Treść artykułu
- Uziemienie
- Jak ustawić elementy uziemiające
- Dyrygent w dół
- Piorunochron prętowy
- Sprawdzanie i monitorowanie działania instalacji odgromowej
- Ochrona przed wysokim napięciem
- Audyt domowej sieci elektrycznej
- Ochrona domu (klasa B)
- Ochrona linii (klasa C)
- Ochrona urządzenia (klasa D)
W artykule omówiono krytyczne momenty organizacji ochrony odgromowej własnymi rękami, które wymagają szczególnej uwagi. Warto o nich wiedzieć, nawet jeśli ochrona odgromowa jest wykonywana przez zewnętrznych specjalistów.
Uziemienie
Aby uchronić się przed wyładowaniem elektrycznym, jakim jest wyładowanie atmosferyczne, musimy rozwiązać dwa problemy. Pierwszym jest złapanie takiego wyładowania. Po drugie, wyślij go w bezpieczne miejsce w domu. To bezpieczne miejsce to ziemia. Zaczniemy od niego.
Zdjęcie przedstawia prawdopodobnie najpopularniejszy projekt uziemienia dla małego budynku. Ten projekt ma trzy przewody uziemiające, które są umieszczone w rogach trójkąta równobocznego. W rzeczywistości nie jest to dogmat. Liczba przewodów uziemiających może być różna, a także ich względne położenie. Najważniejsze jest to, że taka konstrukcja zapewnia niezawodne uziemienie. Najważniejsze parametry uziemienia określają takie dokumenty jak PUE (Electrical Installation Rules, Rozdział 1.7) i GOST (GOST 12.1.030-81 „Bezpieczeństwo elektryczne. Uziemienie ochronne. Zerowanie”, GOST R 50571.10-96 Część 5. Rozdział 54. „Urządzenia uziemiające i przewody ochronne ”).
Głównym parametrem, który mówi o zdolności uziemienia do zapewnienia ochrony, jest rezystancja, która nie powinna przekraczać 4 omów. Możesz znaleźć struktury uziemiające, które składają się tylko z jednego elementu uziemiającego. To prawda, że pogłębienie takiego przewodnika wynosi zwykle co najmniej 30 m, czego nie można wykonać bez specjalnego wyposażenia na terenie wiejskiego domu. Dlatego zamiast jednego elementu uziemiającego bierze się kilka. Liczba elementów i ich głębokość są określane przez określone warunki.
Biorąc pod uwagę przeciętne warunki naszego kraju, zwykle stosuje się trzy elementy uziemiające, które należy zakopać 3-5 m. Warto zaznaczyć, że po zainstalowaniu takiej konstrukcji należy zmierzyć rezystancję. Jeśli jest mniejszy niż 4 omy, wszystko jest w porządku. Jeśli jest więcej, nie ma potrzeby się denerwować. W celu zmniejszenia oporu można dodać jeden lub więcej dodatkowych elementów.
Jak ustawić elementy uziemiające
Istnieje prosta zasada, która mówi, że odległość między elementami uziemiającymi nie powinna być mniejsza niż dwukrotność głębokości, na jaką są one wbijane. To jest powód popularności trójkąta równobocznego, jest to najbardziej kompaktowa opcja zakwaterowania. W rzeczywistości, jeśli spełniasz wymóg dotyczący odległości między elementami uziemiającymi, można je nawet umieścić w linii.
Kolejną najważniejszą kwestią jest dobór materiału. Zasadniczo, jak sugeruje logika, można użyć dowolnego przewodnika. Musimy jednak wziąć pod uwagę nie tylko parametry elektryczne, ale także to, jak zachowa się ten materiał pod względem niezawodności i bezpieczeństwa. W PES są tylko trzy materiały: stal czarna, stal ocynkowana i miedź. Dlatego lepiej jest ograniczać się do nich i nie podejmować ryzyka eksperymentatorów.
W zależności od wybranego materiału należy przestrzegać minimalnych wymagań dotyczących powierzchni przekroju. Tak więc dla okrągłej czarnej stali średnica powinna wynosić co najmniej 16 mm, a dla stali ocynkowanej i miedzi – 12 mm. Możliwe jest zastosowanie nie tylko okrągłych elementów uziemiających. Możesz wziąć prostokąt lub nawet róg. Ciekawe, że w dokumencie kąt jest wskazany tylko dla stali czarnej. Ograniczenia ze stali czarnej – przekrój 100 mm2 o grubości ścianki 4 mm. Do stali ocynkowanej 75 mm2 co 3 mm, a dla miedzi 50 mm2 odpowiednio na 2 mm.
