ενεργού εξοπλισμού σύμφωνα με τη νέα έκδοση PUE

Ενώ η παλιά έκδοση προέβλεπε το ακόλουθο σχήμα:

Γείωση ασπίδων καλωδίων, αλεξικέραυνων και ενεργού εξοπλισμού στην παλιά έκδοση του PUE

Οι διαφορές, παρ' όλη την εξωτερική τους ασημαντότητα, είναι αρκετά θεμελιώδεις. Για παράδειγμα, για αποτελεσματική αντικεραυνική προστασία ενεργού εξοπλισμού, είναι επιθυμητό όλα τα δυναμικά να ταλαντώνονται γύρω από ένα μόνο «γείωση» (επίσης, με χαμηλή αντίσταση γείωσης).

Δυστυχώς, πολύ λίγα κτίρια κατασκευάζονται στη Ρωσία σύμφωνα με ένα νέο, πιο αποτελεσματικό PUE. Και μπορούμε να πούμε κατηγορηματικά - δεν υπάρχει «γη» στα σπίτια μας.

Τι να κάνετε σε αυτή την περίπτωση; Υπάρχουν δύο επιλογές — να επανασχεδιάσεις ολόκληρο το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι (μια μη ρεαλιστική επιλογή) ή να χρησιμοποιήσεις ό,τι είναι εύλογα διαθέσιμο (αλλά ταυτόχρονα να θυμάσαι σε τι πρέπει να στοχεύεις).

Γείωση καλωδίων και εξοπλισμού.

Η γείωση του ενεργού εξοπλισμού είναι συνήθως εύκολη. Εάν πρόκειται για βιομηχανική σειρά, τότε μάλλον υπάρχει ένα ειδικό τερματικό για αυτό. Είναι χειρότερο με τα φθηνά μοντέλα επιτραπέζιου υπολογιστή — απλά δεν έχουν την έννοια του "γείωσης" (και επομένως τίποτα για τη γείωση). Και ο μεγαλύτερος κίνδυνος ζημιάς αντισταθμίζεται πλήρως από τη χαμηλότερη τιμή.

Το θέμα της καλωδιακής υποδομής είναι πολύ πιο περίπλοκο.Το μόνο στοιχείο καλωδίου που μπορεί να γειωθεί χωρίς να χάσει το χρήσιμο σήμα είναι η θωράκιση. Είναι σκόπιμο να χρησιμοποιείτε τέτοια καλώδια για την τοποθέτηση «οπών εξαερισμού»; Σε απάντηση, θα ήθελα απλώς να παραθέσω ένα μεγάλο απόσπασμα:

Το 1995, ένα ανεξάρτητο εργαστήριο πραγματοποίησε μια σειρά συγκριτικών δοκιμών θωρακισμένων και μη θωρακισμένων καλωδιακών συστημάτων. Παρόμοιες δοκιμές πραγματοποιήθηκαν το φθινόπωρο του 1997. Ένα ελεγχόμενο τμήμα καλωδίου μήκους 10 μέτρων τοποθετήθηκε σε θάλαμο απορρόφησης ηχούς προστατευμένο από εξωτερικές διαταραχές. Το ένα άκρο της γραμμής ήταν συνδεδεμένο σε έναν διανομέα δικτύου 100Base-T και το άλλο σε έναν προσαρμογέα δικτύου υπολογιστή. Το τμήμα ελέγχου του καλωδίου εκτέθηκε σε παρεμβολές με την ένταση πεδίου 3 V / m και 10 V / m στην περιοχή συχνοτήτων από 30 MHz έως 200 MHz. Επιτεύχθηκαν δύο σημαντικά αποτελέσματα.

