Електрозащитна частна жилищна сграда и вила. Част 3. Мълниезащита

Начало на статията:

Електрозащитна частна жилищна сграда и вила. Част 1

Електрозащитна частна жилищна сграда и вила. Част 2

Външна защита от мълния

Нека започнем с най-простия. Да предположим, че имаме жилищна сграда (вила), която се захранва от електропровод (въздушна линия) и в която метални комуникации (газ, водоснабдяване и т.н.) не са свързани. Ние изброяваме опасностите, които могат да ни очакват в този случай и след това как да се справим с тях.

1. Директен удар на мълния в къщата.

2. Директен удар на мълния в антената.

3. Директен удар на мълния в надземните линии.

4. Удар на мълния в земята в близост до къщата.

5. Светкавичен удар в земята близо до въздушната линия.

В случай №1 директен удар от мълния може да разруши самата сграда, да причини пожар в нея, да повреди електрическото оборудване на къщата и електрическите уреди, включени в контактите. В този случай има само една защитна мярка - инсталирането на външна мълниезащита върху къщата.

В случай №2, телевизорът ще се провали, вероятно да го запали. Мерки за защита: - инсталиране на антената във външната мълниезащитна зона и / или изключване на антенния кабел от телевизора.

В случай № 3 в къщата се подава напрежение на напрежение от десетки киловолта, което ще доведе до повреда на изолацията на електрическите проводници и щети на електрически уреди, свързани към контакти. Мерки за защита: - изключете захранването на входа на къщата по време на заминаване или при гръмотевична буря ИЛИ - инсталирайте SPD (отводник) на входа на мощността към къщата.

В случай № 4 е възможно индуцирано напрежение (десетки волта) в окабеляването, което може да причини повреда на чувствителното електронно оборудване (компютър и др.), Свързано към контактите. Мерки за защита: - по време на заминаване или по време на гръмотевична буря, изключете такова оборудване от контактите ИЛИ - инсталирайте SPD за защита на такова оборудване.

Дело № 5 е подобно на дело № 3.

Фиг. 1. Опасни събития по време на гръмотевична буря

Първо трябва да разберете това мълниезащитата се дели на външна и вътрешна, Външната мълниезащита предпазва къщата ни отвън от директни удари на мълния в къщата, а вътрешната мълниезащита предпазва къщата ни от удари на мълния в близост до къщата, от удари на мълния в и близо до проводниците на електропровода. В тази част ще говорим за външна мълниезащита, тоест защита от директни удари от мълнии в къщата.

Задачата на външната мълниезащита е да предприеме удар от мълния и е безопасно хората и къщите да насочват тока си към земята. В същото време трябва да разберете, че цялата съвременна защита от мълнии не дава сто процента гаранция.

Идеално решение би било да защитим къщата си по аналогия с известната клетка Фарадей, но по очевидни причини това не е подходящо за нас. Кое следващо решение е почти напълно възможно? Има две възможности: - Инсталирайте висок гръмоотвод далеч от дома ни. Тогава цялата ни къща ще бъде в защитната си зона и токът на мълния, който тече от нея в земята, "няма да достигне" до къщата ни.

- Издърпайте мълниезащитния кабел над нашата къща и направете изхода към земята за ток на мълния, колкото е възможно по-далеч от къщата. Общият принцип тук е следният: да предпазим къщата от пряка светкавица и да отклоним тока си, доколкото е възможно от нашата къща. Уви, тези два варианта също не са подходящи за нас поради огромните разходи. Но ги описах така, че да има какво да се ръководи (като идеал).

И така, какво трябва да се направи, ако идеалът е недостижим? Остава да се направи "проста" външна защита от мълния. Какво означава перфектна, почти перфектна и проста външна защита от мълния? Перфектно, сто процента е Клетка Фарадей, Почти перфектно - това означава, че вероятността за защита ще бъде 0,9 (една от десет светкавици ще избухне в къщата, или 0,99 - една от сто мълнии ще избухне).

Просто - това е петдесет до петдесет - или защита, или не. В крайна сметка какво остава за нас в случая? Издърпайте кабела над гребена на покрива и го заземете.Свържете малки вертикални светкавици към този кабел, за да защитите антената, комина и т.н. Вероятността мълния да пробие такава защита все още остава, но това, което трябва да ни зарадва, е, че най-уязвимите места на покрива на къщата все още ще бъдат надеждно защитени (това се отнася предимно за антени, коминни тръби и др.).

След всичко по-горе можете да се объркате - какво да правите? Лично моето мнение е - трябва да се вгледате в обстоятелствата. Ако например във вашия район се случват гръмотевични бури всеки ден, тогава е глупаво да седите без светлина, без телевизор почти всеки ден (защо по време на гръмотевична буря трябва да изключите захранването на къщата и да извадите кабела на антената от телевизора, казах по-горе).

Тогава трябва да видите какво е изградено около дома ви. Ако в близост до дома ви има високи сгради и т.н. - можете да се надявате, че тези високи сгради ще защитят вашия дом. Ако нищо подобно не се наблюдава около къщата ви, тогава е по-добре да направите своя собствена мълниезащита (както външна, така и вътрешна). Ако във вашия район има гръмотевична буря два до три пъти годишно, тогава не можете да го направите, въпреки че рискът все още остава. И така, все пак решихте да си направите мълниезащита.

Първо, нека се занимаваме с заземяването. Според PUE 1.7.55 заземяващото устройство за защитно заземяване на сградни електрически инсталации и мълниезащита от категории 2 и 3, като правило, трябва да бъде общо.

