Obsah článku
- Uzemnění
- Jak umístit uzemňovací prvky
- Dolů dirigent
- Prut blesku
- Kontrola a monitorování výkonu systému ochrany před bleskem
- Ochrana před vysokým napětím
- Audit domácí elektrické sítě
- Domácí ochrana (třída B)
- Ochrana vedení (třída C)
- Ochrana zařízení (třída D)
Článek pojednává o kritických okamžicích organizace ochrany před bleskem vlastními rukama, které vyžadují zvláštní pozornost. Bude užitečné o nich vědět, i když ochranu před bleskem provádějí specialisté třetích stran.
Uzemnění
Abychom se chránili před elektrickým výbojem, který je bleskem, musíme vyřešit dva problémy. Prvním je zachytit takový výboj. A za druhé, pošlete ho na bezpečné místo doma. Toto bezpečné místo je zem. Začneme s ním.
Fotografie ukazuje snad nejoblíbenější návrh uzemnění pro malou budovu. Tato konstrukce má tři uzemňovací vodiče, které jsou umístěny v rozích rovnostranného trojúhelníku. Ve skutečnosti to není dogma. A počet uzemňovacích vodičů může být různý a také jejich relativní poloha. Nejdůležitější věcí je, že takový design poskytuje spolehlivé uzemnění. Nejdůležitější parametry uzemnění jsou definovány v dokumentech, jako jsou PUE (Pravidla pro elektrickou instalaci, kapitola 1.7) a GOST (GOST 12.1.030-81 „Elektrická bezpečnost. Ochranné uzemnění. Nulování“, GOST R 50571.10-96 část 5. Kapitola 54. „Uzemňovací zařízení a ochranné vodiče “).
Hlavním parametrem, který hovoří o schopnosti uzemnění poskytnout ochranu, je odpor, který by neměl být větší než 4 ohmy. Najdete uzemňovací struktury, které se skládají pouze z jednoho uzemňovacího prvku. Je pravda, že prohloubení takového vodiče je obvykle nejméně 30 m, což je nemožné provést bez zvláštního vybavení na místě venkovského domu. Proto je namísto jednoho uzemňovacího prvku odebráno několik. Počet prvků a jejich hloubka jsou určeny specifickými podmínkami.
Na základě průměrných podmínek naší země se obvykle používají tři uzemňovací prvky, které musí být uloženy 3-5 m. Je třeba poznamenat, že po instalaci takové konstrukce je nutné změřit odpor. Pokud je to méně než 4 ohmy, pak je vše v pořádku. Pokud je toho více, není třeba naštvat. Pro snížení odolnosti lze přidat jeden nebo více dalších prvků.
Jak umístit uzemňovací prvky
Existuje jednoduché pravidlo, které říká, že vzdálenost mezi uzemňovacími prvky by neměla být menší než dvojnásobek hloubky, do které jsou poháněny. To je důvod pro popularitu rovnostranného trojúhelníku, jedná se o nejkompaktnější možnost ubytování. Ve skutečnosti, pokud splníte požadavek na vzdálenost mezi uzemňovacími prvky, mohou být dokonce umístěny v řadě.
Dalším nejdůležitějším tématem je výběr materiálu. Jak logika naznačuje, v zásadě můžete použít libovolného dirigenta. Měli bychom však zvážit nejen elektrické parametry, ale také to, jak se bude tento materiál chovat z hlediska spolehlivosti a bezpečnosti. V PES jsou pouze tři materiály: černá ocel, galvanizovaná ocel a měď. Proto je lepší, když se na ně omezíte, a nepřijímat rizika experimentátorů.
V závislosti na zvoleném materiálu musíte dodržet minimální požadavky na plochu průřezu. Pro kulatou černou ocel by měl být průměr nejméně 16 mm, pro galvanizovanou ocel a měď – 12 mm. Je možné použít nejen kruhové uzemňovací prvky. Můžete mít obdélníkový nebo dokonce rohový. Je zajímavé, že v dokumentu je úhel vyznačen pouze pro černou ocel. Omezení černé oceli – průřez 100 mm2 s tloušťkou stěny 4 mm. Pro galvanizovanou ocel 75 mm2 při 3 mm a pro měď 50 mm2 ve 2 mm.