Πρώτον, το επίπεδο παρεμβολής σε ένα μη θωρακισμένο καλώδιο κατηγορίας 5 αποδεικνύεται ότι είναι 5-10 φορές υψηλότερο από ό,τι σε ένα θωρακισμένο καλώδιο με τάση πεδίου ραδιοσυχνοτήτων 3 V / m. Δεύτερον, απουσία κίνησης δικτύου, ο συγκεντρωτής δικτύου που εκτελείται σε μη θωρακισμένο καλώδιο δείχνει περισσότερο από 80% φορτίο δικτύου σε ορισμένες συχνότητες. Η ισχύς σήματος του πρωτοκόλλου 100Base-T πάνω από τα 60 MHz είναι πολύ χαμηλή, αλλά πολύ σημαντική για την ανάκτηση κυματομορφής. Ωστόσο, ακόμη και με παρεμβολές πάνω από 100 MHz, το μη θωρακισμένο σύστημα απέτυχε στη δοκιμή. Παράλληλα, σημειώθηκε μείωση της ταχύτητας μετάδοσης δεδομένων κατά δύο τάξεις μεγέθους.

Τα θωρακισμένα καλωδιακά συστήματα έχουν περάσει όλες τις δοκιμές, αλλά η αποτελεσματική γείωση είναι απαραίτητη για την επιτυχή λειτουργία τους.

Εδώ πρέπει να σημειωθεί ένα σημαντικό σημείο.Στο παραδοσιακό SCS, η γείωση γίνεται σε όλο το μήκος της γραμμής—συνεχώς από τη μια θύρα ενεργού εξοπλισμού στην άλλη (αν και θεωρητικά η γείωση θα πρέπει να παρέχεται σε ένα μόνο σημείο). Είναι εξαιρετικά δύσκολο να γειωθεί σωστά ένα μεγάλο κατανεμημένο δίκτυο και οι περισσότεροι εγκαταστάτες γενικά δεν χρησιμοποιούν θωρακισμένα καλώδια.

Στα «οικιακά» δίκτυα δεν πρέπει να μιλάμε για γείωση του δικτύου, αλλά για γείωση μεμονωμένων γραμμών. Αυτά τα. Μπορείτε να σκεφτείτε κάθε μεμονωμένη γραμμή ως ένα μη θωρακισμένο συνεστραμμένο ζεύγος τοποθετημένο σε μεταλλικό σωλήνα (εξάλλου, ο σκοπός της ασπίδας είναι να προστατεύει το τμήμα "αέρα" της γραμμής).

Αυτό απλοποιεί πολύ τα πράγματα. Ως αποτέλεσμα, η χρήση θωρακισμένου καλωδίου είναι περισσότερο από τη συνιστώμενη. Αλλά μόνο με καλή γείωση κατά την είσοδο στο κτίριο. Συνιστάται να το κάνετε και στις δύο πλευρές σύμφωνα με τον ακόλουθο κανόνα:

Γείωση της θωράκισης του καλωδίου

Από τη μία πλευρά, πραγματοποιείται «νεκρή» γείωση. Από την άλλη, μέσω γαλβανικής απομόνωσης (διάκενο σπινθήρα, πυκνωτής, διάκενο σπινθήρα). Σε περίπτωση απλής γείωσης και στις δύο πλευρές, σε κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα μεταξύ κτιρίων, μπορεί να εμφανιστούν ανεπιθύμητα ρεύματα εξισορρόπησης ή/και αδέσποτοι σφιγκτήρες.

Στην ιδανική περίπτωση, είναι σκόπιμο να γειωθεί με ξεχωριστό αγωγό αξιοπρεπούς διατομής στο υπόγειο του σπιτιού και να συνδεθεί εκεί απευθείας με το λεωφορείο ισοδυναμίας. Στην πράξη, ωστόσο, αρκεί η χρήση του πλησιέστερου προστατευτικού μηδενός.Ταυτόχρονα, η αποτελεσματικότητα της αντικεραυνικής προστασίας του δικτύου μειώνεται, αλλά όχι πολύ σημαντικά, μόνο ελαφρά (αντί στη θεωρία παρά στην πράξη) αυξάνεται η πιθανότητα βλάβης στους ηλεκτρικούς καταναλωτές στο σπίτι από το αυξημένο δυναμικό.