Kabelska zaščita pred strelo

Glavno nalogo je mogoče oblikovati. To je, prvič, za zaščito omrežja pred nevihtami (predvsem atmosferskimi električnimi razelektritvami), in drugič, da to storimo brez škode za obstoječe električne žice (in porabnike, povezane z njimi). V tem primeru je pogosto treba rešiti "kolateralni" problem spravila ozemljitvenih in potencialnih izravnalnih naprav v normalno stanje v realnem distribucijskem omrežju.

Osnovni pojmi

Če govorimo o dokumentih, mora biti zaščita pred strelo v skladu z RD 34.21.122-87 "Navodila za napravo za zaščito pred strelo zgradb in objektov" in GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 50571.20-2000.

Tukaj so pogoji:

1. Neposredni udar strele - neposreden stik strelovoda z zgradbo ali objektom, ki ga spremlja pretok strele skozi njo.
2. Sekundarna manifestacija strele je indukcija potencialov na kovinskih strukturnih elementih, opremi, v odprtih kovinskih tokokrogih, ki jih povzroča bližnja razelektritev strele in ustvarja nevarnost iskrenja v zaščitenem objektu.
3. Visokopotencialni drift je prenos električnih potencialov na varovano stavbo ali objekt po raztegnjenih kovinskih komunikacijah (podzemni in zemeljski cevovodi, kabli ipd.), ki nastanejo ob neposrednem in bližnjem udaru strele in ustvarjajo nevarnost iskrenja v varovanem objektu. .

Zaščita pred neposrednim udarom strele je zahtevna in draga. Strelovoda ni mogoče postaviti čez vsak kabel (čeprav lahko z nekovinskim nosilnim kablom povsem preidete na optična vlakna). Le upamo lahko na zanemarljivo majhno verjetnost takšnega neprijetnega dogodka. In vzdržite možnost izhlapevanja kabla in popolne izgorelosti terminalske opreme (skupaj z zaščitami).

Po drugi strani pa visokopotencialna pristranskost ni preveč nevarna, seveda za stanovanjsko stavbo, ne za skladišče prahu. Dejansko je trajanje impulza, ki ga povzroči strela, veliko krajše od sekunde (za test se običajno vzame 60 milisekund ali 0,06 sekunde). Prerez dvožilnih žic je 0,4 mm. zato bo za vnos visoke energije potrebna zelo velika napetost. To se na žalost zgodi - tako kot je povsem možno, da neposreden udar strele zadene streho hiše.

Ni realistično poškodovati tipičnega napajalnika s kratko visokonapetostno konico. Transformator ga preprosto noče izpustiti iz primarnega navitja. In impulzni pretvornik ima dovolj zaščite.

Primer je električna napeljava na podeželju – kjer kabli dosežejo zgradbo po zraku in so med nevihtami seveda izpostavljeni znatnim motnjam. Običajno ni na voljo nobene posebne zaščite (razen varovalk ali iskrišč).Toda primeri okvare električnih naprav niso zelo pogosti (čeprav se zgodijo pogosteje kot v mestu).

Sistem izravnave potencialov.

Tako so največja praktična nevarnost sekundarne manifestacije strele (z drugimi besedami, pickups). V tem primeru bodo osupljivi dejavniki:

• pojav velike potencialne razlike med prevodnimi deli omrežja;
• visokonapetostna indukcija v dolgih žicah (kablih)

Zaščita pred temi dejavniki je:

• izenačitev potencialov vseh prevodnih delov (v najpreprostejšem primeru - povezava na eni točki) in nizek upor ozemljitvene zanke;
• oklop oklopljenih kablov.

Začnimo z opisom potencialnega sistema izravnave - iz te osnove, brez katere uporaba kakršnih koli zaščitnih naprav ne bo dala pozitivnega rezultata.

7.1.87. Na vhodu v stavbo je treba izvesti sistem izenačitve potencialov s kombinacijo naslednjih prevodnih delov:

• glavni (deblo) zaščitni vodnik;
• glavna (trunk) ozemljitvena žica ali glavna ozemljitvena sponka;
• jeklene cevi za komunikacije zgradb in med stavbami;
• kovinski deli gradbenih konstrukcij, strelovodna zaščita, sistemi centralnega ogrevanja, prezračevanja in klimatizacije. Takšni prevodni deli morajo biti med seboj povezani na vhodu v stavbo.
• Priporočljivo je, da se med prenosom moči ponovijo dodatni sistemi za izenačitev potencialov.

7.1.88.Vsi izpostavljeni prevodni deli fiksnih električnih inštalacij, prevodni deli tretjih oseb in nevtralni zaščitni vodniki vse električne opreme (vključno z vtičnicami) morajo biti priključeni na dodatni sistem za izenačitev potencialov...

