Kablo yıldırım koruması

Ana görev formüle edilebilir. Bu, ilk olarak, ağı gök gürültülü fırtınalardan (esas olarak atmosferik elektrik deşarjları) korumak ve ikinci olarak, bunu mevcut elektrik kablolarına (ve ona bağlı tüketicilere) zarar vermeden yapmaktır. Bu durumda, gerçek bir dağıtım şebekesinde topraklama ve potansiyel eşitleme cihazlarını normal duruma getirme "teminat" sorununu çözmek çoğu zaman gereklidir.

Temel konseptler

Belgelerden bahsedersek, yıldırımdan korunma RD 34.21.122-87 "Binaların ve yapıların yıldırımdan korunma cihazı için talimatlar" ve GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 50571.20-2000'e uygun olmalıdır.

İşte koşullar:

1. Doğrudan yıldırım çarpması - içinden yıldırım akışıyla birlikte paratonerin bir bina veya yapı ile doğrudan teması.
2. Yıldırımın ikincil tezahürü, yakınlardaki yıldırım deşarjlarının neden olduğu ve korunan nesnede kıvılcım riski oluşturan açık metal devrelerdeki metal yapı elemanları, ekipman üzerinde potansiyellerin indüklenmesidir.
3. Yüksek potansiyelli sürüklenme, doğrudan ve yakın yıldırım çarpmaları sırasında meydana gelen ve korunan nesnede kıvılcım riski oluşturan uzatılmış metal iletişimler (yeraltı ve yer boru hatları, kablolar vb.) boyunca korunan bina veya yapıya elektrik potansiyellerinin aktarılmasıdır. .

Doğrudan yıldırım düşmesine karşı korunmak zor ve pahalıdır. Her kablonun üzerine bir paratoner yerleştirilemez (ancak metalik olmayan bir destek kablosuyla tamamen fiber optiğe geçebilirsiniz). Böyle tatsız bir olayın ihmal edilebilir olasılığını ancak umabiliriz. Ve kablo buharlaşması ve uçbirim ekipmanının (korumalarla birlikte) tamamen yanması olasılığına dayanın.

Öte yandan, yüksek potansiyelli bir önyargı, elbette bir toz deposu değil, bir konut binası için çok tehlikeli değildir. Aslında, yıldırımın neden olduğu darbenin süresi bir saniyeden çok daha azdır (test olarak genellikle 60 milisaniye veya 0,06 saniye alınır). Çift bükümlü tellerin kesiti 0,4 mm'dir. buna göre, yüksek enerji sağlamak için çok büyük bir voltaj gerekecektir. Ne yazık ki bu oluyor - tıpkı doğrudan bir yıldırımın bir evin çatısına çarpmasının tamamen mümkün olması gibi.

Kısa bir yüksek voltaj yükselmesiyle tipik bir güç kaynağına zarar vermek gerçekçi değildir. Transformatör, birincil sargıdan çıkmasına izin vermez. Ve darbe dönüştürücü yeterli korumaya sahiptir.

Bir örnek, kabloların binaya havadan ulaştığı ve tabii ki gök gürültülü fırtınalar sırasında önemli ölçüde kesintiye maruz kaldığı kırsal alanlardaki elektrik kablolarıdır. Normalde özel bir koruma (sigortalar veya kıvılcım aralıkları dışında) sağlanmamaktadır.Ancak elektrikli cihazların arızalanma vakaları çok yaygın değildir (ancak şehirdekinden daha sık meydana gelmelerine rağmen).

Potansiyel tesviye sistemi.

Bu nedenle, en büyük pratik tehlike, yıldırımın ikincil belirtileridir (başka bir deyişle, manyetikler). Bu durumda, çarpıcı faktörler şunlar olacaktır:

• ağın iletken kısımları arasında büyük bir potansiyel farkın ortaya çıkması;
• uzun kablolarda (kablolarda) yüksek voltaj endüksiyonu

Bu faktörlere karşı koruma sırasıyla:

• tüm iletken parçaların potansiyellerinin eşitlenmesi (en basit durumda - bir noktada bağlantı) ve topraklama döngüsünün düşük direnci;
• korumalı kabloların ekranlanması.

Potansiyel tesviye sisteminin bir açıklamasıyla başlayalım - bu temelde, herhangi bir koruyucu cihazın kullanılması olumlu bir sonuç vermeyecektir.

7.1.87. Bina girişinde aşağıdaki iletken parçalar birleştirilerek eşpotansiyel kuşaklama sistemi yapılmalıdır:

• ana (gövde) koruyucu iletken;
• ana (gövde) topraklama kablosu veya ana topraklama kelepçesi;
• binaların ve binalar arasındaki iletişimin çelik boruları;
• bina yapılarının metal aksamları, yıldırımdan korunma, merkezi ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme sistemleri. Bu tür iletken parçalar bina girişinde birbirine bağlanmalıdır.
• Güç aktarımı sırasında ek eşpotansiyel kuşaklama sistemlerinin tekrarlanması önerilir.

7.1.88.Sabit elektrik tesisatlarının açıkta kalan tüm iletken parçaları, üçüncü şahıslara ait iletken parçalar ve tüm elektrikli ekipmanların (prizler dahil) nötr koruyucu iletkenleri, ek eş potansiyel kuşaklama sistemine bağlanmalıdır...

