Kabelska gromobranska zaštita

Glavni zadatak se može formulirati. To je, prvo, zaštita mreže od grmljavinskih oluja (uglavnom atmosferskih električnih pražnjenja), i drugo, da se to učini bez oštećenja postojećih električnih žica (i potrošača povezanih s njima). U tom slučaju često je potrebno riješiti "kolateralni" problem dovođenja uzemljivača i uređaja za izjednačenje potencijala u normalno stanje u realnoj distribucijskoj mreži.

Osnovni koncepti

Ako govorimo o dokumentima, onda zaštita od munje mora biti u skladu s RD 34.21.122-87 "Upute za uređaj za zaštitu od munje zgrada i građevina" i GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 50571.20-2000.

Evo uvjeta:

1. Izravni udar groma — izravan kontakt gromobrana sa zgradom ili strukturom, popraćen protokom munje kroz nju.
2. Sekundarna manifestacija munje je indukcija potencijala na metalnim konstrukcijskim elementima, opremi, u otvorenim metalnim strujnim krugovima uzrokovana obližnjim pražnjenjem munje i stvara opasnost od iskrenja u štićenom objektu.
3. Visoki pomak potencijala je prijenos električnih potencijala na štićenu građevinu ili građevinu duž proširenih metalnih komunikacija (podzemni i zemaljski cjevovodi, kabeli i dr.), koji nastaju pri izravnim i bliskim udarima groma i stvaraju opasnost od iskrenja u štićenom objektu. .

Teško je i skupo zaštititi se od izravnog udara groma. Gromobran se ne može postaviti preko svakog kabela (iako možete u potpunosti prijeći na svjetlovod s nemetalnim nosivim kabelom). Ostaje nam samo nadati se zanemarivoj vjerojatnosti ovakvog nemilog događaja. I izdržati mogućnost isparavanja kabela i potpunog izgaranja terminalne opreme (zajedno sa zaštitama).

S druge strane, pristranost visokog potencijala nije previše opasna, naravno, za stambenu zgradu, a ne za skladište prašine. Zapravo, trajanje pulsa uzrokovanog munjom puno je manje od jedne sekunde (60 milisekundi ili 0,06 sekundi obično se uzima kao test). Presjek žica upredene parice je 0,4 mm. prema tome, bit će potreban vrlo veliki napon za uvođenje visoke energije. To se, nažalost, događa — baš kao što je posve moguće da izravan udar groma pogodi krov kuće.

Nije realno oštetiti tipično napajanje kratkim skokom visokog napona. Transformator ga jednostavno ne ispušta iz primarnog namota. I pretvarač impulsa ima dovoljno zaštite.

Primjer je električno ožičenje u ruralnim područjima—gdje kabeli dolaze do zgrade zračnim putem i, naravno, podložni su značajnim smetnjama tijekom grmljavinske oluje. Obično nema posebne zaštite (osim osigurača ili iskrišta).Ali slučajevi kvara električnih uređaja nisu baš česti (iako se događaju češće nego u gradu).

Sustav za izravnavanje potencijala.

Dakle, najveća praktična opasnost su sekundarne manifestacije munje (drugim riječima, pickups). U ovom slučaju, udarni čimbenici bit će:

• pojava velike potencijalne razlike između vodljivih dijelova mreže;
• visokonaponska indukcija u dugim žicama (kabelima)

Zaštita od ovih čimbenika je:

• izjednačavanje potencijala svih vodljivih dijelova (u najjednostavnijem slučaju - spoj u jednoj točki) i mali otpor petlje uzemljenja;
• oklop oklopljenih kabela.

Počnimo s opisom potencijalnog sustava izravnavanja - od ove osnove, bez koje uporaba bilo kakvih zaštitnih uređaja neće dati pozitivan rezultat.

7.1.87. Na ulazu u zgradu potrebno je izvesti sustav izjednačavanja potencijala kombinacijom sljedećih vodljivih dijelova:

• glavni (deblo) zaštitni vodič;
• glavna (trunk) žica za uzemljenje ili stezaljka za glavno uzemljenje;
• čelične cijevi komunikacija zgrada i između zgrada;
• metalni dijelovi građevinskih konstrukcija, zaštita od groma, sustavi centralnog grijanja, ventilacije i klimatizacije. Takvi vodljivi dijelovi moraju biti međusobno povezani na ulazu u zgradu.
• Preporuča se da se dodatni sustavi izjednačavanja potencijala ponavljaju tijekom prijenosa snage.

7.1.88.Svi izloženi vodljivi dijelovi fiksnih električnih instalacija, vodljivi dijelovi trećih strana i neutralni zaštitni vodiči sve električne opreme (uključujući utičnice) moraju biti spojeni na dodatni sustav izjednačavanja potencijala...

