Immeuble résidentiel privé et chalet Electrosafe. Partie 3. Protection contre la foudre

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Immeuble résidentiel privé et chalet Electrosafe. Partie 1

Immeuble résidentiel privé et chalet Electrosafe. 2e partie

Protection externe contre la foudre

Commençons par le plus simple. Supposons que nous ayons un bâtiment résidentiel (chalet) qui est alimenté par une ligne électrique (ligne aérienne) et dans lequel les communications métalliques (gaz, alimentation en eau, etc.) ne sont pas connectées. Nous énumérons les dangers qui peuvent nous attendre dans ce cas et comment les gérer.

1. Coup de foudre direct dans la maison.

2. Coup de foudre direct dans l'antenne.

3. Coup de foudre direct dans les lignes aériennes.

4. Coup de foudre dans le sol près de la maison.

5. Un coup de foudre dans le sol près de la ligne aérienne.

Dans le cas n ° 1, un coup de foudre direct peut détruire le bâtiment lui-même, y provoquer un incendie, endommager l'équipement électrique de la maison et les appareils électriques inclus dans les prises. Dans ce cas, il n'y a qu'une seule mesure de protection - l'installation d'une protection extérieure contre la foudre sur la maison.

Dans le cas n ° 2, le téléviseur tombe en panne, ce qui peut l'allumer. Mesures de protection: - installation de l'antenne dans la zone extérieure de protection contre la foudre et / ou débrancher le câble d'antenne du téléviseur.

Dans le cas n ° 3, une surtension de dizaines de kilovolts est introduite dans la maison, ce qui endommagera l'isolation du câblage électrique et endommagera les appareils électriques connectés aux prises. Mesures de protection: - débrancher l'alimentation électrique à l'entrée de la maison au moment du départ ou de l'orage OU - installer un SPD (parafoudre) à l'entrée de puissance de la maison.

Dans le cas n ° 4, une tension induite (des dizaines de volts) dans le câblage est possible, ce qui peut endommager les équipements électroniques sensibles (ordinateur, etc.) connectés aux prises. Mesures de protection: - au moment du départ ou lors d'un orage, déconnectez ces équipements des prises OU - installez un SPD pour protéger ces équipements.

Le cas n ° 5 est similaire au cas n ° 3.

Fig. 1. Événements dangereux pendant un orage

Vous devez d'abord comprendre que la protection contre la foudre est divisée en externe et interne. La protection contre la foudre externe protège notre maison de l'extérieur contre les coups de foudre directs dans la maison, et la protection contre la foudre interne protège notre maison contre les coups de foudre près de la maison, contre les coups de foudre dans et près des fils de la ligne électrique. Dans cette partie, nous parlerons de la protection contre la foudre externe, c'est-à-dire la protection contre les coups de foudre directs dans la maison.

La tâche de la protection contre la foudre externe est de prendre la foudre et il est sûr pour les personnes et les maisons de détourner son courant vers le sol. Dans le même temps, vous devez comprendre que toute protection contre la foudre moderne ne donne pas une garantie à cent pour cent.

Une solution idéale serait de protéger notre maison par analogie avec la célèbre cage de Faraday, mais pour des raisons évidentes, cela ne nous convient pas. Quelle prochaine solution est presque parfaitement possible? Il y a deux options: - Installer un paratonnerre haut loin de chez nous. Ensuite, toute notre maison sera dans sa zone de protection, et le courant de foudre qui en découle dans le sol "n'atteindra pas" notre maison.

- Tirez le câble de protection contre la foudre sur notre maison, et faites la sortie au sol pour le courant de foudre le plus loin possible de la maison. Le principe général ici est le suivant: protéger la maison de la foudre directe et détourner autant que possible son courant de notre maison. Hélas, ces deux options ne nous conviennent pas non plus en raison du coût énorme. Mais je les ai décrits pour qu'il y ait quelque chose à guider (comme un idéal).

Alors, que faire si un idéal est inaccessible? Il reste à faire une "simple" protection externe contre la foudre. Que signifie protection contre la foudre externe parfaite, presque parfaite et simple? Parfait, cent pour cent est Cage de Faraday. Presque parfait - cela signifie que la probabilité de protection sera de 0,9 (un éclair sur dix éclatera dans la maison, ou 0,99 - un éclair sur cent éclatera).

