Заштита каблова од грома
Главни задатак се може формулисати. Ово је, прво, да се мрежа заштити од грмљавине (углавном атмосферских електричних пражњења), и друго, да се то уради без оштећења постојећих електричних жица (и потрошача који су на њих повезани). У овом случају често је потребно решити „колатерални“ проблем довођења уређаја за уземљење и изједначавање потенцијала у нормално стање у реалној дистрибутивној мрежи.
Основни појмови
Ако говоримо о документима, онда заштита од грома мора бити у складу са РД 34.21.122-87 "Упутства за громобранске уређаје зграда и објеката" и ГОСТ Р 50571.18-2000, ГОСТ Р 50571.19-2000, ГОСТ Р 505071.020-
Ево услова:
- Директан удар грома — директан контакт громобрана са зградом или конструкцијом, праћен протоком грома кроз њу.
- Секундарна манифестација муње је индукција потенцијала на металним конструкцијским елементима, опреми, у отвореним металним струјним круговима узрокована оближњим пражњењем грома и стварањем опасности од варничења у штићеном објекту.
- Дрифт високог потенцијала је пренос електричних потенцијала до штићене зграде или објекта дуж проширених металних комуникација (подземни и земаљски цевоводи, каблови и сл.), који настају при директним и блиским ударима грома и стварају опасност од варничења у штићеном објекту. .
Тешко је и скупо заштитити од директног удара грома. Не може се поставити громобран преко сваког кабла (иако можете потпуно прећи на оптичка влакна са неметалним носећим каблом). Остаје нам да се надамо занемарљивој вероватноћи овако непријатног догађаја. И издржати могућност испаравања кабла и потпуног прегоревања терминалне опреме (заједно са заштитама).
С друге стране, пристрасност високог потенцијала није превише опасна, наравно, за стамбену зграду, а не за складиште прашине. У ствари, трајање импулса изазваног муњом је много мање од секунде (за тест се обично узима 60 милисекунди или 0,06 секунди). Попречни пресек жица упредене парице је 0,4 мм. сходно томе, за увођење високе енергије биће потребан веома велики напон. Ово се, нажалост, дешава — као што је сасвим могуће да директан удар грома погоди кров куће.
Није реално оштетити типично напајање кратким високим напоном. Трансформатор га једноставно не пушта из примарног намотаја. И импулсни претварач има довољно заштите.
Пример је електрично ожичење у руралним областима—где каблови стижу до зграде ваздушним путем и, наравно, подложни су значајним прекидима током грмљавине. Обично није обезбеђена никаква посебна заштита (осим осигурача или искришта).Али случајеви квара електричних уређаја нису чести (иако се дешавају чешће него у граду).
Систем за нивелисање потенцијала.
Дакле, највећа практична опасност су секундарне манифестације муње (другим речима, пикапови). У овом случају, ударни фактори ће бити:
- појава велике потенцијалне разлике између проводних делова мреже;
- индукција високог напона у дугим жицама (кабловима)
Заштита од ових фактора је:
- изједначавање потенцијала свих проводних делова (у најједноставнијем случају — спој у једној тачки) и низак отпор петље уземљења;
- оклоп оклопљених каблова.
Почнимо са описом потенцијалног система нивелисања - са ове основе, без које употреба било каквих заштитних уређаја неће дати позитиван резултат.
7.1.87. На улазу у зграду мора се извести систем за изједначавање потенцијала комбиновањем следећих проводних делова:
- главни (гепек) заштитни проводник;
- главна (дебло) жица за уземљење или главна стезаљка за уземљење;
- челичне цеви комуникација зграда и између зграда;
- метални делови грађевинских конструкција, громобранска заштита, системи централног грејања, вентилације и климатизације. Такви проводни делови морају бити међусобно повезани на улазу у зграду.
- Препоручује се да се додатни системи изједначавања потенцијала понове током преноса снаге.
7.1.88.Сви изложени проводни делови фиксних електричних инсталација, проводни делови трећих лица и неутрални заштитни проводници све електричне опреме (укључујући и утичнице) морају бити повезани на додатни систем за изједначавање потенцијала...