Przy wyborze materiału zwykle ocenia się koszt, dostępność i trwałość. Ze względu na trwałość nie zaleca się stosowania okuć. Faktem jest, że górna warstwa zbrojenia jest utwardzona, co wpływa na parametry elektryczne. Ponadto zbrojenie szybciej rdzewieje. Jest jeszcze jedno błędne przekonanie. Obecnie istnieje wiele sposobów ochrony metali żelaznych przed korozją. Dlatego kuszące może być potraktowanie elementów uziemiających takim zabezpieczeniem. Zabrania się tego z prostego powodu – takie uziemienie nie zadziała, ale tą powłoką izolujemy elementy uziemiające od gruntu.
Decydując się na materiał, pojawia się kolejne pytanie, jak prawidłowo podłączyć poszczególne elementy uziemiające?
Połączenie musi być niezawodne, trwać dłużej niż rok. Ogólnie rzecz biorąc, nie ma jednego idealnego rozwiązania. Spawanie jest zwykle stosowane w przypadku stali czarnej. Jeśli wykonasz połączenie śrubowe, każdy element ulegnie korozji, a prawdopodobieństwo naruszenia przewodności wzrośnie. To prawda, że szew spawany staje się najbardziej wrażliwym punktem pod względem korozji. Całkiem możliwe jest potraktowanie go związkiem ochronnym, nie wpłynie to na odporność całego systemu.
Nie spawać stali ocynkowanej. Na szwie warstwa ochronna zostanie zerwana. Z drugiej strony, jeśli zastosujesz specjalne łączniki, które są wykonane ze stali ocynkowanej, połączenie będzie zabezpieczone przed korozją, co oznacza, że zapewniona zostanie niezawodność działania. To samo robią z elementami miedzianymi. Istnieją również technologie lutowania, ale są one niezwykle rzadkie i drogie. Warto wspomnieć, że można również zastosować stal nierdzewną. Lepiej też nie spawać, ale użyć połączenia śrubowego. Należy zauważyć, że ten materiał nie jest uwzględniany w PSZ..
Materiał został wybrany, połączenia zostały określone, można przystąpić do montażu. Musisz zacząć od znaczników. Wybór miejsca na umieszczenie elementów uziemiających. Tutaj należy pamiętać, że najbliższy element uziemiający musi znajdować się co najmniej 1 m od fundamentu. Nie jest to również konieczne, nadal musimy połączyć uziemienie z przewodem dolnym. W miejscach, w których znajdują się elementy uziemiające, wykopujemy otwory o głębokości 0,5–1 m, a następnie łączymy je rowami o tej samej głębokości. Elementy uziemiające o długości około 3 m można wbijać młotkiem. Jednak wszystko zależy od rodzaju gleby..
Następnie łączymy ze sobą pionowe elementy. Do połączenia zwykle używana jest taśma, po prostu nie zapomnij o wymaganiu dotyczącym pola przekroju i grubości płyty. Po zakończeniu montażu uziemienia należy sprawdzić jego integralność i zorganizować niezawodne połączenie z przewodem dolnym. Następnie musisz przykryć go ziemią, którą należy zagęścić.
Tak, dobrze byłoby zmierzyć opór przed zasypaniem. Porozmawiamy o tym, jak to zrobić poniżej. W międzyczasie pamiętaj, że jeśli rezystancja jest większa niż 4 omy, musisz pomyśleć o tym, gdzie umieścić kolejny element uziemiający.
Dyrygent w dół
Na pierwszy rzut oka element jest prosty, ale powierzono mu rozwiązanie najważniejszego zadania – doprowadzenie wyładowania elektrycznego z piorunochronu do uziemienia. Przewód odprowadzający musi być niezawodny i bezpieczny. Niezawodny – oznacza to, że gdy przepłynie prąd elektryczny, nie zapadnie się, ale jest bezpieczny – gdy przepłynie prąd elektryczny, nie zaszkodzi zarówno samemu domowi, jak i umieszczonemu w nim sprzętowi. Wykonanie takiego przewodu w dół nie jest trudne, ale w tym celu konieczne jest przestrzeganie pewnych zasad.
