Protezione contro i fulmini via cavo

Il compito principale può essere formulato. Questo, in primo luogo, per proteggere la rete dai temporali (principalmente scariche elettriche atmosferiche) e, in secondo luogo, per farlo senza danneggiare i cavi elettrici esistenti (e le utenze ad esso collegate). In questo caso è spesso necessario risolvere il problema "collaterale" di riportare a norma i dispositivi di messa a terra e di equipotenzialità in una rete di distribuzione reale.

Concetti basilari

Se parliamo di documenti, la protezione contro i fulmini deve essere conforme a RD 34.21.122-87 "Istruzioni per il dispositivo di protezione contro i fulmini di edifici e strutture" e GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 50571.20-2000.

Ecco le condizioni:

1. Fulmine diretto: contatto diretto del parafulmine con un edificio o una struttura, accompagnato dal flusso di fulmini che lo attraversa.
2. La manifestazione secondaria del fulmine è l'induzione di potenziali su elementi strutturali metallici, apparecchiature, in circuiti metallici aperti causati da scariche di fulmini nelle vicinanze e creando un rischio di scintille nell'oggetto protetto.
3. La deriva ad alto potenziale è il trasferimento di potenziali elettrici all'edificio o alla struttura protetta lungo comunicazioni metalliche estese (condotte sotterranee e terrestri, cavi, ecc.), che si verificano durante i fulmini diretti e ravvicinati e creano un rischio di scintille nell'oggetto protetto .

È difficile e costoso proteggersi da un fulmine diretto. Non è possibile posizionare un parafulmine su ogni cavo (sebbene sia possibile passare completamente alla fibra ottica con un cavo di supporto non metallico). Possiamo solo sperare nella trascurabile probabilità di un evento così spiacevole. E sopportare la possibilità di vaporizzazione del cavo e il completo esaurimento dell'apparecchiatura terminale (insieme alle protezioni).

D'altra parte, un pregiudizio ad alto potenziale non è troppo pericoloso, ovviamente, per un edificio residenziale, non per un deposito di polvere. Infatti, la durata dell'impulso causato da un fulmine è molto inferiore a un secondo (di solito si prendono come test 60 millisecondi o 0,06 secondi). La sezione dei fili a doppino intrecciato è di 0,4 mm. di conseguenza, sarà necessaria una tensione molto elevata per introdurre energia elevata. Questo, sfortunatamente, accade, proprio come è del tutto possibile che un fulmine diretto colpisca il tetto di una casa.

Non è realistico danneggiare un tipico alimentatore con un breve picco ad alta tensione. Il trasformatore non lo fa uscire dall'avvolgimento primario. E il convertitore di impulsi ha una protezione sufficiente.

Un esempio è il cablaggio elettrico nelle aree rurali, dove i cavi raggiungono l'edificio via etere e sono, ovviamente, soggetti a notevoli interruzioni durante i temporali. Normalmente non viene fornita alcuna protezione speciale (a parte fusibili o spinterometri).Ma i casi di guasto degli apparecchi elettrici non sono molto comuni (anche se accadono più spesso che in città).

Potenziale sistema di livellamento.

Pertanto, il più grande pericolo pratico sono le manifestazioni secondarie dei fulmini (in altre parole, i pickup). In questo caso, i fattori eclatanti saranno:

• la comparsa di una grande differenza di potenziale tra le parti conduttive della rete;
• induzione ad alta tensione in fili lunghi (cavi)

La protezione contro questi fattori è rispettivamente:

• equalizzazione dei potenziali di tutte le parti conduttive (nel caso più semplice - collegamento in un punto) e bassa resistenza del circuito di terra;
• schermatura dei cavi schermati.

Cominciamo con una descrizione del potenziale sistema di livellamento - da questa base, senza la quale l'uso di eventuali dispositivi di protezione non darà un risultato positivo.

7.1.87. All'ingresso dell'edificio deve essere realizzato un sistema di collegamento equipotenziale unendo le seguenti parti conduttive:

• principale (tronco) conduttore di protezione;
• filo di terra principale (tronco) o morsetto di terra principale;
• tubi d'acciaio di comunicazioni di edifici e tra edifici;
• parti metalliche di strutture edilizie, protezione contro i fulmini, impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria. Tali parti conduttive devono essere interconnesse all'ingresso dell'edificio.
• Si consiglia di ripetere ulteriori sistemi di collegamento equipotenziale durante il trasferimento di potenza.

7.1.88.Tutte le parti conduttive esposte di impianti elettrici fissi, parti conduttive di terzi e conduttori di protezione neutri di tutte le apparecchiature elettriche (comprese le prese) devono essere collegate al sistema equipotenziale aggiuntivo...

