Меню

Как защитить оборудование от молнии



Активные и пассивные системы защиты от молнии

Молния — опасное природное явление, способное повлечь разрушительные последствия в случае попадания в какой-либо объект. В результате поражения предмета или человека молния создает мощную тепловую энергию, которая становится причиной пожаров, а при попадании в человека вызвать серьезные увечья или летальный исход.

Защита от молнии — важнейшая задача, которую необходимо решить, чтобы обезопасить здоровье проживающих в доме жильцов и сохранность имущества.

Содержание

  1. Разновидности защитных систем
  2. Активная внешняя защита
  3. Пассивная внешняя защита
  4. Молниеприемник
  5. Токоотводы
  6. Заземлитель
  7. Сечения проводников
  8. Внутренняя защита
  9. Методы крепления элементов
  10. Проверка работоспособности системы
  11. Советы по эксплуатации системы
  12. Изготовление защиты своими руками

Разновидности защитных систем

Существует два основных типа молниезащиты — внутренняя и внешняя. Внутренняя защита подразумевает комплекс мероприятий, направленных на предотвращение перенапряжений в электрических системах здания.

Внешняя защита нацелена на непосредственную нейтрализацию заряда молнии. В свою очередь внешнюю защиту принято подразделять еще на два вида — активную и пассивную. Активная защита основывается на ионизации воздуха молниеприемником в окружающей среде, в результате происходит перехват заряда молнии и его нейтрализация. Пассивная молниезащита отводит заряд молнии в другую среду (в землю).

Активная внешняя защита

Основной компонент активной защиты — активный молниеприемник. Устройство откликается на возрастание напряженности электромагнитного поля, появляющегося вследствие приближения грозы. В составе системы есть конденсаторы, которые заряжаются от напряжения, наведенного грозовым фронтом на антенны прибора. Как только показатель достигает 12 – 14 кВт, разрядники пробиваются, в результате чего формируется короткий высоковольтный импульс (свыше 200 кВт). Полярность импульса обратно пропорциональна полярности грозового фронта. Импульс многократно увеличивает защитную зону молниеприемника.

Активные системы актуальны, когда использование традиционных молниезащитных приспособлений нецелесообразно в силу каких-либо причин. Особенно часто активную защиту применяют в морских портах, на строительных объектах, в местах скопления значительного количества людей.

Достоинства активных систем защиты:

  1. Увеличенный радиус действия в сравнении с пассивными защитными комплексами.
  2. Высокий уровень защищенности.
  3. Автономность работы. Нет необходимости в сторонних источниках питания.
  4. Активация системы только при наличии реальной угрозы приближения грозового фронта.

Главный недостаток активных систем — высокая стоимость в сравнении с традиционным способом организации защиты от ударов молнии.

Пассивная внешняя защита

Это наиболее распространенный способ защиты, который состоит в отводе разряда молнии в землю. Система отличается конструктивной простотой и при правильном подходе может быть сконструирована своими руками, без помощи специалистов.

Однако при возведении придется принять во внимание некоторые нюансы, включающие особенности материала кровли, тип крыши, разновидность грунта. Система потребует затрат на ежегодную профилактическую проверку. Пассивная защита включает три компонента — молниеприемник, токоотводы и заземлитель.

Молниеприемник

Устройство грозозащиты представляет собой стержень из металла, изготовленный из стали, меди или алюминия. На молниеприемник приходится разряд молнии. Исходя из этого факта, приемник располагают на максимально высоком участке кровли.

Существует три типа молниеприемников:

  1. Стержневой — наиболее простой тип приемников. В качестве стандарта признан металлический штырь диаметром от 10 до 20 миллиметров и длиной более 2,5 метра. Подойдет металлическая труба с заваренными торцами. Количество штырей зависит от размеров защищаемого здания: для домов площадью до 200 квадратных метров достаточно пары стержней, установленных в 10 метрах друг от друга. Чтобы разряд не перекинулся на здание, громоотводы устанавливают на кровле с помощью деревянных брусков или особых фиксаторов. Возможен вариант монтажа приемников на выделенной опоре около здания или даже на дереве. В любом случае молниеприемник должен находиться выше уровня крыши здания.
  2. Тросовый приемник, где в качестве отвода применяется трос, протянутый между парой подпорок. Трос идет к токоотводу и заземлителю. Тросовый молниеприемник актуален для временных строений и для шиферных крыш. Важное условие: трос не должен соприкасаться с кровлей.
  3. Сеточный приемник — самая сложная защита от грозы в плане установки. Применяется на кровлях из металлочерепицы. Представляет собой сетку, сотканную из алюминиевой или стальной проволоки. Сечение проволоки — от 6 миллиметров и более. Сетку растягивают по всей площади кровли таким образом, чтобы ячейки сформировали квадрат размером приблизительно 6 на 6 метров. Сетка не должна соприкасаться с крышей, поэтому ее фиксируют на специальных опорах из древесины или другого токонепроводящего материала на высоте 6 – 10 сантиметров.

Токоотводы

Устройство представляет собой проводник из металла, призванный соединять молниеприемник с заземлителем. Задача токоотвода — передача электрического разряда от приемника к заземляющему устройству. Количество отводов зависит от количества молниеприемников.