Шематски приказ уземљења оклопа кабла, громобранске заштите и активне опреме према ново издање ПУЕ треба урадити на следећи начин:
Уземљење кабловских екрана, громобрана и активне опреме по новом издању ПУЕ
Док је старо издање предвиђало следећу шему:
Уземљење кабловских оклопа, громобрана и активне опреме у старом издању ПУЕ
Разлике су, уз сву њихову спољашњу безначајност, прилично фундаменталне. На пример, за ефикасну громобранску заштиту активне опреме, пожељно је да сви потенцијали осцилирају око једног „уземљења“ (такође, са малим отпором уземљења).
Авај, у Русији се гради премало зграда према новом, ефикаснијем ПУЕ. И можемо чврсто рећи – у нашим кућама нема „земље“.
Шта учинити у овом случају? Постоје две опције — да редизајнирате целу мрежу напајања код куће (нереална опција) или да користите оно што је разумно доступно (али у исто време запамтите чему тежите).
Уземљење каблова и опреме.
Уземљење активне опреме је обично лако. Ако је у питању индустријска серија, онда вероватно постоји наменски терминал за то. Још је горе са јефтиним десктоп моделима — они једноставно немају концепт „уземљења“ (па самим тим и ништа за уземљење). А већи ризик од штете у потпуности се надокнађује нижом ценом.
Питање кабловске инфраструктуре је много сложеније.Једини кабловски елемент који се може уземити без губитка корисног сигнала је штит. Да ли је препоручљиво користити такве каблове за постављање «вентила»? Као одговор, желео бих само да цитирам дугачак цитат:
Независна лабораторија је 1995. године спровела серију упоредних испитивања оклопљених и неоклопљених кабловских система. Слична испитивања су обављена у јесен 1997. Контролисани део кабла дужине 10 метара положен је у комору која апсорбује ехо заштићену од спољашњих сметњи. Један крај линије је био повезан на 100Басе-Т мрежно чвориште, а други на ПЦ мрежни адаптер. Контролни део кабла је био изложен сметњама са јачином поља од 3 В/м и 10 В/м у фреквенцијском опсегу од 30 МХз до 200 МХз. Добијена су два значајна резултата.
Прво, ниво сметњи у неоклопљеном каблу категорије 5 испада 5-10 пута већи него у оклопљеном каблу са напоном РФ поља од 3 В / м. Друго, у одсуству мрежног саобраћаја, мрежни концентратор изведен на неоклопљеном каблу показује више од 80% оптерећења мреже на неким фреквенцијама. Јачина сигнала 100Басе-Т протокола изнад 60 МХз је веома ниска, али веома важна за опоравак таласног облика.Међутим, чак и са сметњама изнад 100 МХз, незаштићени систем није прошао тест. Истовремено, забележено је смањење брзине преноса података за два реда величине.
Оклопљени кабловски системи су прошли све тестове, али ефикасно уземљење је неопходно за њихов успешан рад.
Овде треба напоменути једну важну тачку.У традиционалном СЦС-у, уземљење се врши дуж целе дужине линије—континуирано од једног порта активне опреме до другог (иако би у теорији уземљење требало да буде обезбеђено на једној тачки). Изузетно је тешко правилно уземљити велику дистрибуирану мрежу и већина инсталатера углавном не користи оклопљене каблове.
У „кућним” мрежама не треба говорити о уземљивању мреже, већ о уземљивању појединих водова. Ове. Можете замислити сваку појединачну линију као незаштићени упредени пар постављен у металну цев (на крају крајева, сврха штита је да заштити „ваздушни“ део линије).
Ово у великој мери поједностављује ствари. Као резултат тога, употреба оклопљеног кабла је више него препоручљива. Али само уз добро уземљење при уласку у зграду. Препоручује се да се то уради са обе стране према следећем правилу:
Уземљење оклопа кабла
С једне стране, врши се „мртво“ уземљење. С друге стране, кроз галванску изолацију (варнички размак, кондензатор, искриште). У случају једноставног уземљења са обе стране, у затвореном електричном колу између зграда, може доћи до нежељених струја изједначавања и/или залуталих стезаљки.
У идеалном случају, препоручљиво је уземљити га посебним проводником пристојног попречног пресека у подрум куће и тамо директно повезати на еквипотенцијалну магистралу. У пракси је, међутим, довољно користити најближу заштитну нулу.Истовремено, ефикасност громобранске заштите мреже се смањује, али не превише значајно, само незнатно (више у теорији него у пракси) повећава се вероватноћа оштећења електричних потрошача у кући од повећаног потенцијала.