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Electrosafe edificio residenziale privato e cottage. Parte 3. Protezione contro i fulmini
Inizio dell'articolo:
Electrosafe edificio residenziale privato e cottage. Parte 1
Electrosafe edificio residenziale privato e cottage. Parte 2
Protezione antifulmine esterna
Cominciamo con il più semplice. Supponiamo di avere un edificio residenziale (cottage) che è alimentato da una linea elettrica (linea aerea) e in cui le comunicazioni metalliche (gas, approvvigionamento idrico, ecc.) Non sono collegate. Elenchiamo i pericoli che potrebbero aspettarci in questo caso e poi come affrontarli.
1. Fulmine diretto in casa.
2. Fulmine diretto nell'antenna.
3. Colpo di fulmine diretto nelle linee aeree.
4. Fulmine nel terreno vicino alla casa.
5. Un fulmine nel terreno vicino alla linea aerea.
Nel caso n. 1, un fulmine diretto può distruggere l'edificio stesso, causare un incendio al suo interno, danneggiare le apparecchiature elettriche della casa e gli elettrodomestici inclusi nelle prese. In questo caso, esiste solo una misura di protezione: l'installazione di un parafulmine esterno sulla casa.
Nel caso n. 2, la TV fallirà, possibilmente accendendolo. Misure di protezione: - installazione dell'antenna nella zona di protezione contro i fulmini esterna e / o scollegare il cavo dell'antenna dalla TV.
Nel caso n. 3, una tensione di picco di decine di kilovolt viene introdotta in casa, causando danni all'isolamento del cablaggio elettrico e danni agli apparecchi elettrici collegati alle prese. Misure di protezione: - scollegare l'alimentazione elettrica all'ingresso della casa al momento della partenza o del temporale OPPURE - installare un SPD (scaricatore) all'ingresso dell'alimentazione della casa.
Nel caso n. 4, è possibile la tensione indotta (decine di volt) nel cablaggio, che può causare danni alle apparecchiature elettroniche sensibili (computer, ecc.) Collegate alle prese. Misure di protezione: - al momento della partenza o durante un temporale, scollegare tali apparecchiature dalle prese OPPURE - installare un SPD per proteggere tali apparecchiature.
Il caso n. 5 è simile al caso n. 3.
Fig. 1. Eventi pericolosi durante un temporale
Per prima cosa devi capirlo la protezione contro i fulmini è divisa in esterna e interna. La protezione esterna contro i fulmini protegge la nostra casa dall'esterno da fulmini diretti all'interno della casa e la protezione interna contro i fulmini protegge la nostra casa dai fulmini vicino alla casa, dai fulmini dentro e vicino ai cavi di alimentazione. In questa parte, parleremo della protezione esterna contro i fulmini, cioè della protezione contro i fulmini diretti in casa.
Il compito della protezione esterna contro i fulmini è di prendere il fulmine ed è sicuro per le persone e le case deviare la sua corrente a terra. Allo stesso tempo, devi capire che tutta la moderna protezione contro i fulmini non offre una garanzia al cento per cento.
Una soluzione ideale sarebbe quella di proteggere la nostra casa per analogia con la famosa gabbia di Faraday, ma per ovvi motivi questo non è adatto a noi. Quale prossima soluzione è quasi perfettamente possibile? Esistono due opzioni: - Installa un parafulmine lontano da casa nostra. Quindi tutta la nostra casa sarà nella sua zona di protezione e la corrente del lampo che scorre da essa nel terreno "non raggiungerà" la nostra casa.
- Tirare il cavo di protezione contro i fulmini sopra la nostra casa e fare l'uscita a terra per la corrente dei fulmini il più lontano possibile dalla casa. Il principio generale qui è questo: proteggere la casa dai fulmini diretti e deviare la sua corrente il più lontano possibile dalla nostra casa. Purtroppo, queste due opzioni non sono adatte a noi a causa dell'enorme costo. Ma li ho descritti in modo che ci fosse qualcosa da guidare (come ideale).
Quindi cosa si dovrebbe fare se un ideale è irraggiungibile? Resta da fare una "semplice" protezione antifulmine esterna. Cosa significa protezione contro i fulmini esterna perfetta, quasi perfetta e semplice? Perfetto, lo è il cento per cento Gabbia di Faraday. Quasi perfetto - questo significa che la probabilità di protezione sarà 0,9 (uno dei dieci lampi scoppierà in casa, o 0,99 - uno dei cento lampi scoppierà).
