Chống sét cáp
Nhiệm vụ chính có thể được xây dựng. Thứ nhất, điều này là để bảo vệ mạng khỏi giông bão (chủ yếu là phóng điện trong khí quyển) và thứ hai, để làm điều này mà không làm hỏng dây điện hiện có (và người tiêu dùng kết nối với nó). Trong trường hợp này, thường cần phải giải quyết vấn đề "tài sản thế chấp" là đưa các thiết bị nối đất và cân bằng điện thế về trạng thái bình thường trong mạng phân phối thực.
Các khái niệm cơ bản
Nếu chúng ta nói về các tài liệu, thì việc chống sét phải tuân theo RD 34.21.122-87 "Hướng dẫn về thiết bị chống sét cho các tòa nhà và công trình" và GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 50571.20-2000.
Dưới đây là các điều kiện:
- Sét đánh trực tiếp — sự tiếp xúc trực tiếp của cột thu lôi với tòa nhà hoặc cấu trúc, kèm theo dòng sét xuyên qua nó.
- Biểu hiện thứ cấp của sét là sự cảm ứng điện thế trên các phần tử kết cấu kim loại, thiết bị, trong các mạch kim loại hở do phóng điện sét gần đó và tạo ra nguy cơ phóng tia lửa trong đối tượng được bảo vệ.
- Sự trôi dạt điện thế cao là sự truyền điện thế đến tòa nhà hoặc cấu trúc được bảo vệ dọc theo các đường thông tin liên lạc bằng kim loại mở rộng (đường ống ngầm và trên mặt đất, dây cáp, v.v.), xảy ra trong quá trình sét đánh trực tiếp và gần và tạo ra nguy cơ phóng tia lửa trong đối tượng được bảo vệ .
Rất khó và tốn kém để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp. Không thể đặt một cột thu lôi trên mọi sợi cáp (mặc dù bạn hoàn toàn có thể chuyển sang cáp quang với cáp hỗ trợ phi kim loại). Chúng ta chỉ có thể hy vọng vào xác suất không đáng kể của một sự kiện khó chịu như vậy. Và chịu đựng khả năng cáp bị bốc hơi và thiết bị đầu cuối bị cháy hoàn toàn (cùng với các biện pháp bảo vệ).
Mặt khác, độ lệch tiềm năng cao không quá nguy hiểm, tất nhiên, đối với một tòa nhà dân cư, không phải kho chứa bụi. Trên thực tế, khoảng thời gian của xung do sét gây ra nhỏ hơn nhiều so với một giây (60 mili giây hoặc 0,06 giây thường được lấy làm phép thử). Tiết diện của dây xoắn đôi là 0,4 mm. theo đó, một điện áp rất lớn sẽ được yêu cầu để tạo ra năng lượng cao. Thật không may, điều này lại xảy ra—giống như việc sét đánh trực tiếp vào mái nhà là hoàn toàn có thể xảy ra.
Sẽ không thực tế nếu làm hỏng nguồn điện điển hình với điện áp cao tăng đột biến trong thời gian ngắn. Máy biến áp sẽ không để nó ra khỏi cuộn sơ cấp. Và bộ chuyển đổi xung có đủ bảo vệ.
Một ví dụ là hệ thống dây điện ở các vùng nông thôn—nơi dây cáp nối với tòa nhà qua không trung và tất nhiên, có thể bị gián đoạn đáng kể khi có giông bão. Thông thường không có biện pháp bảo vệ đặc biệt nào (ngoài cầu chì hoặc khe hở tia lửa điện).Nhưng các trường hợp hỏng hóc đồ điện không phổ biến lắm (mặc dù chúng xảy ra thường xuyên hơn ở thành phố).
Hệ thống thăng cấp tiềm năng.
