Kabel bliksembeveiliging

De hoofdtaak kan worden geformuleerd. Dit is ten eerste om het netwerk te beschermen tegen onweer (voornamelijk atmosferische elektrische ontladingen), en ten tweede om dit te doen zonder de bestaande elektrische draden (en de daarop aangesloten verbruikers) te beschadigen. In dit geval is het vaak nodig om het "onderpand" -probleem op te lossen om de aardings- en potentiaalvereffeningsapparaten in een echt distributienetwerk in normale toestand te brengen.

Basisconcepten

Als we het hebben over documenten, dan moet bliksembeveiliging voldoen aan RD 34.21.122-87 "Instructies voor het bliksembeveiligingsapparaat van gebouwen en constructies" en GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 50571.20-2000.

Dit zijn de voorwaarden:

1. Directe blikseminslag - direct contact van de bliksemafleider met een gebouw of constructie, vergezeld van de stroom van bliksem er doorheen.
2. De secundaire manifestatie van bliksem is de inductie van potentialen op metalen constructie-elementen, apparatuur, in open metalen circuits veroorzaakt door nabije bliksemontladingen en het creëren van een risico op vonken in het beschermde object.
3. Drift met hoog potentieel is de overdracht van elektrische potentialen naar het beschermde gebouw of constructie langs uitgebreide metalen verbindingen (ondergrondse en grondpijpleidingen, kabels, enz.), die optreden tijdens directe en nabije blikseminslagen en een risico op vonken in het beschermde object creëren .

Het is moeilijk en duur om je te beschermen tegen een directe blikseminslag. Niet over elke kabel kan een bliksemafleider worden geplaatst (hoewel je met een niet-metalen steunkabel wel volledig kunt overstappen op glasvezel). We kunnen alleen maar hopen op de verwaarloosbare waarschijnlijkheid van zo'n onaangename gebeurtenis. En doorstaan ​​de mogelijkheid van kabelverdamping en volledige doorbranding van de eindapparatuur (samen met de beveiligingen).

Aan de andere kant is een vertekening met een hoog potentieel natuurlijk niet al te gevaarlijk voor een woongebouw, niet voor een stofmagazijn. In feite is de duur van de puls veroorzaakt door bliksem veel minder dan een seconde (meestal wordt 60 milliseconden of 0,06 seconden als test genomen). De doorsnede van de twisted-pair draden is 0,4 mm. dienovereenkomstig zal een zeer grote spanning nodig zijn om hoge energie te introduceren. Dit gebeurt helaas - net zoals het heel goed mogelijk is dat een directe blikseminslag het dak van een huis raakt.

Het is niet realistisch om een ​​typische voeding te beschadigen met een korte hoogspanningspiek. De transformator laat het gewoon niet uit de primaire wikkeling. En de pulsomvormer heeft voldoende bescherming.

Een voorbeeld is elektrische bedrading in landelijke gebieden, waar de kabels het gebouw via de ether bereiken en natuurlijk onderhevig zijn aan aanzienlijke verstoring tijdens onweer. Normaal gesproken is er geen speciale bescherming (behalve zekeringen of vonkbruggen).Maar gevallen van uitval van elektrische apparaten komen niet vaak voor (hoewel ze vaker voorkomen dan in de stad).

Potentiële nivelleringssysteem.

Het grootste praktische gevaar zijn dus de secundaire manifestaties van bliksem (met andere woorden, pick-ups). In dit geval zijn de opvallende factoren:

• het verschijnen van een groot potentiaalverschil tussen de geleidende delen van het netwerk;
• hoogspanningsinductie in lange draden (kabels)

Bescherming tegen deze factoren is respectievelijk:

• egalisatie van de potentialen van alle geleidende delen (in het eenvoudigste geval - verbinding op één punt) en lage weerstand van de aardlus;
• afscherming van afgeschermde kabels.

Laten we beginnen met een beschrijving van het potentiële nivelleringssysteem - vanaf deze basis, zonder welke het gebruik van beschermende apparaten geen positief resultaat zal opleveren.

7.1.87. Bij de ingang van het gebouw moet een potentiaalvereffeningssysteem worden uitgevoerd door de volgende geleidende delen te combineren:

• hoofd (stam) beschermende geleider;
• hoofdaardingsdraad of hoofdaardingsklem;
• stalen buizen voor communicatie van gebouwen en tussen gebouwen;
• metalen onderdelen van bouwconstructies, bliksembeveiliging, centrale verwarming, ventilatie en airconditioningsystemen. Dergelijke geleidende delen moeten bij de ingang van het gebouw met elkaar worden verbonden.
• Het wordt aanbevolen om aanvullende potentiaalvereffeningssystemen te herhalen tijdens de vermogensoverdracht.

7.1.88.Alle blootgestelde geleidende delen van vaste elektrische installaties, geleidende delen van derden en neutrale beschermingsgeleiders van alle elektrische apparatuur (inclusief stopcontacten) moeten worden aangesloten op het aanvullende potentiaalvereffeningssysteem...