Какво е 1,2,3 и дори сега се появи нова 4 категория? Категория 1 - това е мълниезащита, направена от отделен стоящ прът или кабелни светкавици. Ако мълниезащитата се извършва върху самата сграда и не е изолирана от нея, това е мълниезащита от категория 2.3. По стандарти нашата жилищна сграда принадлежи към 3 (4) категории, въпреки че нищо не ни пречи да направим мълниезащита в 1 категория.

В този документ ще се съсредоточим върху категория 3, като най-евтиният вариант. Тогава трябва да направим едно общо заземяващо устройство за домашна електрическа инсталация и мълниезащита.

Защо това е необходимо? Представете си, че в нашата къща има две различни "земи". Първо, това не е удобно, защото няма единна референтна точка „земя“, но ще се появят „земя №1“ и „земя №2“. Второ, това е просто животозастрашаващо, тъй като човек, който докосне например със земята № 1 и с другата си ръка № 2, може да се сдобие с електрически трамвай, когато внезапно се появи, например, на земя № 2 с висок потенциал (нека бъде удар от мълния в земя номер 2). Освен това с неприемливо сближаване между земя № 1 и № 2 и с удар от мълния в едно от тях - възможен е искрен разряд между тях и т.н.

Външна защита от мълния

Разгледайте Фиг. 2, която показва 6 опасни случая с директен удар от мълния (PUM).

Фиг. 2. Опасност от пряк удар от мълния

Случай №1 е, когато мълния пронизва външната ни мълниезащита и удря къщата. Има само едно противодействие - засилване на мълниезащита (например, вместо един кабел, издърпайте два и т.н.).

Дело №2. С PUM, светкавичен ток ще потече в гръмоотвода през светкавицата в паметта. Протичащ през мълниеносен прът, такъв ток ще индуцира (индуцира) висок потенциал на всички отворени вериги (които образуват проводими части, като метални водопроводни тръби и др.), С най-висок потенциал в краищата на такива отворени вериги (в затворени вериги, потенциалната разлика между всяка две точки на веригата е нула). При неприемлива близост между гръмоотвода и такива вериги е възможно разпадане на искра (което разбира се е лошо).

На фиг. 2 се вижда, че метална тръба върви успоредно на мълниеносеца в къщата. Тогава с PUM ще бъде индуциран висок потенциал върху него. Изравнихме потенциала в долния край на тръбата с гръмоотвод, като ги свързахме към PE шина. В горния край на тръбата потенциалите на мълниепровода и тръбата не се изравняват и на това място е възможно искрово разпадане между тях. Какво може да се направи тук?

Възможни са следните опции:

1. Спазвайте минималните необходими разстояния между проводника на мълния и такава проводима част.

2. Изравнете техните потенциали.

3.Изолирайте проводника на мълния с полиетиленова тръба (най-подходящият вариант).

За по-голяма яснота нека да броим малко. Да предположим, че имаме тухлена къща (Km = 0,5), ниво на защита 3 или 4 (Ki = 0,05) и един гръмоотвод (Ks = 1). Дължината на успоредните мълниеносни пръти и тръби е 10 метра. Тогава D = Кi х Кс хL / Км = 0,05 х1 х10 /0,5 = 1 метър, т.е. минималното допустимо разстояние в този случай трябва да бъде 1 метър.

Сега изолираме проводника на мълния с полиетиленова тръба (Km = 60). В този случай D = 0,0008 метра е това, от което се нуждаем. Допълнително предимство на това решение ще бъде фактът, че случайно докосвайки такъв гръмоотвод, няма да попаднем под напрежението на допир, вижте случай № 5.

Дело №3. Тук трябва категорично да разберем, че по време на PUM само 50% от тока на мълния ще се източи в паметта ни. Останалите 50% през PE шината ще се разпръснат из цялата къща по PE проводниците (до всичко свързано с тях). Ако нашата къща не е свързана с никакви външни комуникации, след известно време останалите 50% ще се връщат обратно в паметта. Ако външните комуникации се внесат в къщата, тогава останалите 50% ще вървят по тях, разпределени по равно между тях. Тъй като в тази ситуация се появява висок потенциал на шината RE, ние трябва да инсталираме разрядник, а за s.TN-C-S и TT веригите на превключване на такъв разрядник ще бъдат различни.

Дело №4. С PUM човек попада под напрежението на стъпката. За нашата къща най-добрият вариант би бил изграждането на гръмоотвод и зарядно на пешеходно място.

Дело № 5. Човек попада под стрес от допир. За нашата къща най-добрият вариант би бил, както в случай № 4, а плюсът към това е да изолирате проводника на мълния с полиетиленова тръба.

Дело № 6. Както описах в Sl. № 3, във всички проводими части, свързани с PE проводници по време на PUM, за известно време ще се намери висок потенциал. Инсталирането на отводници за ограничаване на този потенциал ще помогне само за окабеляване и електрически уреди, но не и човекът, който стои на проводящия под, е докоснал проводимите части (например водопровода). Има само един изход от тази ситуация - да имате добро заземяване и да не докосвате такива проводими части по време на гръмотевична буря.

ЗАБЕЛЕЖКА към Фиг. 2. На фигурата не се отдалечих от PUE и посочих мястото на разделяне на мълниеносния прът на стената на къщата. Ако направите разделянето на това място, тогава трябва да увеличите напречното сечение на жицата, преминаваща от тази точка към паметта, най-малко два пъти. Моето мнение е, че това не трябва да се прави. По-добре е да достигнете до зарядното устройство с гръмоотвод и едва след това свържете зарядното устройство и PE шината от зарядното устройство с друга жица. В този случай потенциалът за заземяване и PE гумите ще бъдат максимално равни.

Да продължи.

Електроинженер С. Миронов

Продължение на статията: Електрозащитна частна жилищна сграда и вила. Част 4. Защита от пренапрежение