В качестве отвода обычно используют стальную проволоку диаметром 6 и более миллиметров. Подойдет металлическая лента толщиной от 2 миллиметров и шириной от 30 миллиметров. Токоотвод соединяют с приемником болтами, пайкой или сваркой.

При наличии стен из кирпича или пеноблока (т. е. стен из негорючего материала) токоотвод фиксируют вдоль стены. Токоотвод обычно стараются проложить в неприметном месте, чтобы устройство не портило внешний вид стены. При выборе места следует избегать участков в непосредственной близости от окон и дверей.

Заземлитель

Заземление включает закопанные в грунт металлические заземлители. Все заземляющие устройства объединяют металлическими шинами в едином контуре. Наиболее простым заземлителем считаются пара прутов, вкопанных в землю на глубину 2 – 3 метра. Расстояние между прутами — от 3 метров и более. Соединение прутов осуществляется на глубине 50 – 80 сантиметров под землей. Токоотвод присоединяют к этой перемычке.

В случае с высоким уровнем грунтовых вод рекомендуется располагать заземляющее устройство горизонтально на глубине от 80 сантиметров. В качестве заземлителя лучше использовать металлический уголок или полосу.

Обратите внимание! Затраты на создание молниезащиты можно уменьшить, если использовать железобетонный фундамент как часть защитной системы. Для этого арматуру фундамента соединяют с молниеприемниками. В результате получается естественное заземляющее устройство.

Сечения проводников

Для каждого из элементов системы используют проводники разных сечений. Наименьшие допустимые сечения указаны в таблице:

Материал Рекомендованное сечение
Токоотвод Заземлитель
Сталь 50 квадратных мм/RD8 50 квадратных мм/RD8 80 квадратных мм/RD10
Алюминий 70 квадратных мм/RD10 25 квадратных мм/RD6 Не применяется
Медь 35 квадратных мм/RD6 16 квадратных мм/RD6 50 квадратных мм/RD8

Внутренняя защита

Данный вид защиты состоит в использовании устройства защиты от импульсных перенапряжений (сокращенно УЗИП). Перенапряжение возникает в результате воздействия электрического поля, созданного грозовым зарядом.

Токи, появляющиеся вследствие удара молнии, проходят по индуктивным и резисторным связям, что создает перенапряжение. В результате этого физического явления выходят из строя микросхемы, просто расплавляясь. Величина перенапряжения определяется от места удара молнии. Различают два типа перенапряжений:

  1. Первый тип связан с прямым ударом молнии. Это самый опасный тип перенапряжения.
  2. Второй тип характеризует последствия непрямого удара. В этом случае негативные воздействия возможны, однако сила удара меньше в 10 – 20 раз по сравнению с прямым ударом.

В целях защиты от перенапряжений на подстанциях и воздушных линиях используют разрядники и ограничители. В частных домах применяют упомянутый выше УЗИП. Данные устройства подразделяют на однофазные однополюсные и двухполюсные. Первые рассчитаны на 220 Вольт, к их верхнему контакту присоединяют фазу, а к нижнему — заземление. В двухполюсных моделях к верхнему дополнительному контакту присоединяется еще и ноль. Для 380-вольтных щитов применяют трехфазные УЗИП с тремя верхними контактами на три фазы.

Эффект действия УЗИП основан на снижении сопротивления в случае перенапряжении и отводе энергии импульсов в землю. При обычном уровне напряжения сопротивление значительно выше.

УЗИП подключают к домовому электрическому щиту. Счетчик электроэнергии и автоматы подключают после УЗИП. При подключении с заземлительным контактом соединяют заземлительный провод, а с фазным контактом — фазный проводник. Далее осуществляют соединение со счетчиком или вводным автоматом.

Методы крепления элементов

Тросы и провода приемников монтируют по одной из двух схем:

  • с применением натяжной системы (натягивают на молниеприемную мачту);
  • с помощью дистанционных фиксаторов.

Натяжной способ сопряжен с монтажом жестких анкеров у основания здания, на его стенах или кровле. Между анкерами протягивают трос, фиксируемый специальными зажимами. Между анкерами соблюдают расстояние 20 – 30 м. На плоских кровлях приемники оснащают дистанционными устройствами (например, кронштейнами) для поддержания определенной дистанции между тросом и крышей.

На плоских крышах и стенах применяют угловые самозабивные фиксаторы, закрепляемые дюбелями. На крутых склонах кровли задача фиксации затрудняется, поэтому предпочтение отдается более приспособленным для этих целей коньковым зажимам. Такие зажимы специально выпускаются под цвет черепицы, что позволяет соблюсти внешнюю привлекательность кровли.

Молниеприемники и токоотводы соединяют между собой винтовыми зажимами. Детали бывают стальными (оцинковка), медными или латунными.

Проверка работоспособности системы

Для проверки системы на эффективность работы проводят испытания заземлительного контура, что позволяет выяснить уровень переходного сопротивления молниеотводов. Проверке подлежат все установленные системы защиты от ударов молнии.

Существуют нормативные документы, где устанавливаются сроки, с соблюдением которых проводятся проверки. Регулируется периодичность проверок: для первой и второй категорий — ежегодно, для третьей категории — один раз в три года. Однако и для третьей категории предусмотрена ежегодная проверка болтовых соединений на переходное сопротивление. Контуры заземления проходят внешний осмотр каждые полгода. На ежегодной основе осуществляется частичное вскрытие грунта для осмотра системы.