Shema ozemljitve oklopa kabla, strelovodne zaščite in aktivne opreme po nova izdaja PUE je treba narediti na naslednji način:

Ozemljitev kabelskih zaslonov, odvodnikov strele in aktivne opreme po novi izdaji PUE

Medtem ko je stara izdaja predvidevala naslednjo shemo:

Ozemljitev kabelskih oklopov, odvodnikov strele in aktivne opreme v stari izdaji PUE

Razlike so kljub vsej svoji zunanji nepomembnosti precej temeljne. Na primer, za učinkovito zaščito pred strelo aktivne opreme je zaželeno, da vsi potenciali nihajo okoli ene same "ozemljitve" (tudi z nizko ozemljitveno upornostjo).

Žal je v Rusiji zgrajenih premalo zgradb po novem, učinkovitejšem PUE. In lahko trdno rečemo - v naših hišah ni "zemlje".

Kaj storiti v tem primeru? Obstajata dve možnosti - preoblikovati celotno elektroenergetsko omrežje doma (nerealna možnost) ali uporabiti tisto, kar je razumno na voljo (a hkrati ne pozabite, čemu si prizadevati).

Ozemljitev kablov in opreme.

Ozemljitev aktivne opreme je običajno enostavna. Če gre za industrijsko serijo, potem verjetno obstaja namenski terminal za to. Huje je s poceni namiznimi modeli — preprosto nimajo koncepta "zemljitve" (in zato nimajo ničesar za ozemljitev). In večja nevarnost škode je v celoti kompenzirana z nižjo ceno.

Veliko bolj kompleksno je vprašanje kabelske infrastrukture.Edini element kabla, ki ga je mogoče ozemljiti brez izgube uporabnega signala, je oklop. Ali je priporočljivo uporabiti takšne kable za polaganje "zračnikov"? Kot odgovor bi rad citiral le dolg citat:

Leta 1995 je neodvisni laboratorij izvedel vrsto primerjalnih testov oklopljenih in neoklopljenih kabelskih sistemov. Podobni testi so bili opravljeni jeseni 1997. Kontroliran odsek kabla v dolžini 10 metrov je bil položen v komoro za absorpcijo odmeva, zaščiteno pred zunanjimi motnjami. En konec linije je bil povezan z omrežnim zvezdiščem 100Base-T, drugi pa z omrežnim adapterjem za osebni računalnik. Krmilni del kabla je bil izpostavljen motnjam s poljsko jakostjo 3 V/m in 10 V/m v frekvenčnem območju od 30 MHz do 200 MHz. Dobljena sta bila dva pomembna rezultata.

Prvič, stopnja motenj v nezaščitenem kablu kategorije 5 se izkaže za 5-10-krat višja kot v oklopljenem kablu z napetostjo RF polja 3 V / m. Drugič, v odsotnosti omrežnega prometa omrežni koncentrator, izveden na neoklopljenem kablu, pokaže več kot 80-odstotno obremenitev omrežja pri nekaterih frekvencah. Moč signala protokola 100Base-T nad 60 MHz je zelo nizka, a zelo pomembna za obnovitev valovne oblike.Vendar tudi pri motnjah nad 100 MHz nezaščiten sistem ni opravil testa. Hkrati je bilo ugotovljeno zmanjšanje hitrosti prenosa podatkov za dva reda velikosti.

Oklopljeni kabelski sistemi so prestali vse preizkuse, vendar je za njihovo uspešno delovanje bistvena učinkovita ozemljitev.

Tukaj je treba opozoriti na pomembno točko.Pri tradicionalnih SCS je ozemljitev izvedena vzdolž celotne dolžine linije - neprekinjeno od enega do drugega priključka aktivne opreme (čeprav bi moralo biti v teoriji ozemljitev zagotovljena na eni točki). Zelo težko je pravilno ozemljiti veliko porazdeljeno omrežje in večina inštalaterjev na splošno ne uporablja oklopljenih kablov.

V "domačih" omrežjih ne bi smeli govoriti o ozemljitvi omrežja, temveč o ozemljitvi posameznih vodov. te. Vsako posamezno linijo si lahko predstavljate kot neoklopljeno zvito parico, nameščeno v kovinsko cev (navsezadnje je namen oklopa zaščititi "zračni" del linije).

To močno poenostavi stvari. Zato je uporaba oklopljenega kabla več kot priporočljiva. A le z dobro ozemljitvijo ob vstopu v stavbo. Priporočljivo je, da to storite na obeh straneh v skladu z naslednjim pravilom:

Ozemljitev oklopa kabla

Po eni strani se izvede "mrtva" ozemljitev. Po drugi strani pa z galvansko ločitvijo (iskrišče, kondenzator, iskrišče). V primeru enostavne obojestranske ozemljitve lahko v sklenjenem električnem tokokrogu med zgradbami pride do neželenih izravnalnih tokov in/ali blodečih sponk.

V idealnem primeru je priporočljivo, da ga ozemljite z ločenim vodnikom dostojnega preseka v klet hiše in se tam povežete neposredno z ekvipotencialnim vodilom. V praksi pa zadošča uporaba najbližje zaščitne ničle.Hkrati se zmanjša učinkovitost strelovodne zaščite omrežja, vendar ne preveč, le nekoliko (prej v teoriji kot v praksi) se poveča verjetnost poškodb električnih porabnikov v hiši zaradi povečanega potenciala.