Při výběru materiálu se obvykle hodnotí náklady, dostupnost a trvanlivost. Z hlediska trvanlivosti se nedoporučuje používat armatury. Faktem je, že horní vrstva výztuže je kalená, což ovlivňuje elektrické parametry. Zesílení navíc zrychluje rychleji. Existuje ještě jedna mylná představa. Nyní existuje mnoho způsobů, jak chránit železné kovy před korozí. Proto může být lákavé zacházet s uzemňovacími prvky s takovou ochranou. Je to zakázáno z jednoduchého důvodu – takové uzemnění nebude fungovat, ale tímto povlakem izolujeme uzemňovací prvky od půdy.
Po rozhodnutí o materiálu vyvstává další otázka, jak správně propojit jednotlivé uzemňovací prvky?
Spojení musí být spolehlivé, trvat déle než jeden rok. Obecně neexistuje jediné ideální řešení. Svařování se obvykle používá pro černou ocel. Pokud vytvoříte šroubové spojení, pak každý prvek koroduje a pravděpodobnost narušení vodivosti se pouze zvýší. Je pravda, že svařovaný šev se stává nejzranitelnějším bodem z hlediska koroze. Je docela možné zacházet s ochrannou sloučeninou, nebude to mít vliv na odolnost celého systému.
Ne svařujte galvanizovanou ocel. Ve švu se ochranná vrstva rozbije. Na druhou stranu, pokud použijete speciální konektory, které jsou vyrobeny z galvanizované oceli, bude spojení chráněno před korozí, což znamená, že bude zajištěna spolehlivost provozu. To samé dělají s měděnými prvky. Existují také technologie pájení, ale jsou velmi vzácné a drahé. Stojí za zmínku, že lze také použít nerezovou ocel. Je také lepší nevařit, ale použít šroubové spojení. A je třeba poznamenat, že tento materiál není v PES zvažován..
Materiál byl vybrán, byla stanovena spojení, můžete pokračovat v instalaci. Musíte začít s označováním. Výběr místa pro umístění uzemňovacích prvků. Zde musíte mít na paměti, že nejbližší uzemňovací prvek musí být nejméně 1 m od základu. Také to není nutné, musíme uzemnění spojit se spodním vodičem. V místech, kde jsou umístěny uzemňovací prvky, vykopáváme díry hluboké 0,5–1 m, poté je spojíme s příkopy stejné hloubky. Prvky uzemnění dlouhé asi 3 m lze vtlačit kladivem. Vše však záleží na typu půdy..
Dále spojíme svislé prvky. Pro připojení se obvykle používá páska, jen nezapomeňte na požadavek na plochu průřezu a tloušťku desky. Po dokončení uzemňovací sestavy je třeba zkontrolovat její integritu a uspořádat spolehlivé spojení se spodním vodičem. Pak ji musíte zakrýt zemí, kterou je žádoucí zhutnit.
Ano, bylo by hezké změřit odpor před doplňováním. O tom, jak to udělat, si povíme níže. Mezitím si uvědomte, že pokud je odpor větší než 4 ohmy, musíte přemýšlet o tom, kam umístit další uzemňovací prvek..
Dolů dirigent
Na první pohled je prvek jednoduchý, ale je pověřen řešením nejdůležitějšího úkolu – dodání elektrického výboje z hromosvodu do uzemnění. Spodní vodič musí být spolehlivý a bezpečný. Spolehlivý – to znamená, že když elektrický proud projde, nezhroutí se a nebude bezpečný – když elektrický proud projde, nepoškodí to samotný dům ani zařízení, které je v něm umístěno. Není obtížné vytvořit takového dirigenta, ale za tímto účelem je nutné dodržovat určitá pravidla.
Začněme materiálem, ze kterého lze vyrobit spodní vodiče. Použití oceli, mědi a hliníku je povoleno. Nejčastěji používaná kulatá tyč nebo drát. Průřez takového spodního vodiče by neměl být menší: pro měď – 16 mm, pro hliník – 25 mm, pro ocel – 50 mm. Věnujte pozornost hliníku. Přímé lepení mědi a hliníku není dovoleno. Proto je lepší je nepoužívat. A pokud se bez ní neobejdete, mělo by být takové spojení provedeno pomocí šroubů z neutrálního materiálu. Je třeba poznamenat, že použití oceli není nijak omezeno. Pro ochranu spodního vodiče před korozí se doporučuje použít galvanizovanou ocel.
Dolní vodič je položen podél nejkratší vzdálenosti mezi hromosvodem a uzemňovacími vodorovnými nebo svislými přímkami. Počet připojení ve spodním vodiči musí být minimalizován. A pokud jsou taková propojení nezbytná, musí být spolehlivá. Je povoleno svařování, tvrdé pájení nebo šroubování.