Do đó, mối nguy hiểm thực tế lớn nhất là các biểu hiện thứ cấp của sét (hay nói cách khác là hiện tượng đón điện). Trong trường hợp này, các yếu tố nổi bật sẽ là:
- sự xuất hiện của một sự khác biệt tiềm năng lớn giữa các bộ phận dẫn điện của mạng;
- cảm ứng điện áp cao trong dây dài (cáp)
Bảo vệ chống lại các yếu tố này tương ứng là:
- cân bằng tiềm năng của tất cả các bộ phận dẫn điện (trong trường hợp đơn giản nhất - kết nối tại một điểm) và điện trở thấp của vòng nối đất;
- che chắn của cáp được che chắn.
Hãy bắt đầu với mô tả về hệ thống cân bằng tiềm năng - từ cơ sở này, nếu không có nó thì việc sử dụng bất kỳ thiết bị bảo vệ nào sẽ không mang lại kết quả khả quan.
7.1.87. Ở lối vào tòa nhà, hệ thống liên kết đẳng thế phải được thực hiện bằng cách kết hợp các bộ phận dẫn điện sau:
- chính (thân cây) Dây dẫn bảo vệ;
- dây nối đất chính (thân cây) hoặc kẹp nối đất chính;
- ống thép liên lạc giữa các tòa nhà và giữa các tòa nhà;
- các bộ phận kim loại của kết cấu tòa nhà, hệ thống chống sét, sưởi ấm trung tâm, thông gió và điều hòa không khí. Các bộ phận dẫn điện như vậy phải được kết nối với nhau ở lối vào tòa nhà.
- Nên lặp lại các hệ thống liên kết đẳng thế bổ sung trong quá trình truyền tải điện năng.
7.1.88.Tất cả các bộ phận dẫn điện để hở của hệ thống lắp đặt điện cố định, bộ phận dẫn điện của bên thứ ba và dây dẫn bảo vệ trung tính của tất cả các thiết bị điện (bao gồm cả ổ cắm) phải được kết nối với hệ thống liên kết đẳng thế bổ sung...
Sơ đồ nối đất vỏ cáp, chống sét và thiết bị tích cực phiên bản mới của PUE nên được thực hiện như sau:
Nối đất lưới chắn cáp, chống sét và các thiết bị đang hoạt động theo phiên bản mới PUE
Trong khi phiên bản cũ cung cấp cho sơ đồ sau:
Nối đất cho cáp, chống sét và thiết bị tích cực trong phiên bản cũ của PUE
Sự khác biệt, đối với tất cả tầm quan trọng bên ngoài của chúng, là khá cơ bản. Ví dụ, để chống sét hiệu quả cho thiết bị đang hoạt động, điều mong muốn là tất cả các điện thế dao động xung quanh một "mặt đất" duy nhất (đồng thời, với điện trở đất thấp).
Than ôi, quá ít tòa nhà được xây dựng ở Nga theo PUE mới, hiệu quả hơn. Và chúng tôi có thể khẳng định chắc chắn - không có "trái đất" nào trong nhà của chúng tôi.
Phải làm gì trong trường hợp này? Có hai lựa chọn - thiết kế lại toàn bộ mạng lưới điện tại nhà (một lựa chọn không thực tế) hoặc sử dụng những gì hợp lý sẵn có (nhưng đồng thời nhớ những gì cần hướng tới).
Nối đất cáp và thiết bị.
Nối đất thiết bị hoạt động thường dễ dàng. Nếu đó là một loạt phim công nghiệp, thì có lẽ sẽ có một thiết bị đầu cuối chuyên dụng cho việc đó. Điều tồi tệ hơn với các mẫu máy tính để bàn giá rẻ — đơn giản là chúng không có khái niệm "tiếp đất" (và do đó không có gì tiếp đất). Và rủi ro thiệt hại lớn hơn được bù đắp hoàn toàn bằng giá thấp hơn.
