Kaapeli-ukkossuojaus

Päätehtävä voidaan muotoilla. Tällä pyritään ensinnäkin suojaamaan verkkoa ukkosmyrskyiltä (pääasiassa ilmakehän sähköpurkauksilta) ja toiseksi tämän tekemiseksi vahingoittamatta olemassa olevia sähköjohtoja (ja siihen kytkettyjä kuluttajia). Tässä tapauksessa on usein tarpeen ratkaista "vakuus"-ongelma saada maadoitus- ja potentiaalintasauslaitteet normaalitilaan todellisessa jakeluverkossa.

Peruskonseptit

Jos puhumme asiakirjoista, ukkossuojauksen on oltava RD 34.21.122-87 "Rakennusten ja rakenteiden ukkossuojauslaitteiden ohjeet" ja GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 50571.20-2000.

Tässä ovat ehdot:

1. Suora salamanisku – salamanvarren suora kosketus rakennukseen tai rakenteeseen, johon liittyy salaman virtaus sen läpi.
2. Salaman toissijainen ilmentymä on lähellä olevien salamanpurkausten aiheuttama potentiaalien induktio metallirakenneosissa, laitteissa, avoimissa metallipiireissä ja aiheuttaa kipinöintiriskin suojattavaan kohteeseen.
3. Suuripotentiaalinen ajautuminen on sähköpotentiaalien siirtymistä suojattuun rakennukseen tai rakenteeseen pitkiä metalliyhteyksiä pitkin (maanalaiset ja maaputket, kaapelit jne.), joka tapahtuu suorien ja lähellä olevien salamaniskujen aikana ja luo kipinäriskin suojattavaan kohteeseen .

Suoralta salamaniskulta suojautuminen on vaikeaa ja kallista. Jokaisen kaapelin päälle ei voi asettaa salamanvarsi (vaikka kuituoptiikkaan voi siirtyä kokonaan ei-metallisella tukikaapelilla). Voimme vain toivoa tällaisen epämiellyttävän tapahtuman mitätöntä todennäköisyyttä. Ja kestää kaapelin höyrystymisen ja päätelaitteiden täydellisen palamisen (suojausten kanssa).

Toisaalta suuri potentiaalinen harha ei tietenkään ole liian vaarallinen asuinrakennukselle, ei pölyvarastolle. Itse asiassa salaman aiheuttaman pulssin kesto on paljon vähemmän kuin sekunti (testiksi otetaan yleensä 60 millisekuntia tai 0,06 sekuntia). Kierrettyjen parijohtojen poikkileikkaus on 0,4 mm. näin ollen tarvitaan erittäin suuri jännite suuren energian tuomiseksi. Näin valitettavasti tapahtuu – aivan kuten on täysin mahdollista, että suora salama osuu talon kattoon.

Ei ole realistista vahingoittaa tyypillistä virtalähdettä lyhyellä korkeajännitepiikillä. Muuntaja ei vain päästä sitä ulos ensiökäämistä. Ja pulssimuuntimessa on tarpeeksi suojaa.

Esimerkki on sähköjohdot maaseutualueilla, joissa kaapelit saavuttavat rakennuksen ilmassa ja ovat luonnollisesti alttiina merkittäville häiriöille ukkosmyrskyjen aikana. Mitään erityistä suojausta (muita kuin sulakkeita tai kipinäväliä) ei normaalisti tarjota.Mutta sähkölaitteiden vikatilanteet eivät ole kovin yleisiä (vaikka niitä tapahtuu useammin kuin kaupungissa).

Mahdollinen tasoitusjärjestelmä.

Siten suurin käytännön vaara on salaman toissijaiset ilmenemismuodot (toisin sanoen mikit). Tässä tapauksessa silmiinpistäviä tekijöitä ovat:

• suuren potentiaalieron esiintyminen verkon johtavien osien välillä;
• korkeajänniteinduktio pitkissä johtimissa (kaapeleissa)

Suojaus näitä tekijöitä vastaan ​​on vastaavasti:

• kaikkien johtavien osien potentiaalien tasaus (yksinkertaisimmassa tapauksessa - liitäntä yhdessä pisteessä) ja maasilmukan alhainen vastus;
• suojattujen kaapeleiden suojaus.

Aloitetaan kuvauksella mahdollisesta tasoitusjärjestelmästä - tältä pohjalta, jota ilman suojalaitteiden käyttö ei anna positiivista tulosta.

7.1.87. Rakennuksen sisäänkäynnissä on suoritettava potentiaalintasausjärjestelmä yhdistämällä seuraavat johtavat osat:

• pää (runko) suojajohdin;
• pää (runko) maadoitusjohto tai päämaadoituspuristin;
• rakennusten ja rakennusten välisten yhteyksien teräsputket;
• rakennusten metalliosat, ukkossuojat, keskuslämmitys, ilmanvaihto ja ilmastointijärjestelmät. Tällaiset johtavat osat on liitettävä toisiinsa rakennuksen sisäänkäynnissä.
• On suositeltavaa, että lisäpotentiaalintasausjärjestelmät toistetaan tehonsiirron aikana.

7.1.88.Kaikki kiinteiden sähköasennusten avoimet johtavat osat, kolmansien osapuolien johtavat osat ja kaikkien sähkölaitteiden nollasuojajohtimet (mukaan lukien pistorasiat) on liitettävä lisäpotentiaalintasausjärjestelmään...