Spodní vodič je připojen přímo ke stěnám. Jsou-li vyrobeny z nehořlavého materiálu, je povoleno umístit vodiče nejen na zeď, ale také do stěny. Pokud je stěna vyrobena z hořlavého materiálu, pak existuje nebezpečí požáru, při průchodu elektrického výboje se může spodní vodič zahřát na nebezpečnou teplotu. Proto v případě hořlavých materiálů je spodní vodič umístěn ve vzdálenosti alespoň 10 cm od povrchu stěny. Umístěte vodiče od oken a dveří. Pokud to z nějakého důvodu není možné, měl by se v této oblasti použít sestupný vodič ve vysokonapěťové izolaci. Neumisťujte vodiče do svodů.
Počet sestupných vodičů závisí na konstrukci chráněného objektu, tvaru a velikosti venkovského domu a na požadovaném stupni ochrany. Při nejvyšším stupni ochrany I by průměrná vzdálenost mezi dolními vodiči měla být 10 m. Se stupněm ochrany IV je průměrná vzdálenost 25 m. Několik dolních vodičů jsou paralelní elektrická připojení, což znamená, že proud protékající jednotlivými vodiči bude menší. Výsledkem je snížení zahřívání takového vodiče během průchodu elektrického výboje, což snižuje riziko požáru.
Přítomnost několika dolů vedených vodičů také snižuje další škodlivý účinek blesku. Když elektrický výboj prochází skrz dolní vodič, vzniká silné elektrické pole, které způsobí indukované přepětí v sítích a zařízeních umístěných v domě. Je zřejmé, že pokles proudu ve vodiči také snižuje sílu elektrického pole.
Tato pravidla umožňují použití stavebních prvků jako dirigentů. Může to být kovový rám budovy, další kovové prvky. Dokonce i vyztužení budovy nebo kovové fasády. Hlavní věc je, že elektrická kontinuita mezi prvky je spolehlivá a trvanlivá. Například pro vyztužení se považuje za dostatečné, pokud je svařováno 50% všech vodorovných a svislých prutů. Tloušťka fasádních nátěrových prvků musí být nejméně 0,5 mm. Použití pouze přírodních vodičů dolů může být riskantní, ale v kombinaci s vybaveným samostatným vodičem dolů můžete získat několik vodičů dolů, a proto výhody diskutované výše.
Jako sestupné vodiče, stejně jako uzemňovací prvky, není možné použít potrubí, skrz které se přepravují hořlavé látky. V venkovském domě jsou to plynové potrubí a kanalizace, protože metan se uvolňuje při rozkladu trusu a organického odpadu..
Prut blesku
Bleskové pruty lze zakoupit hotové, nebo si můžete udělat sami. Velikosti a provedení tyčových hromosvodů se mohou lišit. Délka hotových zařízení je tedy obvykle 2,5–15 m. Je důležité, aby vrchol vrcholu vzduchového terminálu byl nad nejvyšším bodem konstrukce. Lze použít další stožáry. Tvar tyče není příliš důležitý, hlavní věc je, že plocha průřezu odpovídá normám. Různé materiály vyžadují různé minimum: měď – 35 mm2, hliník – 70 mm2 a ocel – 50 mm2.
Předpokládá se, že čím tenčí je konec vzduchové koncové trysky ostřený, tím účinněji to bude fungovat. Na druhou stranu, bude-li zasažen bleskem, bude příliš tenká špička hořet nebo roztříštit. A bude mnohem citlivější na oxidační procesy. Proto zde musíte najít prostřední půdu.
Blesk chrání určitý prostor, který lze odhadnout následovně. Nakreslíme přímku od konce vzduchového terminálu k zemi, zatímco úhel mezi přímkou a vzduchovým terminálem je roven 45 stupňům. Jako generátor bereme přímou linii a stavíme ochranný kužel. Pokud struktura leží zcela uvnitř tohoto kuželu, bude dům považován za chráněný. Pokud jeho jednotlivé části vyčnívají za kužel, pak ochrana nebude dostatečná, je nutné nainstalovat další tyč pro bleskozvod. Postavíme kolem ní nový ochranný kužel. Pokud oba kužely pokrývají budovu, je dům chráněn. Pokud ne, pak vybereme místo pro další tyč s bleskem. Děláme to, dokud není dům chráněn..
Kontrola a monitorování výkonu systému ochrany před bleskem
Uspořádali jsme uzemnění, nainstalovali hromosvod, spojili je s dolními vodiči, instalace byla dokončena. Nyní musíme zkontrolovat, zda bude náš systém fungovat. Elektrické připojení jednotlivých prvků a jejich připojení lze zkontrolovat pomocí běžného testovacího zařízení. Zemnící odpor však nelze ověřit pomocí jednoduchého testeru..