Schematische aarding van de kabelafscherming, bliksembeveiliging en actieve apparatuur vlgs nieuwe editie van PUE moet als volgt gebeuren:

Aarding van kabelschermen, bliksemafleiders en actieve apparatuur volgens de nieuwe editie PUE

Terwijl de oude editie voorzag in het volgende schema:

Aarding van kabelafschermingen, bliksemafleiders en actieve apparatuur in de oude editie van PUE

De verschillen zijn, ondanks al hun uiterlijke onbeduidendheid, vrij fundamenteel. Voor een effectieve bliksembeveiliging van actieve apparatuur is het bijvoorbeeld wenselijk dat alle potentialen rond een enkele "aarde" oscilleren (ook met lage aardingsweerstand).

Helaas worden er in Rusland te weinig gebouwen gebouwd volgens een nieuwe, efficiëntere PUE. En we kunnen stellig zeggen - er is geen "aarde" in onze huizen.

Wat te doen in dit geval? Er zijn twee opties: het hele stroomnetwerk in huis opnieuw ontwerpen (een onrealistische optie), of gebruiken wat redelijkerwijs beschikbaar is (maar tegelijkertijd onthouden waar je naar moet streven).

Aarding van kabels en apparatuur.

Het aarden van actieve apparatuur is meestal eenvoudig. Als het een industriële serie is, dan is daar waarschijnlijk een speciale terminal voor. Het is erger met goedkope desktopmodellen - ze hebben gewoon niet het concept van "aarding" (en dus niets om te aarden). En het grotere risico op schade wordt volledig gecompenseerd door de lagere prijs.

Het vraagstuk van de kabelinfrastructuur is veel complexer.Het enige kabelelement dat kan worden geaard zonder het bruikbare signaal te verliezen, is de afscherming. Is het raadzaam om dergelijke kabels te gebruiken voor het leggen van «ventilatieopeningen»? Als antwoord wil ik graag een lang citaat citeren:

In 1995 voerde een onafhankelijk laboratorium een ​​reeks vergelijkende tests uit van afgeschermde en niet-afgeschermde kabelsystemen. Soortgelijke proeven werden uitgevoerd in het najaar van 1997. Een gecontroleerd stuk kabel van 10 meter lang werd gelegd in een echo-absorberende kamer beschermd tegen externe storingen. Het ene uiteinde van de lijn was aangesloten op een 100Base-T netwerkhub en het andere op een pc-netwerkadapter. Het besturingsgedeelte van de kabel werd blootgesteld aan interferentie met de veldsterkte van 3 V/m en 10 V/m in het frequentiebereik van 30 MHz tot 200 MHz. Er werden twee significante resultaten behaald.

Ten eerste blijkt het stoorniveau in een niet-afgeschermde kabel van categorie 5 5-10 keer hoger te zijn dan in een afgeschermde kabel met een RF-veldspanning van 3 V/m. Ten tweede, bij afwezigheid van netwerkverkeer, vertoont de netwerkconcentrator uitgevoerd op niet-afgeschermde kabel meer dan 80% netwerkbelasting bij sommige frequenties. De signaalsterkte van het 100Base-T-protocol boven 60 MHz is erg laag, maar erg belangrijk voor golfvormherstel.Maar zelfs met interferentie boven 100 MHz slaagde het niet-afgeschermde systeem niet voor de test. Tegelijkertijd werd een afname van de datatransmissiesnelheid met twee ordes van grootte opgemerkt.

Afgeschermde kabelsystemen hebben alle tests doorstaan, maar effectieve aarding is essentieel voor een succesvolle werking.

Een belangrijk punt moet hier worden opgemerkt.Bij traditionele SCS wordt aarding uitgevoerd over de gehele lengte van de lijn - continu van de ene actieve apparatuurpoort naar de andere (hoewel in theorie aarding op één punt zou moeten plaatsvinden). Het is uiterst moeilijk om een ​​groot gedistribueerd netwerk goed te aarden en de meeste installateurs gebruiken over het algemeen geen afgeschermde kabels.

In "thuisnetwerken" moet men niet praten over het aarden van het netwerk, maar over het aarden van individuele lijnen. Deze. Je kunt elke afzonderlijke lijn zien als een niet-afgeschermd getwist paar dat in een metalen buis is geplaatst (het doel van de afscherming is tenslotte om het "lucht"-gedeelte van de lijn te beschermen).

Dit vereenvoudigt de zaken enorm. Hierdoor is het gebruik van afgeschermde kabel meer dan aan te raden. Maar alleen met een goede aarding bij het betreden van het pand. Het wordt aanbevolen om dit aan beide zijden te doen volgens de volgende regel:

Aarding van de kabelafscherming

Enerzijds wordt een «dode» aarding uitgevoerd. Anderzijds door galvanische scheiding (vonkbrug, condensator, vonkbrug). Bij eenvoudige tweezijdige aarding kunnen in een gesloten elektrisch circuit tussen gebouwen ongewenste egalisatiestromen en/of zwerfstroomklemmen ontstaan.

Idealiter is het raadzaam om deze met een aparte geleider met een behoorlijke doorsnede naar de kelder van het huis te aarden en daar rechtstreeks op de equipotentiaalbus aan te sluiten. In de praktijk is het echter voldoende om de dichtstbijzijnde beschermende nul te gebruiken.Tegelijkertijd neemt de effectiviteit van de bliksembeveiliging van het netwerk af, maar niet te significant, slechts in geringe mate (liever in theorie dan in de praktijk) neemt de kans op schade aan elektrische verbruikers in huis door het verhoogde potentieel toe.