Shema uzemljenja oklopa kabela, zaštite od groma i aktivne opreme prema novo izdanje PUE treba učiniti na sljedeći način:

Uzemljenje kabelskih ekrana, gromobrana i aktivne opreme prema novom izdanju PUE

Dok je staro izdanje predviđalo sljedeću shemu:

Uzemljenje kabelskih štitova, odvodnika munje i aktivne opreme u starom izdanju PUE

Razlike su, uza svu njihovu vanjsku beznačajnost, prilično fundamentalne. Na primjer, za učinkovitu zaštitu od munje aktivne opreme, poželjno je da svi potencijali osciliraju oko jedne "mase" (također, s malim otporom uzemljenja).

Nažalost, u Rusiji se gradi premalo zgrada prema novom, učinkovitijem PUE-u. I možemo čvrsto reći - u našim kućama nema "zemlje".

Što učiniti u ovom slučaju? Postoje dvije mogućnosti - redizajnirati cijelu elektroenergetsku mrežu kod kuće (nerealna opcija) ili koristiti ono što je razumno dostupno (ali u isto vrijeme zapamtite čemu težiti).

Uzemljenje kablova i opreme.

Uzemljenje aktivne opreme obično je jednostavno. Ako je to industrijska serija, onda za to vjerojatno postoji poseban terminal. Još gore je s jeftinim stolnim modelima — oni jednostavno nemaju koncept "uzemljenja" (pa stoga nemaju ništa za uzemljenje). A veći rizik od oštećenja u potpunosti je nadoknađen nižom cijenom.

Pitanje kabelske infrastrukture puno je složenije.Jedini element kabela koji se može uzemljiti bez gubitka korisnog signala je oklop. Je li preporučljivo koristiti takve kabele za polaganje «otvora»? Kao odgovor, želio bih samo citirati dugačak citat:

Godine 1995. neovisni laboratorij proveo je niz usporednih ispitivanja oklopljenih i neoklopljenih kabelskih sustava. Slična ispitivanja provedena su u jesen 1997. godine. Kontrolirani dio kabela duljine 10 metara položen je u komoru za upijanje jeke zaštićenu od vanjskih smetnji. Jedan kraj linije bio je spojen na 100Base-T mrežno čvorište, a drugi na PC mrežni adapter. Upravljački dio kabela bio je izložen smetnjama s jakostima polja od 3 V/m i 10 V/m u frekvencijskom području od 30 MHz do 200 MHz. Dobivena su dva značajna rezultata.

Prvo, razina smetnji u neoklopljenom kabelu kategorije 5 ispada da je 5-10 puta veća nego u oklopljenom kabelu s naponom RF polja od 3 V / m. Drugo, u nedostatku mrežnog prometa, mrežni koncentrator izveden na neoklopljenom kabelu pokazuje više od 80% opterećenja mreže na nekim frekvencijama. Jačina signala 100Base-T protokola iznad 60 MHz je vrlo niska, ali vrlo važna za oporavak valnog oblika.Međutim, čak i sa smetnjama iznad 100 MHz, nezaštićeni sustav nije prošao test. Istodobno je zabilježeno smanjenje brzine prijenosa podataka za dva reda veličine.

Oklopljeni kabelski sustavi prošli su sve testove, ali učinkovito uzemljenje ključno je za njihov uspješan rad.

Ovdje treba napomenuti važnu točku.U tradicionalnom SCS-u, uzemljenje se vrši duž cijele dužine linije—kontinuirano od jednog priključka aktivne opreme do drugog (iako bi u teoriji uzemljenje trebalo biti osigurano u jednoj točki). Iznimno je teško ispravno uzemljiti veliku distribuiranu mrežu i većina instalatera općenito ne koristi oklopljene kabele.

U "kućnim" mrežama ne treba govoriti o uzemljenju mreže, već o uzemljenju pojedinih vodova. ove. Svaku pojedinačnu liniju možete zamisliti kao neoklopljenu upredenu paricu smještenu u metalnu cijev (uostalom, svrha oklopa je zaštititi "zračni" dio linije).

Ovo uvelike pojednostavljuje stvari. Kao rezultat toga, upotreba oklopljenog kabela je više nego preporučljiva. Ali samo uz dobro uzemljenje pri ulasku u zgradu. Preporuča se to učiniti s obje strane prema sljedećem pravilu:

Uzemljenje oklopa kabela

S jedne strane, izvodi se "mrtvo" uzemljenje. S druge strane, putem galvanske izolacije (iskrište, kondenzator, iskrište). U slučaju jednostavnog uzemljenja s obje strane, u zatvorenom električnom krugu između zgrada, mogu se pojaviti neželjene struje izjednačenja i/ili lutajuće stezaljke.

U idealnom slučaju, preporučljivo je uzemljiti ga zasebnim vodičem pristojnog presjeka do podruma kuće i tamo spojiti izravno na ekvipotencijalnu sabirnicu. Međutim, u praksi je dovoljno koristiti najbližu zaštitnu nulu.U isto vrijeme, učinkovitost gromobranske zaštite mreže se smanjuje, ali ne previše, samo malo (više u teoriji nego u praksi) povećava se vjerojatnost oštećenja električnih potrošača u kući od povećanog potencijala.