K měření odporu mohou být přizváni odborníci. Můžete to zkusit sami, pouze k tomu potřebujete speciální zařízení a pár dalších elektrod. Uvažujeme, jak měřit odpor, pomocí příkladu použití zařízení M-416, které je velmi populární a snadno použitelné..
Uzemňovací měřič М-416
S elektrodou se obvykle dodávají další elektrody. Zajistíme je v souladu se schématem. Před měřením musí být elektrody zasypány přibližně 0,5 m.
Obvod měření odporu uzemnění: 1 – zemní smyčka, 2 – úroveň země
Ochrana před bleskem vyžaduje pravidelné sledování. Je nutné zkontrolovat jeho elektrickou integritu a sledovat uzemňovací odpor. Nejlepší je, když jsou klimatické podmínky nejméně příznivé. Odpor bude maximální ve dvou případech: v létě, kdy bylo teplé suché počasí dlouhé, v zimě v nejchladnějším období. V tomto okamžiku je úroveň půdní vlhkosti minimální, resp. Zemnící odpor je maximální.
Pokud kontrola ukáže, že je vše v pořádku, můžeme předpokládat, že externí ochrana před bleskem skončila. Ale to je jen polovina bitvy. Je také nutné zajistit vnitřní ochranu, která se nazývá přepěťová ochrana..
Ochrana před vysokým napětím
Neexistuje žádná úplná ochrana proti bouřkám. Ale aby byla co nejvíce chráněna před jeho účinky, kromě vnější ochrany, vnitřní.
Již dříve jsme se zabývali případem, kdy v domácích sítích může dojít k indukovanému přepětí, které je způsobeno bleskem, který zasáhl blesk. Našli jsme dokonce způsob, jak omezit škodlivé účinky. Ve skutečnosti se jedná o vzácný případ. Blesk častěji ovlivňuje sítě, aniž by se dostal do blesku. Úder blesku do vedení, který dodává elektřinu do domu, může mít tragické následky, i když k tomu došlo pár kilometrů od domu. Z takového dopadu se budeme snažit chránit.
Audit domácí elektrické sítě
První věc, kterou musíte udělat, je audit stávající elektrické sítě. Faktem je, že ochrana bude účinná pouze tehdy, bude-li interní elektrická síť provedena správně. Začněme s nejjednodušší. Vyjměte soket z instalační krabice a podívejte se, kolik vodičů je k němu připojeno. Pokud existují dva, pak síť vyžaduje hlubokou modernizaci. Jde o to, že správná moderní elektrická síť je třívodičová: jeden vodič pro fázi, druhý pro nulovou práci a třetí pro nulovou ochranu. Pokud jsou k zásuvce připojeny pouze dva dráty, znamená to, že prostě neexistuje nulová ochrana.
Existuje běžná a škodlivá mylná představa. Nezkušený elektrikář může udělat objev pro sebe – uvědomuje si, že funkční nula a ochranná nula jsou stále připojeny na rozvaděč, což znamená, že můžete ušetřit peníze. Z pohledu elektrického obvodu se nic nezmění, pokud jsou pracovní a ochranné nuly připojeny přímo k zásuvce. V tomto případě budou fungovat i náročné domácí spotřebiče, které kontrolují přítomnost ochranné nuly..
Ve starých elektrických instalacích nebyla poskytnuta ochranná nula, tuto situaci lze považovat za historické dědictví. A když se objevily zástrčky se třemi kontakty, někteří elektrikáři začali tento trik používat. Ve skutečnosti je takové rozhodnutí prostě zbytečné. Hlavním úkolem ochranné nuly je ochrana proti přepětí a úrazu elektrickým proudem v případě selhání pracovníka. Je zřejmé, že pokud zkratujete v zásuvce, nebude zde žádná ochrana. Proto je nutné zkontrolovat vstupní a měřicí desku (vstupní distribuční zařízení, ASU). I při jednofázovém připojení, kdy jsou na vstupu pouze dva dráty, je již nutné na vstupní desce připojit ochrannou nulu. A od tohoto štítu k propojení samostatné ochranné nuly se pak zbavíme nespolehlivého dědictví.