Zacznijmy od materiału, z którego można wykonać przewody odprowadzające. Dozwolone jest stosowanie stali, miedzi i aluminium. Najczęściej używany okrągły pręt lub drut. Przekrój takiego przewodu odprowadzającego nie powinien być mniejszy: dla miedzi – 16 mm, dla aluminium – 25 mm, dla stali – 50 mm. Zwróć uwagę na aluminium. Niedopuszczalne jest bezpośrednie łączenie miedzi i aluminium. Dlatego lepiej ich nie używać. A jeśli nie możesz się bez tego obejść, takie połączenie należy wykonać za pomocą śrub wykonanych z neutralnego materiału. Można zauważyć, że nie ma ograniczeń w stosowaniu stali. Zaleca się stosowanie stali ocynkowanej w celu ochrony przewodu odprowadzającego przed korozją.
Przewód odprowadzający układa się wzdłuż najkrótszej odległości między piorunochronem a uziemieniem, poziomymi lub pionowymi liniami prostymi. Należy zminimalizować liczbę połączeń w przewodzie odprowadzającym. A jeśli takie połączenia są konieczne, to muszą być niezawodne. Dopuszczalne jest spawanie, lutowanie twarde lub skręcanie.
Przewód odprowadzający jest przymocowany bezpośrednio do ścian. Jeśli są wykonane z materiału niepalnego, dozwolone jest układanie przewodów nie tylko na ścianie, ale także w ścianie. Jeśli ściana jest wykonana z materiału palnego, istnieje niebezpieczeństwo pożaru; podczas przejścia wyładowania elektrycznego przewód odprowadzający może nagrzać się do niebezpiecznej temperatury. Dlatego w przypadku materiałów palnych przewód odprowadzający jest umieszczony w odległości co najmniej 10 cm od powierzchni ściany. Umieść przewody z dala od okien i drzwi. Jeśli z jakiegoś powodu nie jest to możliwe, w tym obszarze należy zastosować przewód odprowadzający w izolacji wysokiego napięcia. Nie umieszczaj przewodów odprowadzających w rurach spustowych.
Liczba przewodów odprowadzających zależy od konstrukcji chronionego obiektu, kształtu i wielkości domu wiejskiego oraz wymaganego stopnia ochrony. Przy najwyższym stopniu ochrony I średnia odległość między przewodami odprowadzającymi powinna wynosić 10 m. Przy stopniu ochrony IV średnia odległość wynosi 25 m. Kilka przewodów odprowadzających to równoległe połączenia elektryczne, co oznacza, że prąd przepływający przez każdy przewodnik będzie mniejszy. W rezultacie zmniejsza się nagrzewanie takiego przewodnika podczas przejścia wyładowania elektrycznego, co zmniejsza ryzyko pożaru.
Obecność kilku przewodów odprowadzających zmniejsza również inny szkodliwy wpływ wyładowań atmosferycznych. Kiedy wyładowanie elektryczne przechodzi przez przewód dolny, powstaje silne pole elektryczne, które spowoduje indukowane przepięcie w sieciach i urządzeniach znajdujących się w domu. Oczywiste jest, że spadek prądu w przewodniku zmniejsza również siłę pola elektrycznego.
Zasady dopuszczają stosowanie elementów budowlanych jako przewodów odprowadzających. Może to być metalowa rama budynku, inne metalowe elementy. Nawet wzmocnienie budynku lub metalowe pokrycie elewacji. Najważniejsze jest to, że ciągłość elektryczna między elementami jest niezawodna i trwała. Na przykład do zbrojenia uważa się za wystarczające, jeśli 50% wszystkich prętów poziomych i pionowych jest spawanych. Grubość elementów powłoki elewacyjnej musi wynosić co najmniej 0,5 mm. Używanie tylko naturalnych przewodów odprowadzających może być ryzykowne, ale w połączeniu z wyposażonym oddzielnym przewodem odprowadzającym można uzyskać kilka przewodów odprowadzających naraz, a zatem korzyści omówione powyżej.