Messa a terra schematica della schermatura del cavo, protezione contro i fulmini e apparecchiature attive sec nuova edizione del PUE dovrebbe essere fatto come segue:

Messa a terra di schermature di cavi, parafulmini e apparecchiature attive secondo la nuova edizione PUE

Mentre la vecchia edizione prevedeva il seguente schema:

Messa a terra di schermature di cavi, parafulmini e apparecchiature attive nella vecchia edizione di PUE

Le differenze, nonostante tutta la loro insignificanza esterna, sono piuttosto fondamentali. Ad esempio, per un'efficace protezione contro i fulmini delle apparecchiature attive, è auspicabile che tutti i potenziali oscillino attorno a un'unica "terra" (anche con bassa resistenza di terra).

Purtroppo, in Russia vengono costruiti troppo pochi edifici secondo un PUE nuovo e più efficiente. E possiamo affermare con fermezza che non c'è "terra" nelle nostre case.

Cosa fare in questo caso? Ci sono due opzioni: riprogettare l'intera rete elettrica domestica (un'opzione irrealistica) o utilizzare ciò che è ragionevolmente disponibile (ma allo stesso tempo ricordare a cosa mirare).

Messa a terra di cavi e apparecchiature.

La messa a terra delle apparecchiature attive è solitamente facile. Se si tratta di una serie industriale, probabilmente c'è un terminale dedicato per questo. È peggio con i modelli desktop economici: semplicemente non hanno il concetto di "terra" (e quindi niente a terra). E il maggior rischio di danni è completamente compensato dal prezzo più basso.

La questione delle infrastrutture via cavo è molto più complessa.L'unico elemento del cavo che può essere messo a terra senza perdere il segnale utile è lo schermo. È consigliabile utilizzare tali cavi per la posa di «sfiati»? In risposta, vorrei solo citare una lunga citazione:

Nel 1995, un laboratorio indipendente ha condotto una serie di test comparativi di sistemi di cavi schermati e non schermati. Analoghe prove sono state effettuate nell'autunno del 1997. Un tratto controllato di cavo lungo 10 metri è stato posato in una camera ecoassorbente protetta dai disturbi esterni. Un'estremità della linea era collegata a un hub di rete 100Base-T e l'altra a un adattatore di rete per PC. La parte di controllo del cavo è stata esposta a interferenze con l'intensità del campo di 3 V / m e 10 V / m nell'intervallo di frequenza da 30 MHz a 200 MHz. Sono stati ottenuti due risultati significativi.

Innanzitutto, il livello di interferenza in un cavo non schermato di categoria 5 risulta essere 5-10 volte superiore rispetto a un cavo schermato con una tensione di campo RF di 3 V / m. In secondo luogo, in assenza di traffico di rete, il concentratore di rete eseguito su cavo non schermato mostra un carico di rete superiore all'80% ad alcune frequenze. La potenza del segnale del protocollo 100Base-T sopra i 60 MHz è molto bassa, ma molto importante per il recupero della forma d'onda.Tuttavia, anche con interferenze sopra i 100 MHz, il sistema non schermato non ha superato il test. Allo stesso tempo, è stata rilevata una diminuzione della velocità di trasmissione dei dati di due ordini di grandezza.

I sistemi di cavi schermati hanno superato tutti i test, ma un'efficace messa a terra è essenziale per il loro corretto funzionamento.

Qui va notato un punto importante.Nell'SCS tradizionale, la messa a terra viene eseguita lungo l'intera lunghezza della linea, in modo continuo da una porta dell'apparecchiatura attiva all'altra (sebbene in teoria la messa a terra dovrebbe essere fornita in un unico punto). È estremamente difficile mettere a terra correttamente una grande rete distribuita e la maggior parte degli installatori generalmente non utilizza cavi schermati.

Nelle reti "domestiche" non si dovrebbe parlare di messa a terra della rete, ma di messa a terra delle singole linee. Questi. Puoi pensare a ogni singola linea come a un doppino intrecciato non schermato inserito in un tubo metallico (dopotutto, lo scopo della schermatura è proteggere la parte "aria" della linea).

Questo semplifica notevolmente le cose. Di conseguenza, l'uso di un cavo schermato è più che consigliato. Ma solo con una buona messa a terra quando si entra nell'edificio. Si consiglia di eseguire questa operazione su entrambi i lati secondo la seguente regola:

Messa a terra della schermatura del cavo

Da un lato, viene eseguita una messa a terra «morta». D'altra parte, attraverso l'isolamento galvanico (spinterometro, condensatore, spinterometro). In caso di semplice messa a terra su entrambi i lati, in un circuito elettrico chiuso tra edifici, possono verificarsi correnti di equalizzazione indesiderate e/o morsetti vaganti.

Idealmente si consiglia di collegarlo a terra con un conduttore separato di discreta sezione al piano seminterrato dell'abitazione e collegarlo direttamente al bus equipotenziale. In pratica, tuttavia, è sufficiente utilizzare lo zero protettivo più vicino.Allo stesso tempo, l'efficacia della protezione contro i fulmini della rete diminuisce, ma non in modo troppo significativo, solo leggermente (piuttosto in teoria che in pratica) la probabilità di danni alle utenze elettriche in casa a causa dell'aumento del potenziale.