Kaapelin suojavaipan, ukkossuojan ja aktiivisten laitteiden kaavamainen maadoitus PUE:n uusi painos tulee tehdä seuraavasti:

Kaapelin suojavaivojen, ukkossuojainten ja aktiivisten laitteiden maadoitus uuden painoksen mukaan PUE

Vaikka vanha painos sisälsi seuraavan kaavan:

Kaapelisuojusten, ukkossuojaimien ja aktiivisten laitteiden maadoitus PUE:n vanhassa versiossa

Kaikesta ulkoisesta merkityksettömyydestään huolimatta erot ovat perustavanlaatuisia. Esimerkiksi aktiivisen laitteiston tehokkaan salamansuojauksen kannalta on toivottavaa, että kaikki potentiaalit värähtelevät yhden "maan" ympärillä (myös alhaisella maavastusresistanssilla).

Valitettavasti Venäjällä rakennetaan liian vähän rakennuksia uuden tehokkaamman PUE:n mukaan. Ja voimme lujasti sanoa - taloissamme ei ole "maata".

Mitä tehdä tässä tapauksessa? Vaihtoehtoja on kaksi - suunnitella koko sähköverkko uudelleen kotona (epärealistinen vaihtoehto) tai käyttää sitä, mikä on kohtuullisesti saatavilla (mutta samalla muistaa mihin pyrkiä).

Kaapeleiden ja laitteiden maadoitus.

Aktiivisten laitteiden maadoitus on yleensä helppoa. Jos kyseessä on teollisuussarja, sille on luultavasti erillinen pääte. Se on pahempaa halvoilla pöytämalleilla - niissä ei yksinkertaisesti ole "maa"-käsitettä (eikä siis mitään maadettavaa). Ja suurempi vahinkoriski korvataan täysin alhaisemmalla hinnalla.

Kaapeliinfrastruktuurikysymys on paljon monimutkaisempi.Ainoa kaapelielementti, joka voidaan maadoittaa menettämättä hyödyllistä signaalia, on suoja. Onko suositeltavaa käyttää tällaisia ​​kaapeleita "tuuletusaukkojen" asentamiseen? Vastauksena haluaisin lainata pitkän lainauksen:

Vuonna 1995 riippumaton laboratorio suoritti sarjan vertailutestejä suojatuille ja suojaamattomille kaapelijärjestelmille. Vastaavia kokeita tehtiin syksyllä 1997. Ohjattu 10 metriä pitkä kaapeliosuus laskettiin kaiunvaimennuskammioon, joka oli suojattu ulkoisilta häiriöiltä. Linjan toinen pää oli kytketty 100Base-T-verkkokeskittimeen ja toinen PC-verkkosovittimeen. Kaapelin ohjausosa altistui häiriöille kentänvoimakkuuksilla 3 V / m ja 10 V / m taajuusalueella 30 MHz - 200 MHz. Saatiin kaksi merkittävää tulosta.

Ensinnäkin luokan 5 suojaamattoman kaapelin häiriötaso osoittautuu 5-10 kertaa korkeammaksi kuin suojatussa kaapelissa, jonka RF-kenttäjännite on 3 V / m. Toiseksi, verkkoliikenteen puuttuessa suojaamattomalla kaapelilla suoritettu verkkokeskittäjä näyttää yli 80 % verkon kuormitusta joillakin taajuuksilla. 100Base-T-protokollan signaalinvoimakkuus yli 60 MHz:n taajuudella on erittäin alhainen, mutta erittäin tärkeä aaltomuodon palautuksen kannalta, mutta jopa yli 100 MHz:n häiriöillä suojaamaton järjestelmä epäonnistui testissä. Samalla havaittiin tiedonsiirtonopeuden pieneneminen kahdella suuruusluokalla.

Suojatut kaapelijärjestelmät ovat läpäisseet kaikki testit, mutta tehokas maadoitus on niiden onnistuneen toiminnan edellytys.

Tässä on syytä mainita tärkeä seikka.Perinteisessä SCS:ssä maadoitus tehdään koko linjan pituudelta – jatkuvasti aktiivisesta laiteportista toiseen (vaikka maadoitus tulisi teoriassa järjestää yhdessä pisteessä). Suuren hajautetun verkon maadoitus on erittäin vaikeaa, ja useimmat asentajat eivät yleensä käytä suojattuja kaapeleita.

"Kotiverkoissa" ei pidä puhua verkon maadoittamisesta, vaan yksittäisten linjojen maadoittamisesta. Nämä. Voit ajatella jokaista yksittäistä siimaa suojaamattomana kierrettynä parina, joka on sijoitettu metalliputkeen (suojan tarkoitushan on suojata siiman "ilma"-osaa).

Tämä yksinkertaistaa asioita suuresti. Tämän seurauksena suojatun kaapelin käyttö on enemmän kuin suositeltavaa. Mutta vain hyvällä maadoituksella rakennukseen tullessa. On suositeltavaa tehdä tämä molemmin puolin seuraavan säännön mukaisesti:

Kaapelin suojavaipan maadoitus

Toisaalta suoritetaan "kuollut" maadoitus. Toisaalta galvaanisen eristyksen kautta (kipinäväli, kondensaattori, kipinäväli). Jos kyseessä on yksinkertainen maadoitus molemmilla puolilla, suljetussa sähköpiirissä rakennusten välillä voi esiintyä ei-toivottuja tasausvirtoja ja/tai hajapuristuksia.

Ihannetapauksessa on suositeltavaa maadoittaa se erillisellä, kunnollisen poikkileikkauksen omaavalla johtimella talon kellariin ja liittää sinne suoraan potentiaalintasausväylään. Käytännössä riittää kuitenkin lähimmän suojanollan käyttäminen.Samalla verkon ukkossuojauksen tehokkuus laskee, mutta ei liian merkittävästi, vain hieman (mielummin teoriassa kuin käytännössä) talon sähkönkuluttajien vaurioitumisen todennäköisyys lisääntyneen potentiaalin seurauksena kasvaa.