Суть испытательного процесса состоит в проведении внешнего осмотра и замерах показателя сопротивления. Внешний осмотр касается контактов между токоотводами и приемниками. Места сварных соединений простукивают молотком, чтобы проверить их прочность.

Согласно нормативам, допускается значительное превышение показателя сопротивления, но не более чем в пять раз от данных приемо-сдаточного тестирования. Замеры производятся с помощью специализированной техники, сертифицированной для таких работ.

Советы по эксплуатации системы

Чтобы молниезащита находилась в исправном состоянии, рекомендуется придерживаться ряда правил:

  1. После окончания зимы проверять все компоненты системы на способность выполнения своих функций.
  2. Отслеживать появление следов коррозии на металле. В случае потребности менять детали на новые.
  3. Один раз в два-три года прокрашивать элементы молниезащиты, прочищать контакты. При необходимости подтягивать проволоку, чтобы не допускать ее провисания.
  4. Каждые пять лет вскрывать заземление с целью проведения профилактического осмотра и обслуживания.
Читайте также:  Регламент по тестированию оборудования

Изготовление защиты своими руками

При желании защитную систему реально сделать самостоятельно. Понадобится стальная проволока диаметром от 6 миллиметров. Необходимо наличие сварочного аппарата и умение работать с ним, поскольку все стыки должны быть надежными.

В примере рассмотрим схему защиты для неметаллической кровли. Подготовленную сетку укладывают на крыше и соединяют токоотводом и заземлителем. Понадобится установить два изолятора, надетых на металлический трос. Готовую конструкцию размещают выше уровня крыши: примерно в 25 – 30 сантиметрах от конька.

После закрепления проволоки вокруг одной из труб следует подготовить петлю, которая в дальнейшем послужит для выполнения соединения с молниеприемником. Соединение выполняется путем пайки или сварки. Допустимы болтовые соединения.

Устройство грозозащиты для металлической крыши представляет собой штырь любой формы (круглой, прямоугольной, квадратной и т. п.). Штырь должен обладать достаточной прочностью, так как в будущем на него придутся серьезные нагрузки при ударах молнии. Важно отслеживать, чтобы штырь не окислялся (изделия из меди или оцинковки). Нельзя красить молниеприемник. Наименьшее допустимое сечение штыря — 1,2 сантиметра. Если применяется полая труба, один ее конец следует заварить.

При создании защитной системы рекомендуется соблюдать следующие рекомендации:

  1. Выбирать только качественные материалы. Медь, алюминий или латунь лучше стали подходят для выполнения задачи, так как последняя склонна к коррозии.
  2. Стальное заземление необходимо регулярно проверять на предмет ржавления.
  3. Вместо одного металлического стержневого молниеприемника лучше поставить несколько — это усилит защитные характеристики системы. Для частного дома средних размеров достаточно двух-трех стержней.
  4. При выборе длины стержней рекомендуется исходить из глубины промерзания грунта в регионе. Стержень должен уходить в землю глубже уровня промерзания на 20 – 30 сантиметров.
  5. Соединять стержни нужно исключительно токопроводящими материалами.
  6. Нельзя просто прикрутить проволоку к стержню с расчетом, что это и есть правильное соединение. Понадобятся обжимные гильзы и сварочные работы.
  7. Токоотводы нужно располагать в местах, недоступных для детей или домашних животных.
  8. Чем больше площадь контакта заземляющего устройства с грунтом, тем выше качество заземления.
  9. Заземление лучше устраивать в месте, где регулярно накапливается влага. При необходимости к участку, где произведена установка заземляющего контура, можно подвести сток.

Создание системы защиты от ударов молнии требует определенных знаний и навыков. Если уверенность в собственных возможностях недостаточная, лучше поручить выполнение работ специалистам.

Источник

Как защитить свой загородный дом от молнии

О важности грозозащиты

Изучение атмосферного электричества проводится учеными в разных странах в течение многих лет. За эти годы были накоплены и проанализированы большие массивы данных. Многочисленные наблюдения за молниями дает представление о том, какие физические процессы сопровождают грозовую активность. Основываясь на этих данных, инженеры разрабатывают всевозможные системы грозозащиты, чтобы обезопасить наземные сооружения от попадания молнии.
Несмотря на то, что ученые предлагают типовые защитные комплексы, универсальных решений не существует. Это связано с целым рядом дополнительных факторов, среди которых:

  • особенности строения и его функционирования;
  • тяжесть повреждений при возможном попадании молнии;
  • регион (известно, что грозовая активность возрастает в направлении от полюсов к экватору);
  • статистические данные (во внимание принимаются сведения о средней плотности разрядов молнии в данной местности).

Чем больше будет предполагаемый ущерб при попадании электрического разряда в объект, тем надежнее должна быть система молниезащиты. Если комплекс сооружен согласно действующим нормативным документам, то на объекте гарантируется достаточный уровень безопасности. Это позволяет защитить различные системы, строения и инженерные коммуникации от прямого попадания молнии.

Невозможно предотвратить или избежать грозовой активности, поэтому единственным действенным решением является создание надежной системы молниезащиты. Это поможет избежать серьезных повреждений, порчу имущества и сохранить жизни людей, находящихся на объекте.

