Ochrana kábla pred bleskom
Hlavná úloha môže byť formulovaná. Ide po prvé o ochranu siete pred búrkami (najmä atmosférickými elektrickými výbojmi) a po druhé, aby sa to urobilo bez poškodenia existujúcich elektrických vodičov (a spotrebiteľov k nim pripojených). V tomto prípade je často potrebné vyriešiť „kolaterálny“ problém uvedenia uzemňovacích a potenciálových vyrovnávacích zariadení do normálneho stavu v reálnej distribučnej sieti.
Základné pojmy
Ak hovoríme o dokumentoch, potom ochrana pred bleskom musí byť v súlade s RD 34.21.122-87 "Pokyny pre zariadenie na ochranu pred bleskom budov a stavieb" a GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 50571.20-2000.
Tu sú podmienky:
- Priamy úder blesku — priamy kontakt bleskozvodu s budovou alebo konštrukciou sprevádzaný prúdením blesku cez ňu.
- Sekundárnym prejavom blesku je indukcia potenciálov na kovových konštrukčných prvkoch, zariadeniach, v otvorených kovových obvodoch spôsobená blízkymi výbojmi blesku a vytváraním rizika iskier v chránenom objekte.
- Vysokopotenciálny drift je prenos elektrických potenciálov do chránenej budovy alebo konštrukcie pozdĺž rozšírených kovových komunikácií (podzemné a zemné potrubia, káble a pod.), ktoré vznikajú pri priamom a blízkom údere blesku a vytvárajú riziko iskrenia v chránenom objekte. .
Je ťažké a drahé chrániť sa pred priamym úderom blesku. Bleskozvod nie je možné umiestniť nad každý kábel (aj keď s nekovovým nosným káblom môžete úplne prejsť na optické vlákna). Ostáva nám len dúfať v zanedbateľnú pravdepodobnosť takejto nepríjemnej udalosti. A vydržať možnosť odparenia kábla a úplného vyhorenia koncového zariadenia (spolu s ochranami).
Na druhej strane, predpojatosť s vysokým potenciálom nie je príliš nebezpečná, samozrejme, pre obytnú budovu, nie pre sklad prachu. V skutočnosti je trvanie impulzu spôsobeného bleskom oveľa kratšie ako jedna sekunda (60 milisekúnd alebo 0,06 sekundy sa zvyčajne považuje za test). Prierez krútenej dvojlinky je 0,4 mm. preto bude potrebné veľmi veľké napätie na zavedenie vysokej energie. To sa, žiaľ, stáva – rovnako ako je úplne možné, že priamy úder blesku zasiahne strechu domu.
Poškodenie typického napájacieho zdroja krátkym vysokonapäťovým hrotom nie je reálne. Transformátor to z primárneho vinutia len tak nepustí. A pulzný menič má dostatočnú ochranu.
Príkladom je elektrické vedenie vo vidieckych oblastiach, kde sa káble dostávajú do budovy vzduchom a sú, samozrejme, počas búrok značne narušené. Normálne sa neposkytuje žiadna špeciálna ochrana (iná ako poistky alebo iskriská).Ale prípady výpadku elektrospotrebičov nie sú veľmi časté (aj keď sa stávajú častejšie ako v meste).
Potenciálny nivelačný systém.
Najväčším praktickým nebezpečenstvom sú teda sekundárne prejavy bleskov (inými slovami snímače). V tomto prípade budú zarážajúce faktory:
- výskyt veľkého potenciálneho rozdielu medzi vodivými časťami siete;
- vysokonapäťová indukcia v dlhých drôtoch (kábloch)
Ochrana proti týmto faktorom je:
- vyrovnanie potenciálov všetkých vodivých častí (v najjednoduchšom prípade - spojenie v jednom bode) a nízky odpor zemnej slučky;
- tienenie tienených káblov.
Začnime s popisom potenciálneho vyrovnávacieho systému - z tohto základu, bez ktorého použitie akýchkoľvek ochranných zariadení neprinesie pozitívny výsledok.
7.1.87. Pri vstupe do budovy je potrebné vykonať systém vyrovnania potenciálov kombináciou nasledujúcich vodivých častí:
- hlavný (kufor) ochranný vodič;
- hlavný (kufor) uzemňovací vodič alebo hlavná uzemňovacia svorka;
- oceľové potrubia komunikácií budov a medzi budovami;
- kovových častí stavebných konštrukcií, ochrany pred bleskom, ústredného kúrenia, vetrania a klimatizácie. Takéto vodivé časti musia byť na vstupe do budovy vzájomne prepojené.
- Počas prenosu energie sa odporúča zopakovať dodatočné systémy vyrovnania potenciálov.
7.1.88.Všetky odkryté vodivé časti pevných elektrických inštalácií, vodivé časti tretích osôb a neutrálne ochranné vodiče všetkých elektrických zariadení (vrátane zásuviek) musia byť pripojené k systému dodatočného vyrovnania potenciálov...