Jako przewody odprowadzające, a także jako elementy uziemiające nie można stosować rurociągów, którymi transportowane są substancje łatwopalne. W wiejskim domu są to rury gazowe i kanalizacja, ponieważ metan jest uwalniany podczas rozkładu kału i odpadów organicznych.
Piorunochron prętowy
Piorunochrony można kupić w postaci gotowej lub samodzielnie. Rozmiary i konstrukcje piorunochronów mogą być różne. W związku z tym długość gotowych urządzeń wynosi zwykle 2,5–15 m. Ważne jest, aby wierzchołek szczytu terminala znajdował się powyżej najwyższego punktu konstrukcji. Można zastosować dodatkowe maszty. Kształt pręta nie jest bardzo ważny, najważniejsze jest to, że powierzchnia przekroju odpowiada normom. Różne materiały wymagają innego minimum: miedź – 35 mm2, aluminium – 70 mm2 i stal – 50 mm2.
Uważa się, że im cieńsza końcówka lancy nawiewnika jest zaostrzona, tym wydajniej będzie działać. Z drugiej strony, w przypadku uderzenia pioruna, zbyt cienka końcówka spłonie lub pęknie. I będzie znacznie bardziej podatny na procesy utleniania. Dlatego tutaj musisz znaleźć środek.
Piorunochron chroni pewną przestrzeń, którą można oszacować w następujący sposób. Rysujemy linię prostą od końca terminala do ziemi, przy czym kąt między linią prostą a terminalem jest równy 45 stopni. Przyjmując linię prostą jako generator, budujemy stożek ochronny. Jeśli konstrukcja znajduje się w całości wewnątrz tego stożka, wówczas dom zostanie uznany za chroniony. Jeśli jego poszczególne części wystają poza stożek, wówczas ochrona będzie niewystarczająca, konieczne jest zainstalowanie dodatkowego piorunochronu. Wokół niego budujemy nowy ochronny stożek. Jeśli oba stożki pokrywają budynek, dom jest chroniony. Jeśli nie, to wybieramy miejsce na jeszcze jeden piorunochron. Robimy to, dopóki dom nie jest chroniony..
Sprawdzanie i monitorowanie działania instalacji odgromowej
Zorganizowaliśmy uziemienie, zainstalowaliśmy piorunochron, połączyliśmy je przewodami dolnymi, instalacja jest zakończona. Teraz musimy sprawdzić, czy nasz system będzie działał. Połączenia elektryczne poszczególnych elementów i ich połączenia można sprawdzić za pomocą konwencjonalnego testera. Ale rezystancji uziemienia nie można sprawdzić za pomocą prostego testera..
Do pomiaru oporu można zaprosić specjalistów. Możesz spróbować zrobić to sam, tylko do tego potrzebujesz specjalnego urządzenia i pary dodatkowych elektrod. Zastanowimy się, jak zmierzyć rezystancję na przykładzie dość popularnego i łatwego w obsłudze urządzenia M-416..
Miernik uziemienia М-416
Wraz z urządzeniem są zwykle dostarczane dodatkowe elektrody. Układamy je zgodnie ze schematem. Przed pomiarem elektrody należy zakopać około 0,5 m.
Obwód pomiaru rezystancji uziemienia: 1 – pętla masy, 2 – poziom masy
Ochrona odgromowa wymaga regularnego monitorowania. Konieczne jest sprawdzenie jego integralności elektrycznej i monitorowanie rezystancji uziemienia. Najlepiej to zrobić, gdy warunki klimatyczne są najmniej sprzyjające. Opór będzie maksymalny w dwóch przypadkach: latem, kiedy przez długi czas była sucha pogoda, oraz zimą, w najzimniejszym okresie. W tej chwili poziom wilgotności gleby jest odpowiednio minimalny, a rezystancja uziemienia jest maksymalna.
Jeśli kontrola wykaże, że wszystko jest w porządku, możemy założyć, że zewnętrzna ochrona odgromowa się skończyła. Ale to tylko połowa sukcesu. Konieczne jest również zapewnienie ochrony wewnętrznej, zwanej ochroną przeciwprzepięciową..
Ochrona przed wysokim napięciem
Nie ma pełnej ochrony przed burzami. Ale aby chronić jak najwięcej przed jego skutkami, oprócz ochrony zewnętrznej, wewnętrznej.
