Proteksi petir kabel

Tugas utama dapat dirumuskan. Ini, pertama, untuk melindungi jaringan dari badai petir (terutama pelepasan listrik atmosfer), dan kedua, untuk melakukan ini tanpa merusak kabel listrik yang ada (dan konsumen yang terhubung dengannya). Dalam hal ini, seringkali perlu untuk memecahkan masalah "jaminan" untuk membawa perangkat pembumian dan perangkat penyama potensial ke kondisi normal dalam jaringan distribusi nyata.

Konsep dasar

Jika kita berbicara tentang dokumen, maka proteksi petir harus mematuhi RD 34.21.122-87 "Petunjuk untuk perangkat proteksi petir bangunan dan struktur" dan GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 50571.20-2000.

Berikut syaratnya:

1. Sambaran petir langsung — kontak langsung penangkal petir dengan bangunan atau struktur, disertai dengan aliran petir yang melewatinya.
2. Manifestasi sekunder petir adalah induksi potensial pada elemen struktural logam, peralatan, di sirkuit logam terbuka yang disebabkan oleh pelepasan petir di dekatnya dan menimbulkan risiko percikan api pada objek yang dilindungi.
3. Penyimpangan berpotensi tinggi adalah transfer potensi listrik ke bangunan atau struktur yang dilindungi melalui komunikasi logam yang diperluas (pipa bawah tanah dan tanah, kabel, dll.), Yang terjadi selama sambaran petir langsung dan dekat dan menimbulkan risiko percikan api pada objek yang dilindungi .

Sulit dan mahal untuk melindungi dari sambaran petir langsung. Penangkal petir tidak dapat ditempatkan di atas setiap kabel (walaupun Anda dapat sepenuhnya beralih ke serat optik dengan kabel pendukung non-logam). Kami hanya bisa berharap untuk kemungkinan yang dapat diabaikan dari peristiwa yang tidak menyenangkan tersebut. Dan menanggung kemungkinan penguapan kabel dan peralatan terminal yang habis terbakar (bersama dengan perlindungan).

Di sisi lain, bias berpotensi tinggi tidak terlalu berbahaya, tentunya untuk bangunan tempat tinggal, bukan gudang debu. Nyatanya, durasi pulsa yang disebabkan oleh petir jauh lebih kecil dari satu detik (biasanya diambil 60 milidetik atau 0,06 detik sebagai pengujian). Penampang kabel twisted-pair adalah 0,4 mm. oleh karena itu, diperlukan tegangan yang sangat besar untuk menghasilkan energi tinggi. Sayangnya, hal ini terjadi—sama seperti sambaran petir langsung yang mungkin mengenai atap rumah.

Tidaklah realistis untuk merusak catu daya tipikal dengan lonjakan tegangan tinggi yang pendek. Trafo tidak akan membiarkannya keluar dari belitan primer. Dan konverter pulsa memiliki perlindungan yang cukup.

Contohnya adalah pemasangan kabel listrik di daerah pedesaan—di mana kabel mencapai gedung melalui udara dan, tentu saja, mengalami gangguan signifikan selama badai petir. Biasanya tidak ada perlindungan khusus (selain sekering atau celah percikan).Tetapi kasus kegagalan peralatan listrik tidak terlalu umum (walaupun lebih sering terjadi daripada di kota).

Sistem leveling potensial.

Jadi, bahaya praktis terbesar adalah manifestasi sekunder dari kilat (dengan kata lain, pikap). Dalam hal ini, faktor yang mencolok adalah:

• munculnya perbedaan potensial yang besar antara bagian konduktif jaringan;
• induksi tegangan tinggi pada kabel panjang (kabel)

Perlindungan terhadap faktor-faktor ini masing-masing adalah:

• pemerataan potensi semua bagian konduktif (dalam kasus paling sederhana — koneksi pada satu titik) dan resistansi rendah dari loop tanah;
• pelindung kabel berpelindung.

Mari kita mulai dengan deskripsi sistem leveling potensial - dari dasar ini, tanpanya penggunaan perangkat pelindung apa pun tidak akan memberikan hasil yang positif.

7.1.87. Di pintu masuk gedung, sistem ikatan ekuipotensial harus dilakukan dengan menggabungkan bagian konduktif berikut:

• utama (batang) konduktor pelindung;
• kabel arde utama (batang) atau klem arde utama;
• pipa baja komunikasi bangunan dan antar bangunan;
• bagian logam dari struktur bangunan, proteksi petir, pemanas sentral, ventilasi dan sistem pendingin udara. Bagian konduktif semacam itu harus saling berhubungan di pintu masuk gedung.
• Direkomendasikan agar sistem ikatan ekuipotensial tambahan diulangi selama transfer daya.

7.1.88.Semua bagian konduktif yang terbuka dari instalasi listrik tetap, bagian konduktif dari pihak ketiga dan konduktor pelindung netral dari semua peralatan listrik (termasuk soket) harus dihubungkan ke sistem ikatan ekuipotensial tambahan...