Schematické uzemnenie tienenia kábla, ochrany pred bleskom a aktívnych zariadení podľa zákona č nové vydanie PUE treba urobiť nasledovne:
Uzemnenie káblových tienenia, bleskozvodov a aktívnych zariadení podľa nového vydania PUE
Zatiaľ čo staré vydanie poskytovalo nasledujúcu schému:
Uzemnenie káblových štítov, bleskozvodov a aktívnych zariadení v starom vydaní PUE
Rozdiely sú pri všetkej ich vonkajšej nevýznamnosti dosť zásadné. Napríklad pre účinnú ochranu aktívnych zariadení pred bleskom je žiaduce, aby všetky potenciály oscilovali okolo jedinej "zeme" (tiež s nízkym odporom zeme).
Bohužiaľ, v Rusku sa stavia príliš málo budov podľa nového, efektívnejšieho PUE. A môžeme pevne povedať - v našich domoch nie je žiadna "zem".
Čo robiť v tomto prípade? Sú dve možnosti — prerobiť celú elektrickú sieť doma (nerealistická možnosť), alebo použiť to, čo je primerane dostupné (ale zároveň si pamätať, na čo sa zamerať).
Uzemnenie káblov a zariadení.
Uzemnenie aktívneho zariadenia je zvyčajne jednoduché. Ak je to priemyselná séria, potom je na to pravdepodobne vyhradený terminál. Horšie je to s lacnými stolnými modelmi — tie jednoducho nemajú pojem „zem“ (a teda nič na zemi). A väčšie riziko poškodenia je plne kompenzované nižšou cenou.
Otázka káblovej infraštruktúry je oveľa zložitejšia.Jediným káblovým prvkom, ktorý je možné uzemniť bez straty užitočného signálu, je tienenie. Je vhodné použiť takéto káble na kladenie «prieduchov»? V odpovedi by som len rád citoval dlhý citát:
V roku 1995 vykonalo nezávislé laboratórium sériu porovnávacích testov tienených a netienených káblových systémov. Podobné testy sa uskutočnili na jeseň 1997. Riadený úsek kábla s dĺžkou 10 metrov bol uložený v komore pohlcujúcej ozveny chránenej pred vonkajšími poruchami. Jeden koniec linky bol pripojený k sieťovému rozbočovaču 100Base-T a druhý k sieťovému adaptéru PC. Riadiaca časť kábla bola vystavená rušeniu so silou poľa 3 V/m a 10 V/m vo frekvenčnom rozsahu od 30 MHz do 200 MHz. Získali sa dva významné výsledky.
Po prvé, úroveň rušenia v netienom kábli kategórie 5 je 5-10 krát vyššia ako v tienenom kábli s napätím RF poľa 3 V / m. Po druhé, pri absencii sieťového prenosu sieťový koncentrátor vykonávaný na netienených kábloch vykazuje viac ako 80 % zaťaženie siete pri niektorých frekvenciách. Sila signálu protokolu 100Base-T nad 60 MHz je veľmi nízka, ale veľmi dôležitá pre obnovu tvaru vlny.Aj pri interferencii nad 100 MHz však netienený systém v teste neuspel. Zároveň bol zaznamenaný pokles rýchlosti prenosu dát o dva rády.
Tienené káblové systémy prešli všetkými testami, ale pre ich úspešnú prevádzku je nevyhnutné účinné uzemnenie.
Tu treba poznamenať dôležitý bod.V tradičnom SCS sa uzemnenie vykonáva po celej dĺžke linky – nepretržite od jedného aktívneho portu zariadenia k druhému (hoci teoreticky by uzemnenie malo byť zabezpečené v jedinom bode). Je mimoriadne ťažké správne uzemniť veľkú distribuovanú sieť a väčšina inštalatérov vo všeobecnosti nepoužíva tienené káble.
V „domácich“ sieťach by sa nemalo hovoriť o uzemnení siete, ale o uzemnení jednotlivých vedení. Títo. Každý jednotlivý vlasec si môžete predstaviť ako netienenú krútenú dvojlinku umiestnenú v kovovej rúrke (veď účelom štítu je chrániť „vzduchovú“ časť vlasca).
To značne zjednodušuje veci. V dôsledku toho je použitie tieneného kábla viac ako odporúčané. Ale len s dobrým uzemnením pri vstupe do budovy. Odporúča sa to urobiť na oboch stranách podľa nasledujúceho pravidla:
Uzemnenie tienenia kábla
Na jednej strane sa vykonáva «mŕtve» uzemnenie. Na druhej strane cez galvanické oddelenie (iskrisko, kondenzátor, iskrisko). V prípade jednoduchého uzemnenia na oboch stranách v uzavretom elektrickom obvode medzi budovami môže dochádzať k nežiaducim vyrovnávacím prúdom a/alebo bludným svorkám.
Ideálne je ho uzemniť samostatným vodičom slušného prierezu do pivnice domu a tam napojiť priamo na ekvipotenciálnu zbernicu. V praxi však stačí použiť najbližšiu ochrannú nulu.Zároveň sa znižuje, ale nie príliš výrazne, účinnosť ochrany siete pred bleskom, len mierne (skôr teoreticky ako prakticky) sa zvyšuje pravdepodobnosť poškodenia elektrospotrebičov v dome zvýšeným potenciálom.