Cable de protecció contra llamps
La tasca principal es pot formular. Es tracta, en primer lloc, de protegir la xarxa de les tempestes (principalment descàrregues elèctriques atmosfèriques) i, en segon lloc, de fer-ho sense danyar els cables elèctrics existents (i els consumidors connectats a ella). En aquest cas, sovint és necessari resoldre el problema "colateral" de portar els dispositius de connexió a terra i d'equalització de potencials en condicions normals en una xarxa de distribució real.
Conceptes bàsics
Si parlem de documents, la protecció contra llamps ha de complir amb RD 34.21.122-87 "Instruccions per al dispositiu de protecció contra llamps d'edificis i estructures" i GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 50571.20-20-20.
Aquestes són les condicions:
- Raig directe: contacte directe del parallamps amb un edifici o estructura, acompanyat del flux de llamps a través d'ell.
- La manifestació secundària dels llamps és la inducció de potencials en elements estructurals metàl·lics, equips, en circuits metàl·lics oberts causats per descàrregues de llamps propers i creant un risc d'espurnes a l'objecte protegit.
- La deriva d'alt potencial és la transferència de potencials elèctrics a l'edifici o estructura protegida al llarg de comunicacions metàl·liques esteses (canalitzacions subterrànies i terrestres, cables, etc.), que es produeixen durant els llamps directes i propers i creen un risc d'espurnes a l'objecte protegit. .
És difícil i costós protegir contra un llamp directe. No es pot col·locar un parallamps sobre tots els cables (tot i que podeu canviar completament a fibra òptica amb un cable de suport no metàl·lic). Només podem esperar la insignificant probabilitat d'un esdeveniment tan desagradable. I aguantar la possibilitat de vaporització del cable i l'esgotament total de l'equip terminal (juntament amb les proteccions).
D'altra banda, un biaix d'alt potencial no és massa perillós, és clar, per a un edifici residencial, no per a un magatzem de pols. De fet, la durada del pols provocat pels llamps és molt inferior a un segon (se sol prendre com a prova 60 mil·lisegons o 0,06 segons). La secció transversal dels cables de parell trenat és de 0,4 mm. en conseqüència, caldrà una tensió molt gran per introduir energia elevada. Això, malauradament, passa, de la mateixa manera que és totalment possible que un llamp directe caigui al terrat d'una casa.
No és realista danyar una font d'alimentació típica amb un pic d'alta tensió curt. El transformador simplement no el deixarà sortir del bobinatge primari. I el convertidor de polsos té prou protecció.
Un exemple és el cablejat elèctric a les zones rurals, on els cables arriben a l'edifici per l'aire i, per descomptat, estan subjectes a interrupcions importants durant les tempestes. Normalment no s'ofereix cap protecció especial (que no siguin fusibles o espurnes).Però els casos de fallada dels electrodomèstics no són gaire freqüents (tot i que succeeixen amb més freqüència que a la ciutat).
Sistema d'anivellament de potencial.
Així, el perill pràctic més gran són les manifestacions secundàries dels llamps (és a dir, les pastilles). En aquest cas, els factors cridaners seran:
- l'aparició d'una gran diferència de potencial entre les parts conductores de la xarxa;
- inducció d'alta tensió en cables llargs (cables)
La protecció contra aquests factors és, respectivament:
- igualació de potencials de totes les parts conductores (en el cas més simple - connexió en un punt) i baixa resistència del bucle de terra;
- apantallament de cables apantallats.
Comencem amb una descripció del sistema d'anivellament potencial, a partir d'aquesta base, sense la qual l'ús de dispositius de protecció no donarà un resultat positiu.
7.1.87. A l'entrada de l'edifici s'ha de realitzar un sistema de connexió equipotencial combinant les següents parts conductores:
- principal (tronc) conductor de protecció;
- cable de terra principal (tronc) o pinça de terra principal;
- canonades d'acer de comunicacions d'edificis i entre edificis;
- peces metàl·liques d'estructures d'edificis, protecció contra llamps, sistemes de calefacció central, ventilació i aire condicionat. Aquestes parts conductores han d'estar interconnectades a l'entrada de l'edifici.
- Es recomana que es repeteixin sistemes de connexió equipotencial addicionals durant la transferència d'energia.
7.1.88.Totes les parts conductores exposades de les instal·lacions elèctriques fixes, les parts conductores de tercers i els conductors de protecció neutre de tots els equips elèctrics (incloses les preses de corrent) s'han de connectar al sistema de connexió equipotencial addicional...
