Kabelinė apsauga nuo žaibo
Pagrindinę užduotį galima suformuluoti. Tai, pirma, siekiant apsaugoti tinklą nuo perkūnijos (daugiausia nuo atmosferinių elektros iškrovų), antra, tai padaryti nepažeidžiant esamų elektros laidų (ir prie jų prijungtų vartotojų). Šiuo atveju dažnai reikia išspręsti „užstato“ problemą – įžeminimo ir potencialo išlyginimo įrenginius į normalią būseną realiame skirstomajame tinkle.
Pagrindinės sąvokos
Jei kalbame apie dokumentus, tai apsauga nuo žaibo turi atitikti RD 34.21.122-87 „Pastatų ir statinių žaibosaugos įtaiso instrukcijos“ ir GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 50571.20-2000.2000.
Štai sąlygos:
- Tiesioginis žaibo smūgis – tiesioginis žaibolaidžio kontaktas su pastatu ar statiniu, lydimas žaibo srauto per jį.
- Antrinis žaibo pasireiškimas yra potencialų indukcija ant metalinių konstrukcijų elementų, įrangos, atvirose metalinėse grandinėse, kurią sukelia netoliese esantys žaibo išlydžiai ir kibirkščių pavojus saugomame objekte.
- Didelio potencialo dreifas – tai elektros potencialų perkėlimas į saugomą pastatą ar statinį išilgai ištiestų metalinių komunikacijų (požeminiais ir antžeminiais vamzdynais, kabeliais ir kt.), atsirandantis tiesioginio ir artimo žaibo smūgio metu ir sukeliantis kibirkščių pavojų saugomame objekte. .
Sunku ir brangu apsisaugoti nuo tiesioginio žaibo smūgio. Žaibolaidžio negalima uždėti ant kiekvieno kabelio (nors nemetaliniu atraminiu kabeliu galite visiškai pereiti prie optinio pluošto). Belieka tikėtis, kad tokio nemalonaus įvykio tikimybė yra nereikšminga. Ir ištverti kabelio išgaravimo ir visiško galinės įrangos perdegimo galimybę (kartu su apsauga).
Kita vertus, didelio potencialo šališkumas, žinoma, nėra pernelyg pavojingas gyvenamajam pastatui, o ne dulkių sandėliui. Tiesą sakant, žaibo sukelto impulso trukmė yra daug trumpesnė nei sekundė (60 milisekundžių arba 0,06 sekundės paprastai imama kaip bandymas). Vytos poros laidų skerspjūvis yra 0,4 mm. atitinkamai, norint įvesti didelę energiją, reikės labai didelės įtampos. Deja, taip atsitinka – kaip ir tiesioginis žaibo smūgis gali pataikyti į namo stogą.
Nerealu sugadinti tipinį maitinimo šaltinį esant trumpam aukštos įtampos šuoliui. Transformatorius tiesiog neišleis jo iš pirminės apvijos. Ir impulsų keitiklis turi pakankamai apsaugos.
Pavyzdys yra elektros instaliacija kaimo vietovėse, kur kabeliai pasiekia pastatą per orą ir, žinoma, per perkūniją gali smarkiai sutrikdyti. Paprastai nėra specialios apsaugos (išskyrus saugiklius ar kibirkšties tarpus).Tačiau elektros prietaisų gedimų atvejai nėra labai dažni (nors pasitaiko dažniau nei mieste).
Potencialų išlyginimo sistema.
Taigi didžiausias praktinis pavojus yra antrinės žaibo apraiškos (kitaip tariant, pikapai). Šiuo atveju ryškūs veiksniai bus:
- didelio potencialo skirtumo atsiradimas tarp laidžių tinklo dalių;
- aukštos įtampos indukcija ilguose laiduose (kabeliuose)
Apsauga nuo šių veiksnių yra atitinkamai:
- visų laidžių dalių potencialų išlyginimas (paprasčiausiu atveju - jungtis viename taške) ir žema įžeminimo kilpos varža;
- ekranuotų kabelių ekranavimas.
Pradėkime nuo galimos niveliavimo sistemos aprašymo – nuo šio pagrindo, be kurio jokių apsauginių įtaisų naudojimas neduos teigiamo rezultato.
7.1.87. Prie įėjimo į pastatą turi būti atlikta potencialų išlyginimo sistema, sujungiant šias laidžias dalis:
- pagrindinis (bagažinė) apsauginis laidininkas;
- pagrindinis (magistralinis) įžeminimo laidas arba pagrindinis įžeminimo gnybtas;
- pastatų komunikacijų ir tarp pastatų plieniniai vamzdžiai;
- metalinės statybinių konstrukcijų dalys, apsauga nuo žaibo, centrinio šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo sistemos. Tokios laidžios dalys turi būti tarpusavyje sujungtos prie įėjimo į pastatą.
- Galios perdavimo metu rekomenduojama pakartoti papildomas potencialo išlyginimo sistemas.
7.1.88.Prie papildomos potencialų išlyginimo sistemos turi būti prijungtos visos atviros stacionarios elektros instaliacijos laidžiosios dalys, trečiųjų šalių laidžiosios dalys ir visų elektros įrenginių (įskaitant kištukinius lizdus) nuliniai apsauginiai laidai...
