Perlindungan kilat kabel

Tugas utama boleh dirumuskan. Ini adalah, pertama, untuk melindungi rangkaian daripada ribut petir (terutamanya pelepasan elektrik atmosfera), dan kedua, untuk melakukan ini tanpa merosakkan wayar elektrik sedia ada (dan pengguna yang disambungkan kepadanya). Dalam kes ini, selalunya perlu untuk menyelesaikan masalah "cagaran" untuk membawa pembumian dan peranti penyamaan yang berpotensi kepada keadaan normal dalam rangkaian pengedaran sebenar.

Konsep asas

Jika kita bercakap tentang dokumen, maka perlindungan kilat mesti mematuhi RD 34.21.122-87 "Arahan untuk peranti perlindungan kilat bangunan dan struktur" dan GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 50570.0.20-20.

Berikut adalah syarat-syaratnya:

1. Sambaran kilat langsung — sentuhan langsung batang petir dengan bangunan atau struktur, disertai dengan aliran kilat melaluinya.
2. Manifestasi sekunder kilat adalah induksi potensi pada elemen struktur logam, peralatan, dalam litar logam terbuka yang disebabkan oleh nyahcas kilat berdekatan dan mewujudkan risiko percikan api dalam objek yang dilindungi.
3. Hanyutan berpotensi tinggi ialah pemindahan potensi elektrik ke bangunan atau struktur yang dilindungi di sepanjang komunikasi logam lanjutan (saluran paip bawah tanah dan tanah, kabel, dll.), yang berlaku semasa sambaran petir secara langsung dan rapat dan mewujudkan risiko percikan api dalam objek yang dilindungi. .

Sukar dan mahal untuk melindungi daripada serangan kilat langsung. Petir tidak boleh diletakkan di atas setiap kabel (walaupun anda boleh bertukar sepenuhnya kepada gentian optik dengan kabel sokongan bukan logam). Kami hanya boleh berharap untuk kebarangkalian yang boleh diabaikan untuk kejadian yang tidak menyenangkan itu. Dan tahan kemungkinan pengewapan kabel dan keletihan lengkap peralatan terminal (bersama dengan perlindungan).

Sebaliknya, kecenderungan yang berpotensi tinggi tidak terlalu berbahaya, sudah tentu, untuk bangunan kediaman, bukan gudang habuk. Malah, tempoh nadi yang disebabkan oleh kilat adalah kurang daripada satu saat (60 milisaat atau 0.06 saat biasanya diambil sebagai ujian). Keratan rentas wayar pasangan terpintal ialah 0.4 mm. sewajarnya, voltan yang sangat besar akan diperlukan untuk memperkenalkan tenaga tinggi. Ini, malangnya, berlaku—sama seperti kemungkinan sambaran petir terus melanda bumbung rumah.

Adalah tidak realistik untuk merosakkan bekalan kuasa biasa dengan lonjakan voltan tinggi yang pendek. Transformer tidak akan membiarkannya keluar dari belitan utama. Dan penukar nadi mempunyai perlindungan yang mencukupi.

Contohnya ialah pendawaian elektrik di kawasan luar bandar—di mana kabel mencapai bangunan melalui udara dan, sudah tentu, tertakluk kepada gangguan yang ketara semasa ribut petir. Tiada perlindungan khas (selain fius atau celah percikan) biasanya disediakan.Tetapi kes kegagalan peralatan elektrik tidak begitu biasa (walaupun ia berlaku lebih kerap daripada di bandar).

Sistem perataan yang berpotensi.

Oleh itu, bahaya praktikal yang paling besar ialah manifestasi sekunder kilat (dengan kata lain, pikap). Dalam kes ini, faktor yang menarik adalah:

• penampilan perbezaan potensi yang besar antara bahagian konduktif rangkaian;
• aruhan voltan tinggi dalam wayar panjang (kabel)

Perlindungan terhadap faktor-faktor ini masing-masing adalah:

• penyamaan potensi semua bahagian konduktif (dalam kes paling mudah - sambungan pada satu titik) dan rintangan rendah gelung tanah;
• perisai kabel terlindung.

Mari kita mulakan dengan penerangan tentang sistem meratakan yang berpotensi - dari asas ini, tanpa penggunaan mana-mana peranti pelindung tidak akan memberikan hasil yang positif.

7.1.87. Di pintu masuk ke bangunan, sistem ikatan ekuipotensi mesti dijalankan dengan menggabungkan bahagian konduktif berikut:

• utama (batang) pengalir pelindung;
• wayar tanah utama (batang) atau pengapit tanah utama;
• paip keluli komunikasi bangunan dan antara bangunan;
• bahagian logam struktur bangunan, perlindungan kilat, pemanasan pusat, sistem pengudaraan dan penyaman udara. Bahagian konduktif sedemikian mesti disambungkan di pintu masuk ke bangunan.
• Adalah disyorkan bahawa sistem ikatan ekuipotensi tambahan diulang semasa pemindahan kuasa.

7.1.88.Semua bahagian konduktif terdedah bagi pemasangan elektrik tetap, bahagian konduktif pihak ketiga dan konduktor pelindung neutral bagi semua peralatan elektrik (termasuk soket) mesti disambungkan kepada sistem ikatan ekuipotensi tambahan...