Грозозащита антенн внешними способами

Грозозащита телевизионных антенн определен нормативами электротехнической стандартизации CENELEC, стандартом EN50083-1 и положениями Росстандарта, отраженными в ГОСТ Р МЭК62305. Приведенные здесь методы обеспечивают защиту антенн и приемных устройств не только от прямых ударов молнии, но и от наведенных токов и высоких потенциалов, попадающих в электрические коммуникации различными путями.

Защита приемной телевизионной антенны от ударов молнии осуществляется следующим образом: средняя точка вибратора и оплетка коаксиального кабеля соединяется с металлическими конструкциями в верхней части мачты. Для этих же целей может использоваться металлическая кровля. В этом случае потребуется устройство заземляющего контура, соединяющегося с металлической крышей или нижней частью мачты.

Конструкции заземления выполняются в виде замкнутого контура, укладываемого в землю. В его состав входит металлическая полоса и заземлители, расположенные равносторонним треугольником. Для изготовления заземлителей могут использоваться уголки, трубы, гладкая или рифленая арматура. Они соединяются между собой с помощью металлической полосы в общий контур методом сваривания. На поверхности земли остается выведенный контакт для соединения с токоотводными шинами.

Для простого заземления, допустимого к использованию, потребуется всего два металлических стержня по 3 метра каждый, забиваемых в землю на расстоянии 5 метров между собой. Оба они соединяются с помощью металлической полосы. Стержни должны забиваться на такую глубину, которая бы обеспечила необходимое сопротивление заземления. При этом следует учитывать не только конструкцию контура, но и особенности грунта. В соответствии с нормативными документами, запрещено использование для заземления подземных коммуникаций, в состав которых входят различные металлические трубы.

Принципиальное устройство системы грозозащиты

Под грозозащитой понимают разнообразные технические решения для защиты всевозможных объектов от атмосферного электрического воздействия. В качестве альтернативных названий подобных защитных систем встречаются «грозозащита» и «громозащита», хотя это и не совсем корректные обозначения.

Любая система молниезащиты включает следующие компоненты:

  • молниеотводы,
  • токоотводы,
  • заземляющие устройства,
  • оборудование для защиты от высокого напряжения.

Вся сила удара молнии приходится на молниеотвод (или громоотвод). От молниеотводов отходят токоотводы (они также называются спусками), по которым энергия электрического разряда проходит дальше. В качестве токоотводов чаще всего используется металлическая проволока, пруток, катанка или круг. Материалы, из которых они изготовлены, и площадь поперечного сечения подбираются с учетом конфигурации всей системы.

Горизонтальный заземлитель зачастую представляет собой плоский проводник, например, полосу из стали, меди или алюминия. Такие проводники используются для того, чтобы объединить все компоненты системы в единый контур. Встречаются и альтернативные названия горизонтальных заземлителей. Это «заземляющее устройство», «электрод заземления», «стержень/штырь заземления».

Элементы заземляющей системы и внешние компоненты молниезащиты могут изготавливаться из разных материалов.

Подходящими вариантами являются:

  • медь,
  • алюминий,
  • латунь,
  • обогащенная медью сталь,
  • оцинкованная сталь,
  • нержавейка.

Устройства для защиты электронного оборудования от импульсного высокого напряжения маркируются УЗП или УЗИП. Чтобы устранить высокие потенциалы, все металлические конструкции подключаются проводником к заземляющей системе.

В идеале система молниезащиты разрабатывается на этапе проектировки или капитального ремонта здания. Но при необходимости смонтировать грозозащиту можно и после того, как строение было введено в эксплуатацию.

При грамотном подходе к проектированию и квалифицированном монтаже современная система молниезащиты обеспечит высокий уровень безопасности на объекте и убережет людей и оборудование от повреждения в результате попадания молнии.

Какая бывает грозозащита: основные виды

Существуют различные системы молниезащиты в зависимости от того, какие инженерные решения были использованы при проектировании.

По месту установки различают внешнюю и внутреннюю молниезащиту. Но наиболее эффективными оказываются комплексы, которые состоят из обоих компонентов.

К внешним устройствам молниезащиты относятся те элементы, которые размещаются снаружи здания. Они могут устанавливаться на кровле, на фасаде строения, в подвальном помещении или поблизости от дома. Обычно конфигурация внешних систем включает активный или пассивный молниеприемник, токоотводы, помещенные в грунт или под основание заземляющие устройства.

Внутренняя система молниезащиты направлена на:

  • защиту от скачков напряжения (для этого используются УЗП/УЗИП);
  • ограничение электромагнитного воздействия тока молнии на электросеть;
  • предотвращение искрения;
  • защиту электропроводки;
  • защиту техники и электронного оборудования.

Наилучшим образом все эти компоненты работают в тандеме. При таком подходе удается защитить объект как от прямого повреждения, вызванного попаданием молнии, так и от вторичных негативных воздействий.