Scheminis kabelio ekrano įžeminimas, apsauga nuo žaibo ir aktyvioji įranga pagal naujas PUE leidimas turėtų būti padaryta taip:
Kabelių ekranų, žaibolaidžių ir aktyviosios įrangos įžeminimas pagal naują leidimą PUE
Nors senajame leidime buvo numatyta tokia schema:
Kabelių ekranų, žaibolaidžių ir aktyviosios įrangos įžeminimas senajame PUE leidime
Skirtumai, nepaisant išorinio nereikšmingumo, yra gana esminiai. Pavyzdžiui, norint užtikrinti efektyvią aktyviosios įrangos apsaugą nuo žaibo, pageidautina, kad visi potencialai svyruotų aplink vieną „žemę“ (taip pat ir esant mažam žemės pasipriešinimui).
Deja, per mažai pastatų Rusijoje statoma pagal naują efektyvesnį PUE. Ir galime tvirtai pasakyti – mūsų namuose nėra „žemės“.
Ką tokiu atveju daryti? Galimi du variantai – perprojektuoti visą elektros tinklą namuose (nerealus variantas) arba naudoti tai, kas pagrįstai prieinama (bet tuo pačiu prisiminti, ko siekti).
Kabelių ir įrangos įžeminimas.
Aktyviosios įrangos įžeminimas paprastai yra lengvas. Jei tai pramoninė serija, tikriausiai yra tam skirtas terminalas. Dar blogiau su pigiais stalinių kompiuterių modeliais – jie paprasčiausiai neturi „žemės“ sąvokos (taigi ir nėra ko įžeminti). O didesnę žalos riziką visiškai kompensuoja mažesnė kaina.
Kabelių infrastruktūros problema yra daug sudėtingesnė.Vienintelis kabelio elementas, kurį galima įžeminti neprarandant naudingo signalo, yra ekranas. Ar patartina tokius kabelius naudoti „ventiliacijos angoms“ tiesti? Atsakydamas, norėčiau pacituoti ilgą citatą:
1995 m. nepriklausoma laboratorija atliko keletą lyginamųjų ekranuotų ir neekranuotų kabelių sistemų bandymų. Panašūs bandymai buvo atlikti 1997 m. rudenį. 10 metrų ilgio kontroliuojama kabelio atkarpa buvo nutiesta aidą sugeriančioje kameroje, apsaugotoje nuo išorinių trikdžių. Vienas linijos galas buvo prijungtas prie 100Base-T tinklo šakotuvo, o kitas - prie kompiuterio tinklo adapterio. Kabelio valdymo dalis buvo veikiama 3 V / m ir 10 V / m lauko stiprumo trukdžių dažnių diapazone nuo 30 MHz iki 200 MHz. Buvo gauti du reikšmingi rezultatai.
Pirma, 5 kategorijos neekranuoto kabelio trukdžių lygis yra 5–10 kartų didesnis nei ekranuotame kabelyje, kurio RF lauko įtampa yra 3 V / m. Antra, nesant tinklo srauto, neekranuotu kabeliu atliktas tinklo koncentratorius kai kuriais dažniais rodo daugiau nei 80 % tinklo apkrovos. 100Base-T protokolo signalo stiprumas virš 60 MHz yra labai mažas, bet labai svarbus bangos formos atkūrimui.Tačiau net ir esant didesniems nei 100 MHz trukdžiams, neekranuota sistema testo nepavyko. Tuo pačiu metu duomenų perdavimo greitis sumažėjo dviem dydžiais.
Ekranuotų kabelių sistemos išlaikė visus testus, tačiau sėkmingam jų veikimui būtinas efektyvus įžeminimas.
Čia reikėtų atkreipti dėmesį į svarbų dalyką.Tradiciniuose SCS įžeminimas atliekamas per visą linijos ilgį – nuolat nuo vieno aktyvios įrangos prievado iki kito (nors teoriškai įžeminimas turėtų būti atliekamas viename taške). Labai sunku tinkamai įžeminti didelį paskirstytą tinklą ir dauguma montuotojų paprastai nenaudoja ekranuotų kabelių.
„Namų“ tinkluose reikėtų kalbėti ne apie tinklo įžeminimą, o apie atskirų linijų įžeminimą. Šie. Apie kiekvieną atskirą liniją galite galvoti kaip apie neekranuotą vytos porą, įdėtą į metalinį vamzdelį (juk skydo paskirtis yra apsaugoti "orinę" linijos dalį).
Tai labai supaprastina dalykus. Dėl to ekranuotą kabelį naudoti daugiau nei rekomenduojama. Bet tik su geru įžeminimu įeinant į pastatą. Rekomenduojama tai daryti iš abiejų pusių pagal šią taisyklę:
Kabelio ekrano įžeminimas
Viena vertus, atliekamas „negyvas“ įžeminimas. Kita vertus, per galvaninę izoliaciją (kibirkšties tarpas, kondensatorius, kibirkšties tarpas). Esant paprastam įžeminimui abiejose pusėse, uždaroje elektros grandinėje tarp pastatų gali atsirasti nepageidaujamų išlyginamųjų srovių ir (arba) atsirasti klaidinančių spaustukų.
Idealiu atveju patartina jį atskiru padoraus skerspjūvio laidininku įžeminti iki namo rūsio ir prijungti ten tiesiai prie potencialų išlyginimo magistralės. Tačiau praktiškai pakanka naudoti artimiausią apsauginį nulį.Tuo pačiu mažėja tinklo apsaugos nuo žaibo efektyvumas, tačiau ne per daug, tik šiek tiek (greičiau teoriškai nei praktiškai) padidėja tikimybė, kad dėl padidėjusio potencialo bus pažeisti namo elektros vartotojai.