Wcześniej rozważaliśmy już przypadek, w którym w sieciach domowych może wystąpić przepięcie indukowane, spowodowane uderzeniem pioruna w piorunochron. Znaleźliśmy nawet sposób na zmniejszenie szkodliwych skutków. W rzeczywistości jest to rzadki przypadek. Częściej piorun wpływa na sieć, nawet nie wchodząc w piorunochron. Uderzenie pioruna w linię dostarczającą energię elektryczną do domu może mieć tragiczne konsekwencje, nawet jeśli zdarzyło się to kilka kilometrów od domu. Przed takim uderzeniem spróbujemy się chronić..
Audyt domowej sieci elektrycznej
Pierwszą rzeczą do zrobienia jest audyt istniejącej sieci elektrycznej. Faktem jest, że ochrona będzie skuteczna tylko wtedy, gdy wewnętrzna sieć elektryczna zostanie wykonana poprawnie. Zacznijmy od najprostszego. Wyjmijmy gniazdo z puszki instalacyjnej i zobaczmy, ile przewodów jest do niego podłączonych. Jeśli są dwa, to sieć wymaga głębokiej modernizacji. Chodzi o to, że poprawna nowoczesna sieć elektryczna jest trójprzewodowa: jeden przewód dla fazy, drugi dla zerowej pracy, a trzeci dla zerowej ochrony. Jeśli do gniazdka podłączone są tylko dwa przewody, oznacza to, że po prostu nie ma zerowej ochrony.
Istnieje powszechne i szkodliwe nieporozumienie. Niedoświadczony elektryk może dokonać dla siebie odkrycia – zdając sobie sprawę, że zero robocze i zero ochronne są nadal podłączone do rozdzielnicy, oznacza to, że możesz zaoszczędzić pieniądze. Z punktu widzenia obwodu elektrycznego nic się nie zmieni, jeśli zera robocze i ochronne zostaną podłączone bezpośrednio do gniazdka. I nawet wymagające urządzenia gospodarstwa domowego, które sprawdzają obecność ochronnego zera, będą działać w tym przypadku..
W starych instalacjach elektrycznych nie zapewniono zera ochronnego; tę sytuację można uznać za dziedzictwo historyczne. A kiedy pojawiły się wtyczki z trzema stykami, niektórzy elektrycy zaczęli stosować tę sztuczkę. W rzeczywistości taka decyzja jest po prostu bezcelowa. Podstawowym zadaniem zera ochronnego jest ochrona przed przepięciem i porażeniem prądem w przypadku awarii pracownika. Oczywiste jest, że jeśli zwarcie w gniazdku, nie będzie ochrony. Dlatego konieczne jest sprawdzenie tablicy wejściowej i pomiarowej (rozdzielacz wejściowy, ASU). Nawet w przypadku połączenia jednofazowego, gdy na wejściu są tylko dwa przewody, konieczne jest już podłączenie ochronnego zera na karcie wejściowej. I z tej tarczy, podłącz oddzielne ochronne zero, a następnie pozbędziemy się niewiarygodnego dziedzictwa.
Kolejnym krokiem w przygotowaniu sieci wewnętrznej będzie sprawdzenie, aw razie potrzeby zorganizowanie potencjalnego układu wyrównawczego. Ogólnie rzecz biorąc, wyrównanie potencjału minimalizuje szkodliwe skutki prądów upływowych. Nawet w najbardziej zwyczajnych warunkach prądy upływowe mają negatywne konsekwencje. Jest to porażenie prądem i przyspieszona korozja drutów i możliwe przepięcie, gdy wypali się zero robocze. W przypadku przepięcia od pioruna konsekwencje mogą być jeszcze gorsze..
Dokumenty regulacyjne określają procedurę budowy potencjalnego układu wyrównawczego. Musimy podłączyć to uziemienie do głównego uziemienia domu za pomocą systemu wyrównania potencjałów. Odbywa się to w osłonie ASU, zwykle nawet przed licznikiem energii elektrycznej.
Po takiej modernizacji można przystąpić do organizowania skutecznej wewnętrznej ochrony przed przepięciami..