Грозозащита дома

§ 3. ГРОЗОЗАЩИТА СТРОЕНИИ В СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ Число гроз в том или ином районе страны зависит от времени года, от географического положения, от климатических условий, от рельефа местности. Наибольшее число гроз в России приходится на июнь, июль, август.
По числу наблюдаемых гроз в году территория России разделена на сильногрозовые районы, в которых количество грозовых дней в году достигает 30 и более, на грозовые районы, где наблюдается от 10 до 30 грозовых дней в году, и слабогрозовые районы, в которых количество грозовых дней в году не превышает 10. Слабогрозовые районы — это главным образом северные районы, лежащие за Полярным кругом. Грозозащите подлежат сельские строения в сильногрозовых и грозовых районах. В слабогрозовых районах устройство грозозащиты зданий не обязательно. Степень вероятности поражения молнией определенного объекта зависит от его высоты, рельефа местности, свойств грунта, материала здания. В местах, где грунт имеет плохую проводимость, например скалистый или песчаный, молния редко поражает даже высокие места. Поэтому вопрос об устройстве грозозащиты надо решать после выяснения, как часто бывают грозовые разряды на данном участке. Во многих местах России из года в год наблюдается повышенная поражаемость отдельных участков населенного пункта, где почва имеет большую проводимость. Наиболее вероятная причина такой избирательности грозовых разрядов — более высокая проводимость грунта в данном месте, обусловленная выходом к поверхности хорошо проводящих глинистых и водоносных слоев. Конструкция молниеотводов. Для защиты строений от прямых ударов молнии применяют молниеотвод (громоотвод), который состоит из трех основных частей (рис. 236): молниеприемника 1, воспринимающего удар молнии, токоотвода 2, соединяющего молниеприемник с заземлителем, и заземлителя 3, который служит для отвода молнии в землю. Опора молниеотвода выполняется в виде деревянной мачты. В качестве опоры может служить дерево, высокие сооружения в виде башен, вышек и т. д. Мачта может быть выполнена также из стальных труб. Молниеприемники выполняют из стальных труб, уголков, и т.д. с поперечным сечением около 100мм2.

Читайте также:  Пожарное оборудование пожарные гидранты

При изготовлении молниеприемника из трубы ½» ее верхний конец расплющивают. Молниеприемник устанавливают выше стоек не менее чем на 15 см и не более чем на 2 м. Токоотводы 2 выполняют из стальной, проволоки 6 мм или ленты сечением 25—30 мм2. Молниеприемник лучше присоединять сваркой. Токоотвод прокладывают вплотную к опоре или стене здания. От легковоспламеняющихся крыш (соломенных, тростниковых, щепяных и т. д.) токоотводы прокладывают на расстоянии 10—15 см по деревянным держателям. Молниеприемники и токоотводы следует окрашивать устойчивой краской по избежание их ржавления. Заземление должно иметь сопротивление растеканию 10—20 ом. Его выполняют из уголковой стали, труб, круглой или полосовой стали, листов. Заземлители располагают на расстоянии пе менее 0,5—0,8 м от фундамента защищаемого здания, дальше от входов, а при защите животноводческих помещений это расстояние должно быть 4—5 м. В глинистом, суглинистом и супесчаном грунте двух заземлителей длиной 2,5 м из уголковой стали (40 X 40 или 50 X 50 мм) или труб (диаметром 40—60 мм) оказывается достаточно, чтобы получить сопротивление растеканию заземления 15—20 ом. В песчаном грунте следует взять три заземлителя. Наиболее целесообразное расположение заземлителей на расстоянии не менее 3—6 м друг от друга. В местах с постоянно влажными верхними слоями грунта и там, где трудно забить трубы, выполняют протяженные (горизонтальные) заземлители из полосовой или круглой стали длиной 30—40 м. Большая длина заземлителей не увеличивает эффективности заземления. При выполнении заземления из пластин их следует устанавливать вертикально. Если пластина одна, а размеры ее: а — длина(м) в — ширина(м), то должно быть удовлетворено следующее условие: корень квадратный из а·в ≥3 м. Если пластин несколько, их общая площадь должна быть примерно равна площади квадрата со стороной 2,5—3 м. Для измерения сопротивления растеканию заземлителей используют измерители заземлений типа МС-0,7. Однако для этой цели можно воспользоваться методом вольтметра и амперметра (рис. 237).

Для большей безопасности при измерении применяется трансформатор, имеющий вторичное напряжение 12-36в. Можно использовать сварочный трансформатор с вторичным напряжением 65 в. Расстояние между испытуемым заземлением R3 и дополнительным электродом Rдоп должно быть 40—60 м, а между R3 и зондом, к которому подключается вольтметр, не менее 20-25м. Дополнительный электрод может иметь сопротивление растеканию порядка десятков ом. Его назначение — создать цепь для измерительного тока через него и испытуемое заземление. Им может служить одна труба, забитая в землю и увлажненная. 3онд — это стальной стержень с заостренным концом, легко забиваемой в землю. Его назначение — получить в измерительной схеме точки с нулевым потенциалом.

Способы крепления

Внешняя молниезащита делится на виды по месту и способу размещения. Так, элементы могут быть закреплены рядом с объектом или непосредственно на нем — например, на кровле.

Молниеотвод может фиксироваться на кровле при помощи:

  • кронштейна,
  • держателей.

Если громоотвод устанавливается рядом со зданием, то для его монтажа используются:

Источник

Молниезащита, грозозащита домов

Импульсным перенапряжением называется кратковременное резкое возрастание напряжения в электрической сети. Несмотря на то, что длится этот скачок совсем недолго (доли секунды), он чрезвычайно опасен как для линии, так и для подключенных к ней потребителей энергии. Чтобы не допустить повреждения кабеля и электрических приборов, используют устройства защиты от импульсных перенапряжений. В этом материале мы поговорим о том, что представляют собой эти приборы, каких видов они бывают, а также рассмотрим, как подключаются УЗИП для частного дома.