Pembumian skematik perisai kabel, perlindungan kilat dan peralatan aktif acc edisi baharu PUE hendaklah dilakukan seperti berikut:

Pembumian skrin kabel, penangkap kilat dan peralatan aktif mengikut edisi baharu PUE

Manakala edisi lama disediakan untuk skim berikut:

Membumikan perisai kabel, penangkap kilat dan peralatan aktif dalam PUE edisi lama

Perbezaan, untuk semua ketidakpentingan luaran mereka, adalah agak asas. Sebagai contoh, untuk perlindungan kilat yang berkesan bagi peralatan aktif, adalah wajar semua potensi berayun di sekitar satu "tanah" (juga, dengan rintangan tanah yang rendah).

Malangnya, terlalu sedikit bangunan dibina di Rusia mengikut PUE baharu yang lebih cekap. Dan kita boleh katakan dengan tegas - tidak ada "bumi" di rumah kita.

Apa yang perlu dilakukan dalam kes ini? Terdapat dua pilihan — untuk mereka bentuk semula keseluruhan rangkaian kuasa di rumah (pilihan yang tidak realistik), atau menggunakan apa yang tersedia secara munasabah (tetapi pada masa yang sama ingat apa yang hendak disasarkan).

Membumikan kabel dan peralatan.

Membumikan peralatan aktif biasanya mudah. Jika ia adalah siri perindustrian, maka mungkin terdapat terminal khusus untuk itu. Ia lebih teruk dengan model desktop murah — mereka tidak mempunyai konsep "tanah" (dan oleh itu tiada apa-apa untuk dibumikan). Dan risiko kerosakan yang lebih besar diimbangi sepenuhnya oleh harga yang lebih rendah.

Isu infrastruktur kabel adalah lebih kompleks.Satu-satunya elemen kabel yang boleh dibumikan tanpa kehilangan isyarat berguna ialah perisai. Adakah dinasihatkan untuk menggunakan kabel sedemikian untuk meletakkan «bolong»? Sebagai tindak balas, saya hanya ingin memetik petikan yang panjang:

Pada tahun 1995, makmal bebas menjalankan satu siri ujian perbandingan sistem kabel terlindung dan tidak terlindung. Ujian serupa telah dijalankan pada musim luruh tahun 1997. Bahagian kabel terkawal sepanjang 10 meter diletakkan di dalam ruang serap gema yang dilindungi daripada gangguan luar. Satu hujung talian disambungkan ke hab rangkaian 100Base-T dan satu lagi ke penyesuai rangkaian PC. Bahagian kawalan kabel terdedah kepada gangguan dengan kekuatan medan 3 V / m dan 10 V / m dalam julat frekuensi dari 30 MHz hingga 200 MHz. Dua keputusan penting telah diperolehi.

Pertama, tahap gangguan dalam kabel tidak terlindung kategori 5 ternyata 5-10 kali lebih tinggi daripada kabel terlindung dengan voltan medan RF 3 V / m. Kedua, jika tiada trafik rangkaian, penumpu rangkaian yang dilakukan pada kabel tidak terlindung menunjukkan lebih daripada 80% beban rangkaian pada beberapa frekuensi. Kekuatan isyarat protokol 100Base-T di atas 60 MHz adalah sangat rendah, tetapi sangat penting untuk pemulihan bentuk gelombang. Walau bagaimanapun, walaupun dengan gangguan melebihi 100 MHz, sistem tanpa pelindung gagal dalam ujian. Pada masa yang sama, penurunan kelajuan penghantaran data sebanyak dua urutan magnitud telah dicatatkan.

Sistem kabel berperisai telah lulus semua ujian, tetapi pembumian yang berkesan adalah penting untuk operasi yang berjaya.

Satu perkara penting harus diperhatikan di sini.Dalam SCS tradisional, pembumian dilakukan sepanjang keseluruhan garisan—secara berterusan dari satu port peralatan aktif ke port peralatan yang lain (walaupun pembumian secara teori harus disediakan pada satu titik). Sangat sukar untuk membumikan rangkaian teragih yang besar dengan betul dan kebanyakan pemasang biasanya tidak menggunakan kabel terlindung.

Dalam rangkaian "rumah", seseorang tidak sepatutnya bercakap tentang membumikan rangkaian, tetapi mengenai membumikan garisan individu. Ini. Anda boleh menganggap setiap garisan individu sebagai pasangan berpintal tanpa pelindung yang diletakkan di dalam tiub logam (lagipun, tujuan perisai adalah untuk melindungi bahagian "udara" garisan).

Ini sangat memudahkan perkara. Akibatnya, penggunaan kabel terlindung adalah lebih daripada yang disyorkan. Tetapi hanya dengan pembumian yang baik apabila memasuki bangunan. Adalah disyorkan untuk melakukan ini di kedua-dua belah pihak mengikut peraturan berikut:

Pembumian perisai kabel

Di satu pihak, pembumian «mati» dilakukan. Sebaliknya, melalui pengasingan galvanik (jurang percikan, kapasitor, jurang percikan). Dalam kes pembumian mudah pada kedua-dua belah, dalam litar elektrik tertutup antara bangunan, arus penyamaan yang tidak diingini dan / atau pengapit sesat boleh berlaku.

Sebaik-baiknya, adalah dinasihatkan untuk membumikannya dengan konduktor berasingan keratan rentas yang baik ke ruang bawah tanah rumah dan menyambungkannya terus ke bas yang sama. Walau bagaimanapun, dalam praktiknya, adalah memadai untuk menggunakan sifar pelindung terdekat.Pada masa yang sama, keberkesanan perlindungan kilat rangkaian berkurangan, tetapi tidak terlalu ketara, hanya sedikit (bukan dalam teori daripada dalam amalan) kebarangkalian kerosakan kepada pengguna elektrik di dalam rumah daripada peningkatan potensi meningkat.