Simple - c'est de cinquante à cinquante - ou protéger, ou pas. Après tout, que nous reste-t-il dans ce cas? Tirez le câble sur la crête du toit et mettez-le à la terre.Connectez de petits paratonnerres verticaux à ce câble pour protéger l'antenne, les cheminées, etc. La probabilité qu'une foudre traverse une telle protection demeure, mais ce qui devrait nous plaire, c'est que les endroits les plus vulnérables sur le toit de la maison seront toujours protégés de manière fiable (cela s'applique principalement aux antennes, tuyaux de cheminée, etc.).

Après tout ce qui précède, vous pouvez être confus - que faire? Personnellement, mon opinion est la suivante - vous devez examiner les circonstances. Si, par exemple, des orages se produisent dans votre région tous les jours, alors c'est stupide de rester assis sans lumière, sans téléviseur presque tous les jours (pourquoi, pendant un orage, vous devez couper l'alimentation de la maison et retirer le câble d'antenne du téléviseur, je l'ai dit ci-dessus).

Ensuite, vous devez voir ce qui est construit autour de votre maison. S'il y a de grands immeubles près de votre maison, etc. - vous pouvez espérer que ces immeubles de grande hauteur protégeront votre maison. Si rien de tel n'est observé dans votre maison, il est préférable de créer votre propre protection contre la foudre (à la fois extérieure et intérieure). Si dans votre région il y a un orage deux à trois fois par an, alors vous ne pouvez pas le faire, bien que le risque demeure. Donc, vous avez quand même décidé de faire votre protection contre la foudre.

Commençons par la mise à la terre. Selon PUE 1.7.55, le dispositif de mise à la terre pour la mise à la terre des installations électriques des bâtiments et la protection contre la foudre des catégories 2 et 3, en règle générale, devraient être communs.

Qu'est-ce que 1,2,3 et même maintenant une nouvelle catégorie 4 est apparue? Catégorie 1 - c'est la protection contre la foudre faite par une tige autonome ou un paratonnerre à câble. Si la protection contre la foudre est réalisée sur le bâtiment lui-même et n'est pas isolée de celui-ci, il s'agit de la protection contre la foudre de la catégorie 2.3. Selon les normes, notre immeuble résidentiel appartient à 3 (4) catégories, bien que rien ne nous empêche de faire de la protection contre la foudre dans 1 catégorie.

Dans cet article, nous nous concentrerons sur la catégorie 3, comme l'option la moins chère. Ensuite, nous devons créer un dispositif de mise à la terre commun pour l'installation électrique domestique et la protection contre la foudre.

Pourquoi est-ce nécessaire? Imaginez que dans notre maison il y a deux «terres» différentes. Premièrement, ce n'est pas pratique, car il n'y a pas de point de référence unique «terre», mais «terre №1» et «terre №2» apparaîtront. Deuxièmement, cela met simplement la vie en danger, car une personne touchant, par exemple, avec la main n ° 1 au sol et avec son autre main la terre n ° 2, peut obtenir un tramway électrique lorsqu'elle apparaît soudainement, par exemple, sur la terre n ° 2 à fort potentiel (que ce soit un coup de foudre dans terrain numéro 2). De plus, avec un rapprochement inacceptable entre le sol n ° 1 et n ° 2 et avec un coup de foudre dans l'un d'eux - une décharge d'étincelles entre eux est possible, etc.

Protection externe contre la foudre

Considérons la Fig.2, qui montre 6 cas dangereux avec un coup de foudre direct (PUM).

Fig. 2. Risque de coup de foudre direct

Le cas n ° 1 est celui où la foudre perce notre protection extérieure contre la foudre et frappe la maison. Il n'y a qu'une seule contre-mesure - renforcer la protection contre la foudre (par exemple, au lieu d'un câble, tirez-en deux, etc.).

Cas n ° 2. Avec PUM, un courant de foudre passera dans le paratonnerre à travers le paratonnerre dans la mémoire. Circulant à travers un paratonnerre, un tel courant induira (induira) un potentiel élevé sur tous les circuits ouverts (qui forment des parties conductrices, telles que les conduites d'eau métalliques, etc.), avec le potentiel le plus élevé aux extrémités de ces circuits ouverts (dans les circuits fermés, la différence de potentiel entre tout deux points sur le circuit est zéro). Avec une proximité inacceptable entre le paratonnerre et de tels circuits, une panne d'étincelles est possible (ce qui est bien sûr mauvais).