Pembumian skematik pelindung kabel, proteksi petir, dan peralatan aktif menurut PUE edisi baru harus dilakukan sebagai berikut:

Pengardean layar kabel, penangkal petir, dan peralatan aktif sesuai dengan edisi baru PUE

Sedangkan edisi lama disediakan untuk skema berikut:

Pembumian pelindung kabel, penangkal petir, dan peralatan aktif di PUE edisi lama

Perbedaannya, untuk semua ketidakberartian eksternal mereka, cukup mendasar. Misalnya, untuk proteksi petir yang efektif dari peralatan aktif, diharapkan semua potensi berosilasi di sekitar satu "tanah" (juga, dengan tahanan tanah rendah).

Sayangnya, terlalu sedikit bangunan yang dibangun di Rusia menurut PUE baru yang lebih efisien. Dan kami dapat dengan tegas mengatakan - tidak ada "bumi" di rumah kami.

Apa yang harus dilakukan dalam kasus ini? Ada dua opsi - untuk mendesain ulang seluruh jaringan daya di rumah (opsi yang tidak realistis), atau menggunakan apa yang tersedia secara wajar (tetapi pada saat yang sama mengingat apa yang harus dituju).

Pembumian kabel dan peralatan.

Mentanahkan peralatan aktif biasanya mudah. Jika ini adalah seri industri, mungkin ada terminal khusus untuk itu. Ini lebih buruk dengan model desktop murah — mereka tidak memiliki konsep "ground" (dan karena itu tidak ada ground). Dan risiko kerusakan yang lebih besar dikompensasi sepenuhnya oleh harga yang lebih rendah.

Masalah infrastruktur kabel jauh lebih kompleks.Satu-satunya elemen kabel yang dapat diardekan tanpa kehilangan sinyal yang berguna adalah pelindung. Apakah sebaiknya menggunakan kabel seperti itu untuk meletakkan «ventilasi»? Sebagai tanggapan, saya hanya ingin mengutip kutipan panjang:

Pada tahun 1995, sebuah laboratorium independen melakukan serangkaian uji komparatif terhadap sistem kabel berpelindung dan tidak berpelindung. Tes serupa dilakukan pada musim gugur 1997. Bagian kabel yang dikontrol sepanjang 10 meter diletakkan di ruang penyerap gema yang terlindung dari gangguan eksternal. Salah satu ujung jalur dihubungkan ke hub jaringan 100Base-T dan ujung lainnya ke adaptor jaringan PC. Bagian kontrol kabel terkena interferensi dengan kekuatan medan 3 V / m dan 10 V / m pada rentang frekuensi dari 30 MHz hingga 200 MHz. Dua hasil signifikan diperoleh.

Pertama, tingkat interferensi pada kabel kategori 5 yang tidak berpelindung ternyata 5-10 kali lebih tinggi daripada kabel berpelindung dengan tegangan medan RF 3 V / m. Kedua, dengan tidak adanya lalu lintas jaringan, konsentrator jaringan yang dilakukan pada kabel tanpa pelindung menunjukkan lebih dari 80% beban jaringan pada beberapa frekuensi. Kekuatan sinyal protokol 100Base-T di atas 60 MHz sangat rendah, tetapi sangat penting untuk pemulihan bentuk gelombang.Namun, bahkan dengan interferensi di atas 100 MHz, sistem tanpa pelindung gagal dalam pengujian. Pada saat yang sama, terjadi penurunan kecepatan transmisi data sebesar dua kali lipat.

Sistem kabel berpelindung telah lulus semua pengujian, tetapi pentanahan yang efektif sangat penting untuk keberhasilan operasinya.

Poin penting harus diperhatikan di sini.Dalam SCS tradisional, pentanahan dilakukan di sepanjang garis—secara terus-menerus dari satu port peralatan aktif ke yang lain (walaupun secara teori pentanahan harus disediakan pada satu titik). Sangat sulit untuk mengardekan jaringan terdistribusi besar dengan benar dan sebagian besar penginstal umumnya tidak menggunakan kabel berpelindung.

Dalam jaringan "rumah", seseorang tidak boleh berbicara tentang membumikan jaringan, tetapi tentang membumikan jalur individu. Ini. Anda dapat menganggap setiap garis individu sebagai pasangan bengkok tanpa pelindung yang ditempatkan dalam tabung logam (toh, tujuan pelindung adalah untuk melindungi bagian "udara" dari garis).

Ini sangat menyederhanakan banyak hal. Akibatnya, penggunaan kabel berpelindung lebih dari yang disarankan. Namun hanya dengan landasan yang baik saat memasuki gedung. Disarankan untuk melakukan ini di kedua sisi sesuai dengan aturan berikut:

Pembumian pelindung kabel

Di satu sisi, pembumian "mati" dilakukan. Di sisi lain, melalui isolasi galvanik (celah percikan, kapasitor, celah percikan). Dalam kasus pembumian sederhana di kedua sisi, di sirkuit listrik tertutup antara bangunan, arus pemerataan yang tidak diinginkan dan / atau klem tersesat dapat terjadi.

Idealnya, disarankan untuk membumikannya dengan konduktor terpisah dari penampang yang layak ke ruang bawah tanah rumah dan menghubungkannya langsung ke bus ekipotensial. Namun dalam praktiknya, cukup menggunakan nol pelindung terdekat.Pada saat yang sama, efektivitas proteksi petir jaringan menurun, tetapi tidak terlalu signifikan, hanya sedikit (bukan dalam teori daripada dalam praktik) kemungkinan kerusakan pada konsumen listrik di rumah akibat peningkatan potensi meningkat.