Dalším krokem při přípravě interní sítě bude kontrola, a pokud je to nutné, organizace potenciálního vyrovnávacího systému. Potenciální vyrovnávání obecně minimalizuje škodlivé účinky svodových proudů. I za nejběžnějších podmínek mají svodové proudy negativní důsledky. Jedná se o elektrický šok a zrychlenou korozi vodičů a možné přepětí, když dojde k vyhoření pracovní nuly. V případě přepětí bleskem mohou být důsledky ještě horší..
Regulační dokumenty definují postup pro konstrukci potenciálního vyrovnávacího systému. Musíme propojit tuto zem s hlavní zemí domu pomocí ekvipotenciálního spojovacího systému. To se provádí ve štítu ASU, obvykle ještě před elektroměrem.
Po takové modernizaci můžete začít organizovat účinnou vnitřní ochranu proti přepětí..
Domácí ochrana (třída B)
Účel organizace přepěťové ochrany na této úrovni je jasný, je nutné chránit celou elektrickou instalaci domácnosti před přímými údery blesku do budovy nebo vedení přenosu energie, jakož i před indukovaným přepětím způsobeným takovými údery. Do štítu ASU až po elektroměr je instalováno ochranné zařízení. Nejčastěji se používají aretátory, ale lze použít i varistory. Nejdůležitější je, že splňují požadavky na vybavení třídy B.
Svodič třídy B
Hlavní parametry jsou uvedeny na těle přístroje. U takových zařízení by měl být přenášený impulsní proud alespoň 10 kA a krátkodobý může dosáhnout 50 kA, maximální napětí by mělo být 2,0 až 2,5 kV.
Zařízení mohou být jednokanálová, jak je vidět na fotografii. To bude postačovat pro jednofázový vstup. S trojfázovým vstupem je výhodnější použít tříkanálová zařízení.
Mezi pracovní a ochrannou nulou není na této úrovni instalováno ochranné zařízení. Kryt je navržen tak, aby se vešel na DIN lištu. Požadavky na materiál a konstrukci – oheň a jiskření mimo kryt zařízení musí být vyloučeny. Zkrat není povolen, i když zařízení selže.
Ochrana vedení (třída C)
Zařízení této úrovně nemohou chránit před přímými údery blesku. Jsou určeny pro zbytkové přepětí, které zůstává po průchodu svodičem na vstupu. Takové zařízení je obvykle instalováno již v rozvaděčích. Pokud je jich na každém patře například několik, lze do každého podlahového panelu instalovat ochranná zařízení samostatně. Na této úrovni je lepší používat čtyřkanálová zařízení. Čtvrtý kanál se používá k nastavení mezi pracovními a ochrannými nulami..
4-kanálové zařízení
Na této úrovni lze použít aretace, ačkoli se běžně používají varistory. Jejich parametry obvykle postačují. U těchto zařízení musí být přenášený impulsní proud nejméně 10 kA a krátkodobý dosah může dosáhnout až 40 kA, maximální napětí musí být 1,3 kV. Další požadavky jsou podobné požadavkům třídy B.
Aby ochrana vedení fungovala správně, musí být vzdálenost podél kabelu od zařízení předchozí úrovně alespoň 7-10 m, což poskytuje dostatečnou úroveň zpoždění. V malém venkovském domě může nastat situace, že vzdálenost bude menší. Proto je nutné uspořádat umělou linku zpoždění, což lze snadno provést instalací sytiče s indukčností alespoň 12 μH. Je zřejmé, že na každém kanálu musí být umístěna sytič.
Ochrana zařízení (třída D)
Toto je poslední vrstva ochrany. Není požadováno pro všechna zařízení. Pro většinu budou stačit dvě předchozí úrovně. Nicméně pro ochranu některých zvláště citlivých a drahých zařízení je taková ochrana stále vhodná. Ochranná zařízení mohou být zabudována do soketů a autonomní.
Ochranné zařízení kategorie D
Zařízení zobrazené na fotografii je připojeno přímo do zásuvky a teprve poté je připojeno zařízení vyžadující ochranu. Mohou být kombinovány, kromě ochrany proti přepětí v elektrické síti, mohou navíc poskytovat ochranu pro slaboproudé sítě. Zařízení zobrazené na fotografii má schopnost chránit síť domácího počítače.
Implementací vnější ochrany a přepěťové ochrany v venkovském domě získáme nejvyšší úroveň ochrany proti bouřkám, které jsou v současné době k dispozici..
Jak si mohu udělat ochranu před bleskem sám? Mám strach z toho, že by se blesk mohl dostat do mého domu. Existuje nějaký jednoduchý návod nebo tip, který bych mohl použít? Děkuji za jakoukoli radu.