Причины возникновения импульсного перенапряжения

ИП может происходить как по технологическим, так и по природным причинам. В первом случае резкий перепад разности потенциалов происходит, когда на трансформаторной подстанции, откуда идет питание конкретной линии, возникает коммутационная перегрузка. Импульсное перенапряжение, вызванное природными причинами, случается, когда во время грозы мощный разряд бьет в молниезащиту сооружения или линию электрической передачи. Независимо от того, чем вызван скачок напряжения, он может быть очень опасен для домашней электросети, поэтому для эффективной защиты от него требуется подключить УЗИП.

Для чего нужно подключение УЗИП?

Для того чтобы защитить электрическую сеть и подключаемые к ней приборы от мощных импульсов тока и резких перепадов напряжения, устанавливается устройство для защиты линии и оборудования от импульсных напряжений (сокращенное обозначение – УЗИП). Оно включает в себя один или несколько нелинейных элементов. Подключение внутренних компонентов защитного устройства может производиться как в определенной комбинации, так и различными способами (фаза-фаза, фаза-земля, фаза-ноль, ноль-земля). В соответствии с требованиями ПУЭ установка УЗИП для защиты сети частного дома или другого отдельного здания производится только после вводного автомата.

Наглядно про УЗИП на видео:

Разновидности УЗИП

Эти аппараты могут иметь один или два ввода. Включение как одновводных, как и двухвводных устройств всегда производится параллельно цепи, защиту которой они обеспечивают. В соответствии с типом нелинейного элемента УЗИП подразделяются на:

Источник

Защита домашней электропроводки от грозовых перенапряжений

Грозовой разряд очень опасен, так как его величина может достигать нескольких сотен тысяч вольт. После каждой грозы выходит из строя техника, повреждаются линии электропередач, а также могут пострадать люди. Куда ударит молния определить нельзя, поэтому ошибочно полагать, что это явление обойдет стороной ваш дом.

Молния может ни разу не попасть в тот или иной участок электросетей и соответственно опасность грозы может недооцениваться. Если молния за несколько лет ни разу не попала в тот или иной участок электросети, то это не значит, что такая возможность исключена.

гроза и молния

Возникновение в бытовой электросети грозового перенапряжения при отсутствии соответствующей защиты приведет к выходу из строя бытовых электроприборов, включенных в тот момент в сеть, а также существует опасность того, что пострадают жители дома. Следовательно, необходимо позаботиться о защите домашней электропроводки от грозовых перенапряжений, чтобы избежать возможных негативных последствий.

Прежде всего, следует отметить, что защиту от перенапряжений должны обеспечивать снабжающие организации путем установки на линиях электропередач соответствующих защитных устройств. Но, как часто бывает на практике, большинство воздушных линий электропередач находятся в неудовлетворительном состоянии и не имеют должной защиты от возможных перенапряжений. В таком случае вопрос защиты домашней электропроводки от возможных перенапряжений – это проблема самих потребителей.

Модульные ограничители перенапряжений

Модульный ограничитель перенапряжения

Для защиты электросетей на распределительных подстанциях, а также непосредственно на воздушных линиях электропередач применяются нелинейные ограничители перенапряжений, так называемые ОПН.

Основной конструктивный элемент данных защитных устройств – варистор, элемент с нелинейными характеристиками. Нелинейность характеристик заключается в изменении сопротивления варистора в зависимости от величины приложенного к нему напряжения.

В нормальном режиме работы электросети, когда напряжение находится в пределах номинальных значений, ограничитель напряжения имеет большое сопротивление и не проводит ток. В случае возникновения импульса перенапряжения, который возникает при попадании молнии в провода электрической сети, сопротивление варистора ОПН резко снижается до минимальных значений и нежелательный импульс уходит в заземляющий контур, к которому подсоединен ограничитель перенапряжения.

Ограничитель импульсных перенапряжений ОПС1

Таким образом, ОПН ограничивает скачки напряжения до безопасного уровня, тем самым защищая оборудование и потребителей от повреждения и других негативных последствий перенапряжений.

Для реализации защиты от перенапряжений в домашней электропроводке существуют компактные модульные ограничители перенапряжений. Такое защитное устройство устанавливается в домашний распределительный щиток и не занимает много места.

Модульный ОНП имеет такой же принцип работы, как и ограничители, применяемые в электросетях. Соответственно он будет работать только при наличии рабочего заземления электропроводки. В противном случае установка модульного ОПН будет бесполезна, так как в случае возникновения перенапряжения в сети опасный импульс не будет ограничен.

То есть для реализации защиты домашней электропроводки от грозовых перенапряжений при помощи модульного ограничителя перенапряжений обязательным условием должно быть наличие работоспособного заземления, предусмотренного конфигурацией электрической сети или же индивидуального заземляющего контура.

Реле напряжения

Реле напряжения

Что касается реле напряжения, а также устройств, имеющих соответствующую функцию (стабилизатор, источник бесперебойного питания и др.), то следует учитывать, что данные устройства могут работать в заданных пределах рабочего напряжения, их изоляция не способна выдерживать высокие напряжения.

Поэтому в случае попадания молнии грозовой импульс повредит реле напряжения и другие устройства, имеющие соответствующую функцию, не только выйдут из строя, но также повредятся другие электроприборы, включенные в сеть, так как опасный импульс пойдет дальше по электропроводке и включенным в сеть бытовым электроприборам.