Vấn đề cơ sở hạ tầng cáp phức tạp hơn nhiều.Phần tử cáp duy nhất có thể được nối đất mà không làm mất tín hiệu hữu ích là tấm chắn. Có nên sử dụng các loại cáp như vậy để đặt «lỗ thông hơi» không? Để đáp lại, tôi chỉ xin trích dẫn một câu trích dài:
Năm 1995, một phòng thí nghiệm độc lập đã tiến hành một loạt các thử nghiệm so sánh hệ thống cáp có vỏ bọc và không có vỏ bọc. Các thử nghiệm tương tự đã được thực hiện vào mùa thu năm 1997. Một đoạn cáp dài 10 mét có kiểm soát được đặt trong buồng hấp thụ tiếng vang được bảo vệ khỏi nhiễu loạn bên ngoài. Một đầu của đường dây được kết nối với trung tâm mạng 100Base-T và đầu kia với bộ điều hợp mạng PC. Phần điều khiển của cáp bị nhiễu với cường độ trường 3 V/m và 10 V/m trong dải tần từ 30 MHz đến 200 MHz. Hai kết quả quan trọng đã thu được.
Đầu tiên, mức nhiễu trong cáp không được che chắn thuộc loại 5 cao hơn 5-10 lần so với cáp được che chắn có điện áp trường RF là 3 V / m. Thứ hai, trong trường hợp không có lưu lượng mạng, bộ tập trung mạng được thực hiện trên cáp không được che chắn cho thấy hơn 80% tải mạng ở một số tần số. Cường độ tín hiệu của giao thức 100Base-T trên 60 MHz là rất thấp, nhưng lại rất quan trọng đối với việc khôi phục dạng sóng. Đồng thời, tốc độ truyền dữ liệu giảm hai bậc đã được ghi nhận.
Các hệ thống cáp có vỏ bọc đã vượt qua tất cả các thử nghiệm, nhưng việc nối đất hiệu quả là điều cần thiết để chúng hoạt động thành công.
Một điểm quan trọng cần được lưu ý ở đây.Trong SCS truyền thống, việc nối đất được thực hiện dọc theo toàn bộ chiều dài của đường dây—liên tục từ cổng thiết bị đang hoạt động này sang cổng thiết bị khác (mặc dù trên lý thuyết, việc nối đất nên được cung cấp tại một điểm duy nhất). Rất khó để nối đất đúng cách cho một mạng phân tán lớn và hầu hết những người lắp đặt thường không sử dụng cáp có vỏ bọc.
Trong các mạng "gia đình", người ta không nên nói về việc nối đất mạng mà nói về việc nối đất các đường dây riêng lẻ. Những cái này. Bạn có thể coi từng đường dây riêng lẻ giống như một cặp xoắn không được che chắn đặt trong một ống kim loại (xét cho cùng, mục đích của tấm chắn là để bảo vệ phần "không khí" của đường dây).
Điều này rất đơn giản hóa mọi thứ. Do đó, việc sử dụng cáp có vỏ bọc được khuyến nghị nhiều hơn. Nhưng chỉ với nền đất tốt khi bước vào tòa nhà. Nên làm điều này ở cả hai bên theo quy tắc sau:
Nối đất của tấm chắn cáp
Một mặt, việc nối đất "chết" được thực hiện. Mặt khác, thông qua cách ly điện (spark gap, tụ điện, spark gap). Trong trường hợp nối đất đơn giản ở cả hai phía, trong mạch điện kín giữa các tòa nhà, có thể xảy ra dòng điện cân bằng không mong muốn và/hoặc kẹp đi lạc.
Tốt nhất, nên nối đất với một dây dẫn riêng có tiết diện đàng hoàng xuống tầng hầm của ngôi nhà và kết nối trực tiếp ở đó với xe buýt đẳng thế. Tuy nhiên, trong thực tế, chỉ cần sử dụng số 0 bảo vệ gần nhất là đủ.Đồng thời, hiệu quả chống sét của mạng giảm, nhưng không quá đáng kể, chỉ tăng nhẹ (về lý thuyết hơn là thực tế) xác suất thiệt hại cho người tiêu dùng điện trong nhà do tăng điện thế.