Posada a terra esquemàtica del blindatge del cable, protecció contra llamps i equip actiu segons nova edició del PUE s'ha de fer de la següent manera:
Posada a terra de pantalles de cable, parallamps i equips actius segons la nova edició PUE
Mentre que l'edició antiga preveia el següent esquema:
Posada a terra de blindatges de cables, parallamps i equips actius a l'antiga edició del PUE
Les diferències, per tota la seva insignificança externa, són força fonamentals. Per exemple, per a una protecció eficaç contra els llamps d'equips actius, és desitjable que tots els potencials oscil·lin al voltant d'un sol "terra" (també, amb baixa resistència a terra).
Per desgràcia, a Rússia es construeixen massa pocs edificis segons un PUE nou i més eficient. I podem dir amb fermesa: no hi ha "terra" a les nostres cases.
Què fer en aquest cas? Hi ha dues opcions: redissenyar tota la xarxa elèctrica a casa (una opció poc realista) o utilitzar allò que està raonablement disponible (però al mateix temps recordeu a què voleu apuntar).
Posada a terra de cables i equips.
Posar a terra l'equip actiu sol ser fàcil. Si es tracta d'una sèrie industrial, probablement hi hagi un terminal dedicat. És pitjor amb els models d'escriptori barats: simplement no tenen el concepte de "terra" (i, per tant, res a terra). I el major risc de dany es compensa totalment amb el preu més baix.
La qüestió de la infraestructura del cable és molt més complexa.L'únic element de cable que es pot connectar a terra sense perdre el senyal útil és l'escut. És recomanable utilitzar aquests cables per a la col·locació de «ventiladors»? En resposta, només m'agradaria citar una cita llarga:
L'any 1995, un laboratori independent va realitzar una sèrie de proves comparatives de sistemes de cables blindats i no blindats. A la tardor de 1997 es van fer proves similars. Es va col·locar una secció controlada de cable de 10 metres de llarg en una cambra d'absorció d'eco protegida de pertorbacions externes. Un extrem de la línia estava connectat a un concentrador de xarxa 100Base-T i l'altre a un adaptador de xarxa per a PC. La part de control del cable estava exposada a interferències amb la intensitat de camp de 3 V / m i 10 V / m en el rang de freqüència de 30 MHz a 200 MHz. Es van obtenir dos resultats significatius.
En primer lloc, el nivell d'interferència en un cable no apantallat de categoria 5 resulta ser 5-10 vegades més gran que en un cable blindat amb una tensió de camp de RF de 3 V / m. En segon lloc, en absència de trànsit de xarxa, el concentrador de xarxa realitzat en cable no blindat mostra més del 80% de càrrega de xarxa en algunes freqüències. La força del senyal del protocol 100Base-T per sobre de 60 MHz és molt baixa, però molt important per a la recuperació de la forma d'ona, però, fins i tot amb interferències per sobre de 100 MHz, el sistema sense blindatge va fallar la prova. Al mateix temps, es va observar una disminució de la velocitat de transmissió de dades en dos ordres de magnitud.
Els sistemes de cables blindats han superat totes les proves, però una connexió a terra efectiva és essencial per al seu bon funcionament.
Cal destacar aquí un punt important.En el SCS tradicional, la connexió a terra es fa al llarg de tota la línia, contínuament d'un port d'equip actiu a un altre (tot i que en teoria s'hauria de proporcionar la connexió a terra en un sol punt). És extremadament difícil posar a terra correctament una xarxa distribuïda gran i la majoria d'instal·ladors generalment no utilitzen cables apantallats.
A les xarxes "domèstiques", no s'ha de parlar de posar a terra la xarxa, sinó de posar a terra línies individuals. Aquests. Podeu pensar en cada línia individual com un parell trenat sense blindatge col·locat en un tub metàl·lic (després de tot, l'objectiu de l'escut és protegir la part "aire" de la línia).
Això simplifica molt les coses. Com a resultat, l'ús de cable blindat és més que recomanable. Però només amb una bona presa de terra en entrar a l'edifici. Es recomana fer-ho per ambdós costats d'acord amb la següent regla:
Posada a terra del blindatge del cable
D'una banda, es realitza una presa de terra «morta». D'altra banda, a través d'aïllament galvànic (espurna, condensador, espurna). En el cas d'una simple connexió a terra a banda i banda, en un circuit elèctric tancat entre edificis, es poden produir corrents d'equalització no desitjades i/o pinces perdudes.
L'ideal és posar-lo a terra amb un conductor separat d'una secció transversal decent al soterrani de la casa i connectar-lo directament al bus equipotencial. A la pràctica, però, n'hi ha prou amb utilitzar el zero protector més proper.Al mateix temps, l'eficàcia de la protecció contra llamps de la xarxa disminueix, però no massa significativament, només lleugerament (més en teoria que en la pràctica) la probabilitat de danys als consumidors elèctrics de la casa per l'augment potencial augmenta.