Читайте также:  Оплата за оборудование по настоящему контракту поставляемого в указанный срок

То есть реле напряжения не может выполнять функцию защиты от грозовых импульсов. Но все же данное защитное устройство должно быть установлено в домашнем распределительном щитке.

Реле напряжения осуществляет отключение электропроводки в случае выхода напряжения за границы допустимых пределов, так как чрезмерное снижение или увеличение напряжения бытовой электрической сети может привести к выходу из строя бытовых электроприборов.

Сетевые фильтры

Сетевой фильтр

Большинство сетевых фильтров имеют встроенный варистор, то есть данные устройства осуществляют защиту включенных электроприборов от скачков напряжения. Многие люди приобретают сетевой фильтр и считают, что включенная в него техника будет защищена от возможных перепадов напряжения. Но при этом в большинстве случаев не учитывается тот факт, что варистор сетевого фильтра, как и в ограничителе напряжения, ограничивает опасный импульс перенапряжения только при наличии рабочего заземления электропроводки.

В сетевом фильтре варистор соединяет фазный или нулевой проводник электропроводки с защитным заземляющим проводником и в случае возникновения перенапряжения опасный импульс уходит в заземляющий контур по заземляющему проводнику, тем самым защищая электроприборы от повреждения. Поэтому включение сетевого фильтра в сеть, не имеющую рабочего заземления, сводит на нет защитную функцию – бытовые электроприборы не будут иметь защиты и в случае возникновения грозового импульса выйдут из строя.

Другие пути попадания грозовых импульсов

Защита домашней электропроводки от попадания грозовых импульсов не позволяет полностью защитить электроприборы от попадания молнии. Не стоит забывать, что молния может ударить не только в провода электрических сетей, но и в кабельные линии другого назначения, которые проложены открытым способом. В данном случае речь идет о сетевом кабеле интернета, телевизионном и телефонном кабеле. Также молния может попасть в установленную вне помещения антенну.

При попадании молнии в кабель или антенну грозовой разряд попадает в устройство, которое к ним подключено. То есть можно сделать вывод, что наличие защиты бытовой электрической сети от грозовых импульсов не исключает попадание опасных импульсов другим путем.

Многие люди при приближении грозы сразу отключают от сети телевизор, компьютер или другую технику, которая имеет внешнюю антенну или подключена к внешним кабельным сетям. После грозы, включив технику в сеть оказывается, что она вышла из строя по причине попадания грозового импульса через внешний кабель или антенну.

Какие меры защиты существуют в данном случае? Чтобы исключить возможное попадание грозового импульса через кабель необходимо его отключить от устройства. Например, отключить сетевой кабель от компьютера или маршрутизатора, либо если идет речь о телевизоре – отключить антенный кабель или кабель кабельного телевидения.

Существуют также специализированные грозозащитные устройства для защиты сетевых кабелей и устройств от разрядов молнии. Но данные устройства достаточно дорогие и соответственно в быту не используются. Более того, они могут оказаться вовсе неэффективными и не обеспечить защиту в случае необходимости.

Защита от импульсных перенапряжений

В заключении следует отметить, что попадание разряда молнии в бытовые электроприборы, электропроводку очень опасно для людей, находящихся в данный момент в непосредственной близости к данным электроприборам, элементам электропроводки. Если бытовой электроприбор, поврежденный разрядом молнии, можно отремонтировать либо приобрести новый, то для человека это может закончиться плачевно.

Также не исключено возгорание техники или электропроводки в результате попадания грозового импульса. Следовательно, нельзя пренебрегать защитой домашней электропроводки от грозовых перенапряжений, а также стараться по возможности отключать сетевые кабели и внешние антенны в случае приближения грозы.

Источник

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) для частного дома

Бытовой УЗИП

Импульсным перенапряжением называется кратковременное резкое возрастание напряжения в электрической сети. Несмотря на то, что длится этот скачок совсем недолго (доли секунды), он чрезвычайно опасен как для линии, так и для подключенных к ней потребителей энергии. Чтобы не допустить повреждения кабеля и электрических приборов, используют устройства защиты от импульсных перенапряжений. В этом материале мы поговорим о том, что представляют собой эти приборы, каких видов они бывают, а также рассмотрим, как подключаются УЗИП для частного дома.

Причины возникновения импульсного перенапряжения

ИП может происходить как по технологическим, так и по природным причинам. В первом случае резкий перепад разности потенциалов происходит, когда на трансформаторной подстанции, откуда идет питание конкретной линии, возникает коммутационная перегрузка. Импульсное перенапряжение, вызванное природными причинами, случается, когда во время грозы мощный разряд бьет в молниезащиту сооружения или линию электрической передачи. Независимо от того, чем вызван скачок напряжения, он может быть очень опасен для домашней электросети, поэтому для эффективной защиты от него требуется подключить УЗИП.

Молния ударила в молниеотвод

Для чего нужно подключение УЗИП?

Для того чтобы защитить электрическую сеть и подключаемые к ней приборы от мощных импульсов тока и резких перепадов напряжения, устанавливается устройство для защиты линии и оборудования от импульсных напряжений (сокращенное обозначение – УЗИП). Оно включает в себя один или несколько нелинейных элементов. Подключение внутренних компонентов защитного устройства может производиться как в определенной комбинации, так и различными способами (фаза-фаза, фаза-земля, фаза-ноль, ноль-земля). В соответствии с требованиями ПУЭ установка УЗИП для защиты сети частного дома или другого отдельного здания производится только после вводного автомата.