Ochrona domu (klasa B)
Cel zorganizowania ochrony przeciwprzepięciowej na tym poziomie jest jasny, konieczne jest zabezpieczenie całej domowej instalacji elektrycznej przed bezpośrednim uderzeniem pioruna w budynek lub linię elektroenergetyczną, a także przed przepięciami indukowanymi wywołanymi takimi uderzeniami. Urządzenie ochronne jest zainstalowane w osłonie ASU do licznika energii elektrycznej. Najczęściej stosuje się ograniczniki, chociaż można również stosować warystory. Co najważniejsze, spełniają wymagania stawiane sprzętowi klasy B..
Ogranicznik klasy B.
Główne parametry są wskazane na korpusie urządzenia. Dla takich urządzeń przesyłany prąd udarowy powinien wynosić co najmniej 10 kA, a krótkotrwały może osiągnąć 50 kA, maksymalne napięcie powinno wynosić 2,0-2,5 kV.
Urządzenia mogą być jednokanałowe, jak pokazano na zdjęciu. To wystarczy dla wejścia jednofazowego. Przy wejściu trójfazowym wygodniej jest używać urządzeń trójkanałowych.
Na tym poziomie między punktem roboczym a zerem ochronnym nie jest zainstalowane urządzenie ochronne. Obudowa jest przystosowana do montażu na szynie DIN. Wymagania materiałowe i konstrukcyjne – należy wykluczyć ogień i iskrzenie na zewnątrz obudowy urządzenia. Zwarcie jest niedozwolone, nawet jeśli urządzenie ulegnie awarii.
Ochrona linii (klasa C)
Urządzenia tego poziomu nie chronią przed bezpośrednim uderzeniem pioruna. Zaprojektowane są na przepięcia szczątkowe, które pozostają po przejściu przez ogranicznik na wejściu. Takie urządzenie jest zwykle instalowane już w tablicach rozdzielczych. Jeśli jest ich kilka, na przykład na każdej kondygnacji, istnieje możliwość zainstalowania zabezpieczeń w każdym panelu podłogowym niezależnie. Na tym poziomie lepiej jest używać urządzeń czterokanałowych. Czwarty kanał służy do ustawiania między zerami roboczymi i ochronnymi..
Urządzenie 4-kanałowe
Na tym poziomie można zastosować ograniczniki, chociaż częściej stosuje się warystory. Zwykle ich parametry są wystarczające. Dla takich urządzeń przesyłany prąd impulsowy musi wynosić co najmniej 10 kA, a krótkotrwały może dochodzić do 40 kA, maksymalne napięcie musi wynosić 1,3 kV. Inne wymagania są podobne do tych dla klasy B..
Aby ochrona linii działała prawidłowo, odległość wzdłuż kabla od urządzeń poprzedniego poziomu musi wynosić co najmniej 7-10 m, co zapewnia wystarczający poziom opóźnienia. W małym wiejskim domu może się zdarzyć, że odległość będzie mniejsza. Dlatego wymagane jest zorganizowanie sztucznej linii opóźniającej, co można łatwo zrobić, instalując dławik o indukcyjności co najmniej 12 μH. Oczywiste jest, że na każdym kanale musi być zainstalowany dławik.
Ochrona urządzenia (klasa D)
To ostatnia warstwa ochrony. Nie jest wymagane dla wszystkich urządzeń. Dla większości wystarczą dwa poprzednie poziomy. Niemniej jednak w celu ochrony niektórych szczególnie wrażliwych i drogich urządzeń taka ochrona jest nadal wskazana. Urządzenia ochronne mogą być wbudowane w gniazda i autonomiczne.
Urządzenie ochronne kategorii D.
Urządzenie pokazane na zdjęciu podłącza się bezpośrednio do gniazdka i dopiero wtedy podłączane jest urządzenie wymagające ochrony. Można je łączyć, oprócz ochrony przeciwprzepięciowej w sieci elektrycznej mogą dodatkowo zapewniać ochronę sieci niskoprądowych. Urządzenie pokazane na zdjęciu posiada możliwość zabezpieczenia domowej sieci komputerowej.
Wdrażając zewnętrzne zabezpieczenia i zabezpieczenia przeciwprzepięciowe w wiejskim domu, uzyskujemy najwyższy dostępny obecnie poziom ochrony przed burzami..
Bądź pierwszy, który skomentuje ten wpis