Semplice - sono dai cinquanta ai cinquanta - o proteggere o no. Dopotutto, cosa rimane per noi in questo caso? Tirare il cavo sopra la sporgenza del tetto e metterlo a terra.Collegare piccoli parafulmini verticali a questo cavo per proteggere l'antenna, i camini, ecc. Rimane la probabilità che un fulmine rompa tale protezione, ma ciò che dovrebbe farci piacere è che i luoghi più vulnerabili sul tetto della casa saranno comunque protetti in modo affidabile (questo vale principalmente per antenne, canne fumarie, ecc.).
Dopo tutto quanto sopra, puoi confonderti: cosa fare? Personalmente, la mia opinione è questa: devi guardare le circostanze. Se, ad esempio, si verificano temporali nella tua zona ogni giorno, allora è stupido sedersi senza luce, senza TV quasi ogni giorno (perché, durante un temporale, è necessario spegnere la casa e rimuovere il cavo dell'antenna dalla TV, ho detto sopra).
Quindi devi vedere cosa è costruito intorno alla tua casa. Se ci sono edifici alti vicino a casa tua, ecc. - puoi sperare che questi grattacieli proteggano la tua casa. Se non si osserva nulla di simile in giro per casa, è meglio proteggere il proprio fulmine (sia esterno che interno). Se nella tua zona c'è un temporale da due a tre volte l'anno, non puoi farlo, anche se il rischio persiste. Quindi, hai comunque deciso di proteggere il tuo fulmine.
Innanzitutto, affrontiamo la messa a terra. Secondo PUE 1.7.55, il dispositivo di messa a terra per la messa a terra di protezione degli impianti elettrici degli edifici e la protezione contro i fulmini delle categorie 2 e 3, di norma, dovrebbe essere comune.
Che cosa è 1,2,3 e anche ora è apparsa una nuova categoria 4? Categoria 1 - questa è la protezione contro i fulmini realizzata da un'asta indipendente o da parafulmini. Se la protezione contro i fulmini viene eseguita sull'edificio stesso e non è isolata da esso, si tratta della protezione contro i fulmini della categoria 2.3. Per standard, il nostro edificio residenziale appartiene a 3 (4) categorie, anche se nulla ci impedisce di realizzare la protezione contro i fulmini in 1 categoria.
In questo documento, ci concentreremo sulla categoria 3, come opzione più economica. Quindi dobbiamo realizzare un dispositivo di messa a terra comune per l'installazione elettrica domestica e la protezione contro i fulmini.
Perché è necessario? Immagina che nella nostra casa ci siano due "terre" diverse. In primo luogo, non è conveniente, perché non esiste un singolo punto di riferimento "terra", ma appariranno "terra №1" e "terra №2". In secondo luogo, è semplicemente pericoloso per la vita, dal momento che una persona che tocca, ad esempio, con la mano di terra n. 1 e con l'altra terra di terra n. 2, può ottenere un tram elettrico quando appare improvvisamente, ad esempio, sulla terra n. 2 di alto potenziale (lascia che sia un fulmine in numero di terra 2). Inoltre, con un riavvicinamento inaccettabile tra il terreno n. 1 e n. 2 e con un fulmine in uno di essi - è possibile una scarica di scintilla tra loro, ecc.
Protezione antifulmine esterna
Considera la Fig. 2, che mostra 6 casi pericolosi con un fulmine diretto (PUM).
Fig. 2. Pericolo di fulmine diretto
Il caso n. 1 è quando un fulmine penetra la nostra protezione esterna contro i fulmini e colpisce la casa. Esiste solo una contromisura: il rafforzamento della protezione contro i fulmini (ad esempio, anziché un cavo, tirare due, ecc.).
Caso n. 2. Con PUM, una corrente di lampo fluirà nel parafulmine attraverso il parafulmine nella memoria. Scorrendo attraverso un parafulmine, una tale corrente indurrà (indurrà) un elevato potenziale su tutti i circuiti aperti (che formano parti conduttive, come tubi metallici dell'acqua, ecc.), Con il più alto potenziale alle estremità di tali circuiti aperti (in circuiti chiusi, la differenza di potenziale tra qualsiasi due punti sul circuito è zero). Con inaccettabile vicinanza tra il parafulmine e tali circuiti, è possibile una scarica di scintilla (che ovviamente è male).