Наглядно про УЗИП на видео:

Разновидности УЗИП

Эти аппараты могут иметь один или два ввода. Включение как одновводных, как и двухвводных устройств всегда производится параллельно цепи, защиту которой они обеспечивают. В соответствии с типом нелинейного элемента УЗИП подразделяются на:

  • Коммутирующие.
  • Ограничивающие (ограничитель сетевого напряжения).
  • Комбинированные.

Разновидности УЗИП

Коммутирующие защитные аппараты

Для коммутирующих устройств, находящихся в обычном рабочем режиме, характерно высокое сопротивление. Когда происходит резкое увеличение напряжения в электрической сети, сопротивление прибора мгновенно падает до минимального значения. Основой коммутирующих аппаратов защиты сети являются разрядники.

Ограничители сетевого перенапряжения (ОПН)

Ограничитель импульсных перенапряжений также характеризуется высоким сопротивлением, плавно снижающимся по ходу возрастания напряжения и повышения силы электротока. Постепенное снижение сопротивления – это отличительная черта ограничивающих УЗИП. Ограничитель сетевого перенапряжения (ОПН) имеет в своей конструкции варистор (так называется резистор, величина сопротивления которого находится в нелинейной зависимости от воздействующего на него напряжения). Когда параметр напряжения становится больше порогового значения, происходит резкое увеличение силы тока, проходящего через варистор. После сглаживания электрического импульса, вызванного коммутационной перегрузкой или ударом молнии, ограничитель сетевого напряжения (ОПН) возвращается в обычное состояние.

Ограничитель сетевого напряжения

Комбинированные УЗИП

Устройства комбинированного типа сочетают в себе возможности коммутационных и ограничивающих аппаратов. Они могут как коммутировать разность потенциалов, так и ограничивать ее возрастание. При необходимости комбинированные приборы могут выполнять одновременно обе этих задачи.

Классы устройств защиты от ИП

Существует 3 класса аппаратов защиты линии от перенапряжения:

Устройства I класса устанавливаются в распределительном щите или вводном шкафу и позволяют обеспечить защиту сети от импульсного перенапряжения, когда электрический разряд во время грозы попадает в ЛЭП или молниезащиту.

Приборы II класса обеспечивают дополнительную защиту электрической линии от повреждений в результате удара молнии. Устанавливают их и в том случае, когда необходимо защитить сеть от импульсных скачков напряжения, вызванных коммутацией. Их монтируют после устройств I класса.

Рассказ про УЗИП от специалистов компании ABB на видео:

Аппараты класса I+II обеспечивают защиту отдельных жилых домов. Монтаж этих приборов производится неподалеку от электрического оборудования. Они играют роль последнего барьера, сглаживающего остаточное перенапряжение, которое, как правило, имеет незначительную величину. Устройства этого класса выпускаются в виде специализированных электророзеток или вилок.

Разновидности УЗИП

Одновременная установка устройств I, II и III класса гарантирует трехступенчатую защиту электрической линии от импульсных скачков напряжения.

Как подключить УЗИП в частном доме?

Защитные устройства могут включаться в бытовые электрические сети (с одной фазой и рабочим напряжением 220В) и в токоведущие линии промышленных объектов (три фазы, 380В). Исходя из этого, полная схема подключения УЗИП предусматривает воздействие соответствующего показателя напряжения.

Если роль заземления и нулевого проводника играет общий кабель, то в такой схеме устанавливается простейшее одноблоковое УЗИП. Подключается он следующим образом: фазная жила, подключенная ко входу защитного устройства – выходной кабель, соединенный с общим защитным проводником – защищаемые электроприборы и оборудование.

В соответствии с требованиями современной электротехнической документации нулевой и заземляющий проводники объединяться не должны. Исходя из этого, в новых домах для защиты цепи от скачков напряжения применяется двухмодульный аппарат, имеющий три отдельных клеммы: фаза, нейтраль и заземление.

Подключение УЗИП – схема в линии TNC и TNS

В таком случае включение устройства в схему производится по другому принципу: фаза и нулевой кабель идут на соответствующие клеммы УЗИП, а затем шлейфом на подсоединенное к линии оборудование. Заземляющий проводник также подключается к своей клемме защитного прибора.

В каждом из описанных случаев чрезмерный ток, возникающий при перенапряжении, уходит в землю по кабелю заземления или общему защитному проводу, не оказывая воздействия на линию и подсоединенное к ней оборудование.

Ответы на вопросы про УЗИП на видео:

Заключение

В этой статье мы рассказали о том, что же такое УЗИП, каких типов бывают эти устройства и как они классифицируются, а также разобрались с тем, как производится их подключение к защищаемой цепи. Напоследок нужно сказать, что использование этого прибора, в отличие от УЗО, в линии электропитания частного дома обязательным не является. Включение его в сеть в каждом отдельно взятом случае требует учета индивидуальной заземляющей схемы, а также размещения ГЗШ и вводного автомата. Поэтому перед покупкой и установкой УЗИП настоятельно рекомендуем воспользоваться консультацией опытного электрика.

Источник