Kablo blendajının, yıldırımdan korunmanın ve aktif ekipmanın şematik topraklaması PUE'nin yeni sürümü aşağıdaki gibi yapılmalıdır:

Kablo ekranlarının, paratonerlerin ve aktif ekipmanların yeni baskıya göre topraklanması PUE

Eski baskı aşağıdaki şemayı sağlarken:

PUE'nin eski baskısında kablo ekranlarının, paratonerlerin ve aktif ekipmanların topraklanması

Tüm dış önemsizliklerine rağmen farklılıklar oldukça temeldir. Örneğin, aktif ekipmanın yıldırımdan etkili bir şekilde korunması için, tüm potansiyellerin tek bir "toprak" (düşük toprak direnciyle de) etrafında salınması arzu edilir.

Ne yazık ki, yeni ve daha verimli bir PUE'ye göre Rusya'da çok az bina inşa ediliyor. Ve kesinlikle söyleyebiliriz - evlerimizde "toprak" yok.

Bu durumda ne yapmalı? İki seçenek vardır - evdeki tüm elektrik şebekesini yeniden tasarlamak (gerçekçi olmayan bir seçenek) veya makul ölçüde mevcut olanı kullanmak (ancak aynı zamanda neyi hedefleyeceğinizi de unutmayın).

Kabloların ve ekipmanların topraklanması.

Aktif ekipmanın topraklanması genellikle kolaydır. Bu bir endüstriyel seriyse, muhtemelen bunun için ayrılmış bir terminal vardır. Ucuz masaüstü modellerinde durum daha da kötüdür - "zemin" kavramına sahip değildirler (ve bu nedenle topraklanacak hiçbir şeyleri yoktur). Ve daha büyük hasar riski, daha düşük fiyatla tamamen telafi edilir.

Kablo altyapı sorunu çok daha karmaşıktır.Yararlı sinyali kaybetmeden topraklanabilecek tek kablo elemanı ekrandır. "Havalandırma" döşemek için bu tür kabloların kullanılması tavsiye edilir mi? Yanıt olarak, uzun bir alıntı yapmak istiyorum:

1995 yılında, bağımsız bir laboratuvar, ekranlı ve ekransız kablo sistemlerinin bir dizi karşılaştırmalı testini gerçekleştirdi. 1997 sonbaharında benzer testler yapıldı. 10 metre uzunluğunda kontrollü bir kablo bölümü, dış parazitlerden korunan bir yankı emici odaya yerleştirildi. Hattın bir ucu 100Base-T ağ hub'ına, diğer ucu ise PC ağ adaptörüne bağlıydı. Kablonun kontrol kısmı, 30 MHz ila 200 MHz frekans aralığında 3 V/m ve 10 V/m alan gücü ile parazite maruz bırakıldı. İki önemli sonuç elde edildi.

İlk olarak, kategori 5'teki korumasız bir kablodaki parazit seviyesi, RF alan voltajı 3 V / m olan korumalı bir kabloya göre 5-10 kat daha yüksek çıkıyor. İkincisi, ağ trafiğinin yokluğunda, blendajsız kablo üzerinde gerçekleştirilen ağ yoğunlaştırıcı, bazı frekanslarda %80'den fazla ağ yükü gösterir. 100Base-T protokolünün 60 MHz üzerindeki sinyal gücü çok düşüktür, ancak dalga formu geri kazanımı için çok önemlidir.Bununla birlikte, 100 MHz üzerindeki girişimde bile korumasız sistem testi geçemedi. Aynı zamanda, veri aktarım hızında iki büyüklük sırası azalma kaydedildi.

Blendajlı kablo sistemleri tüm testlerden geçmiştir, ancak başarılı çalışmaları için etkili topraklama şarttır.

Burada önemli bir noktaya dikkat edilmelidir.Geleneksel SCS'de topraklama, bir aktif ekipman portundan diğerine sürekli olarak hattın tüm uzunluğu boyunca yapılır (teorik olarak topraklamanın tek bir noktada sağlanması gerekmesine rağmen). Büyük bir dağıtılmış ağı düzgün bir şekilde topraklamak son derece zordur ve çoğu kurulumcu genellikle korumalı kablolar kullanmaz.

"Ev" ağlarında, ağın topraklanmasından değil, tek tek hatların topraklanmasından söz edilmelidir. Bunlar. Her bir hattı, metal bir tüp içine yerleştirilmiş korumasız, bükümlü bir çift olarak düşünebilirsiniz (sonuçta, kalkanın amacı, hattın "hava" kısmını korumaktır).

Bu, işleri büyük ölçüde basitleştirir. Sonuç olarak, blendajlı kablo kullanımı tavsiye edilenden daha fazladır. Ancak binaya girerken yalnızca iyi bir topraklama ile. Bunu aşağıdaki kurala göre her iki tarafta da yapmanız önerilir:

Kablo ekranının topraklanması

Bir yandan "ölü" topraklama yapılır. Öte yandan, galvanik izolasyon (kıvılcım aralığı, kondansatör, kıvılcım aralığı) yoluyla. Binalar arasındaki kapalı bir elektrik devresinde her iki tarafta basit topraklama yapılması durumunda istenmeyen eşitleme akımları ve/veya başıboş klempler oluşabilir.

İdeal olarak, iyi bir kesite sahip ayrı bir iletkenle evin bodrum katına topraklanması ve oradan doğrudan eşpotansiyel veriyoluna bağlanması tavsiye edilir. Ancak pratikte en yakın koruyucu sıfırın kullanılması yeterlidir.Aynı zamanda, ağın yıldırımdan korunma etkinliği azalır, ancak çok önemli ölçüde değil, sadece biraz (pratikte olduğundan ziyade teoride), evdeki elektrik tüketicilerinin artan potansiyelden zarar görme olasılığı artar.