In Fig. 2 si vede che in parallelo al parafulmine in casa c'è un tubo metallico. Quindi, con PUM, verrà indotto un alto potenziale. Abbiamo equalizzato il potenziale all'estremità inferiore del tubo con un parafulmine collegandoli a un bus PE. All'estremità superiore del tubo, i potenziali del parafulmine e del tubo non sono equalizzati e in questo luogo è possibile una rottura di scintilla tra loro. Cosa si può fare qui?
Sono possibili le seguenti opzioni:
1. Rispettare le distanze minime richieste tra il parafulmine e tale parte conduttiva.
2. Equalizzare i loro potenziali.
3.Isolare il parafulmine con un tubo in polietilene (l'opzione più adatta).
Per chiarezza, contiamo un po '. Supponiamo di avere una casa di mattoni (Km = 0,5), livello di protezione 3 o 4 (Ki = 0,05) e un parafulmine (Ks = 1). La lunghezza dei parafulmini e dei tubi paralleli è di 10 metri. Quindi D = Кi х Кс хL / Км = 0.05 х1 х10 /0.5 = 1 metro, ovvero la distanza minima consentita in questo caso dovrebbe essere 1 metro.
Ora isoliamo il parafulmine con un tubo in polietilene (Km = 60). In questo caso, D = 0,0008 metri è ciò di cui abbiamo bisogno. Un ulteriore vantaggio di questa soluzione sarà il fatto che il contatto accidentale di un tale parafulmine non ci porterà sotto la tensione di contatto, vedere il caso n. 5.
Caso n. 3. Qui dobbiamo comprendere fermamente che durante il PUM, solo il 50% della corrente del lampo verrà scaricato nella nostra memoria. Il restante 50% attraverso il bus PE si disperderà in tutta la casa lungo i conduttori PE (a tutto ciò che è collegato con loro). Se la nostra casa non è collegata a nessuna comunicazione esterna, dopo un po 'di tempo il restante 50% tornerà in memoria. Se le comunicazioni esterne vengono portate a casa, il restante 50% correrà lungo di esse, distribuite equamente tra loro. Poiché in questa situazione appare un potenziale elevato sul bus RE, è necessario installare un dispositivo di arresto e per gli s.TN-C-S e TT i circuiti di commutazione di tale dispositivo di arresto saranno diversi.
Caso n. 4. Con PUM, una persona rientra nella tensione del gradino. Per la nostra casa, l'opzione migliore sarebbe la costruzione di un parafulmine e un caricabatterie in un posto pedonale.
Caso n. 5. Una persona viene sotto lo stress del tatto. Per la nostra casa, l'opzione migliore sarebbe, come nel caso n. 4, e il vantaggio di questo è isolare il parafulmine con un tubo in polietilene.
Caso n. 6. Come ho descritto in Sl. No. 3, su tutte le parti conduttive collegate ai conduttori PE durante il PUM si troverà un certo potenziale elevato per qualche tempo. L'installazione di scaricatori per limitare questo potenziale aiuterà solo il cablaggio e gli apparecchi elettrici, ma non la persona che si trova sul pavimento conduttivo ha toccato le parti conduttive (ad esempio, il tubo dell'acqua). C'è solo una via d'uscita da questa situazione: avere una buona messa a terra e non toccare tali parti conduttive durante un temporale.
NOTA alla Fig. 2. Nella figura, non mi sono allontanato dal PUE e ho indicato la posizione della separazione del parafulmine sul muro della casa. Se fai una separazione in questo posto, allora devi aumentare la sezione trasversale del filo andando da questo punto in memoria almeno due volte. La mia opinione è che questo non dovrebbe essere fatto. È meglio raggiungere il caricabatterie con un parafulmine e solo allora collegare il caricabatterie e il bus PE dal caricabatterie con un altro filo. In questo caso, il potenziale di massa e le gomme PE saranno il più uguali possibile.
Continua
Ingegnere elettrico S. Mironov
Continuazione dell'articolo: Electrosafe edificio residenziale privato e cottage. Parte 4. Protezione da sovratensioni
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