Sur la figure 2, on voit qu'en parallèle avec le paratonnerre dans la maison, il y a un tuyau métallique. Ensuite, avec PUM, un potentiel élevé lui sera induit. Nous avons égalisé le potentiel à l'extrémité inférieure du tuyau avec un paratonnerre en les connectant à un bus PE. A l'extrémité supérieure du tuyau, les potentiels du paratonnerre et du tuyau ne sont pas égalisés et à cet endroit une rupture d'étincelle entre eux est possible. Que peut-on faire ici?

Les options suivantes sont possibles:

1. Respectez les distances minimales requises entre le paratonnerre et une telle pièce conductrice.

2. Égalisez leurs potentiels.

3.Isolez le paratonnerre avec un tuyau en polyéthylène (l'option la plus appropriée).

Pour plus de clarté, comptons un peu. Supposons que nous ayons une maison en brique (Km = 0,5), un niveau de protection 3 ou 4 (Ki = 0,05) et un paratonnerre (Ks = 1). La longueur des paratonnerres et des tuyaux parallèles est de 10 mètres. Alors D = Кi х Кс хL / Км = 0,05 х1 х10 /0,5 = 1 mètre, c'est-à-dire que la distance minimale autorisée dans ce cas doit être de 1 mètre.

Maintenant, nous isolons le paratonnerre avec un tuyau en polyéthylène (Km = 60). Dans ce cas, D = 0,0008 mètres est ce dont nous avons besoin. Un avantage supplémentaire d'une telle solution sera le fait qu'en touchant accidentellement un tel paratonnerre nous ne serons pas sous la tension de toucher, voir cas n ° 5.

Cas n ° 3. Ici, nous devons bien comprendre que pendant PUM, seulement 50% du courant de foudre s'écoulera dans notre mémoire. Les 50% restants à travers le bus PE se disperseront dans toute la maison le long des conducteurs PE (à tout ce qui y est connecté). Si notre maison n'est connectée à aucune communication externe, les 50% restants reviendront dans la mémoire après un certain temps. Si des communications externes sont apportées à la maison, les 50% restants les parcourront, répartis également entre elles. Étant donné qu'un potentiel élevé apparaît sur le bus RE dans cette situation, nous devons installer un parafoudre, et pour les s.TN-C-S et TT, les circuits de commutation de ce parafoudre seront différents.

Cas n ° 4. Avec PUM, une personne tombe sous la tension de pas. Pour notre maison, la meilleure option serait la construction d'un paratonnerre et d'un chargeur dans une place piétonne.

Cas n ° 5. Une personne est soumise au stress du toucher. Pour notre maison, la meilleure option serait, comme dans le cas n ° 4, et le plus à cela est d'isoler le paratonnerre avec un tuyau en polyéthylène.

Cas n ° 6. Comme je l'ai décrit au verset 3, toutes les parties potentielles connectées aux conducteurs PE avec PUM auront un potentiel élevé pendant un certain temps. L'installation de parafoudres pour limiter ce potentiel n'aidera que le câblage et les appareils électriques, mais pas la personne qui se tient sur le sol conducteur a touché les parties conductrices (par exemple, la conduite d'eau). Il n'y a qu'un seul moyen de sortir de cette situation: avoir une bonne mise à la terre et ne pas toucher de telles pièces conductrices pendant un orage.

NOTE à la Fig.2. Sur la figure, je ne me suis pas éloigné du PUE et ai indiqué l'emplacement de la séparation du paratonnerre sur le mur de la maison. Si vous faites une séparation à cet endroit, vous devez au moins deux fois augmenter la section du fil allant de ce point à la mémoire. À mon avis, cela ne devrait pas être fait. Il est préférable d'atteindre le chargeur avec un paratonnerre, puis de connecter ensuite le chargeur et le bus PE du chargeur avec un autre fil. Dans ce cas, le potentiel de terre et les pneus PE seront aussi égaux que possible.

À suivre.

Ingénieur électricien S. Mironov

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