DIY ochrana pred bleskom

Obsah článku

• uzemnenie
• Ako umiestniť uzemňovacie prvky
• Dolný vodič
• Prút blesku
• Kontrola a monitorovanie činnosti systému ochrany pred bleskom
• Ochrana proti prepätiu
• Domový audit elektrickej siete
• Ochrana domu (trieda B)
• Ochrana vedenia (trieda C)
• Ochrana zariadenia (trieda D)

Tento článok sa zaoberá kritickými okamihmi usporiadania ochrany pred bleskom vlastnými rukami, ktoré si vyžadujú osobitnú pozornosť. Bude užitočné o nich vedieť, aj keď odborníci tretích strán vykonajú ochranu pred bleskom.

uzemnenie

Aby sme sa chránili pred elektrickým výbojom, ktorý je bleskom, musíme vyriešiť dva problémy. Prvým je zachytenie takéhoto výboja. A za druhé, pošlite ho na bezpečné miesto doma. Toto bezpečné miesto je zem. Začneme s tým.

Na fotografii je snáď najobľúbenejší dizajn uzemnenia pre malú budovu. Tento dizajn má tri uzemňovacie vodiče, ktoré sú umiestnené v rohoch rovnostranného trojuholníka. V skutočnosti nejde o dogmu. A počet uzemňovacích vodičov môže byť rôzny a tiež ich relatívna poloha. Najdôležitejšia vec je, že taký dizajn poskytuje spoľahlivé uzemnenie. Najdôležitejšie parametre uzemnenia sú definované v dokumentoch ako PUE (Pravidlá elektrickej inštalácie, kapitola 1.7) a GOST (GOST 12.1.030-81 „Elektrická bezpečnosť. Ochranné uzemnenie. Nulovanie“, GOST R 50571.10-96, časť 5. Kapitola 54. „Uzemňovacie zariadenia a ochranné vodiče “).

Hlavným parametrom, ktorý hovorí o schopnosti uzemnenia poskytnúť ochranu, je odpor, ktorý by nemal byť väčší ako 4 ohmy. Nájdete uzemňovacie štruktúry, ktoré pozostávajú iba z jedného uzemňovacieho prvku. Je pravda, že prehlbovanie takéhoto vodiča je zvyčajne najmenej 30 m, čo je nemožné realizovať bez špeciálneho vybavenia na mieste vidieckeho domu. Preto sa namiesto jedného uzemňovacieho prvku vyberie niekoľko. Počet prvkov a ich hĺbka sú určené špecifickými podmienkami.

Na základe priemerných podmienok našej krajiny sa zvyčajne používajú tri uzemňovacie prvky, ktoré by mali byť uložené v hĺbke 3-5 m. Je potrebné poznamenať, že po inštalácii takejto konštrukcie je potrebné zmerať odpor. Ak je to menej ako 4 ohmy, potom je všetko v poriadku. Ak je toho viac, nie je potrebné naštvať. Na zníženie odporu je možné pridať jeden alebo viac ďalších prvkov.

Ako umiestniť uzemňovacie prvky

Existuje jednoduché pravidlo, ktoré hovorí, že vzdialenosť medzi uzemňovacími prvkami by nemala byť menšia ako dvojnásobok hĺbky, do ktorej sú poháňané. To je dôvod popularity rovnostranného trojuholníka, čo je najkompaktnejšia možnosť ubytovania. V skutočnosti, ak splníte požiadavku na vzdialenosť medzi uzemňovacími prvkami, môžu byť dokonca umiestnené v jednej línii.

Ďalším najdôležitejším problémom je výber materiálu. Ako naznačuje logika, v zásade sa môže použiť akýkoľvek vodič. Mali by sme však brať do úvahy nielen elektrické parametre, ale aj to, ako sa bude tento materiál správať z hľadiska spoľahlivosti a bezpečnosti. V PES sú iba tri materiály: čierna oceľ, galvanizovaná oceľ a meď. Preto je lepšie sa rozhodnúť, že sa na ne obmedzíte, a neriskujte riziká experimentujúcich.

V závislosti od vybraného materiálu musíte dodržať minimálne požiadavky na plochu prierezu. Priemer kruhovej čiernej ocele by mal byť preto najmenej 16 mm, pre galvanizovanú oceľ a meď 12 mm. Je možné použiť nielen kruhové uzemňovacie prvky. Môžete si vziať obdĺžnikový alebo dokonca rohový. Je zaujímavé, že v dokumente je uhol označený iba pre čiernu oceľ. Obmedzenia čiernej ocele – prierez 100 mm² s hrúbkou steny 4 mm. Na pozinkovanú oceľ 75 mm² pri 3 mm a pre meď 50 mm² pri 2 mm.

Pri výbere materiálu sa obvykle hodnotia náklady, dostupnosť a trvanlivosť. Z hľadiska životnosti sa neodporúča používať tvarovky. Faktom je, že horná vrstva výstuže je kalená, čo ovplyvňuje elektrické parametre. Okrem toho sa výstuha zrýchli rýchlejšie. Existuje ešte jedna mylná predstava. Teraz existuje veľa prostriedkov na ochranu železných kovov pred koróziou. Preto môže byť lákavé zaobchádzať s uzemňovacími prvkami s takouto ochranou. Je to zakázané z jednoduchého dôvodu – takéto uzemnenie nebude fungovať, ale týmto povlakom izolujeme uzemňovacie prvky od pôdy..

Po rozhodnutí o materiáli vyvstáva ďalšia otázka, ako správne spojiť jednotlivé uzemňovacie prvky?

Spojenie musí byť spoľahlivé a musí trvať viac ako jeden rok. Vo všeobecnosti neexistuje jediné ideálne riešenie. Zváranie sa zvyčajne používa pre čiernu oceľ. Ak vytvoríte skrutkové spojenie, potom každý prvok koroduje a zvyšuje sa iba pravdepodobnosť narušenia vodivosti. Je pravda, že zvarový šev sa stáva najzraniteľnejším bodom z hľadiska korózie. Je celkom možné ošetriť ochrannou látkou, nebude to mať vplyv na odolnosť celého systému.

Nezvárajte galvanizovanú oceľ. Pri šve sa ochranná vrstva rozbije. Na druhej strane, ak použijete špeciálne konektory, ktoré sú vyrobené z galvanizovanej ocele, spojenie bude chránené pred koróziou, čo znamená, že bude zaručená spoľahlivosť prevádzky. To isté urobte s medenými prvkami. Existujú aj spájkovacie technológie, sú však veľmi zriedkavé a drahé. Za zmienku stojí, že je možné použiť aj nehrdzavejúcu oceľ. Je tiež lepšie nezvárať, ale použiť skrutkové spojenie. A treba poznamenať, že tento materiál sa v PES nezohľadňuje..

Materiál bol vybraný, boli rozhodnuté pripojenia, môžete pokračovať v inštalácii. Musíte začať s označovaním. Výber miesta na umiestnenie prvkov uzemnenia. Tu je potrebné pamätať na to, že najbližší uzemňovací prvok musí byť najmenej 1 m od základu. Nie je to ďalej potrebné, stále musíme prepojiť uzemnenie so spodným vodičom. V miestach, kde sú umiestnené uzemňovacie prvky, vykopávame diery hlboké 0,5–1 m, potom ich spájame s priekopami rovnakej hĺbky. Uzemňovacie prvky dlhé asi 3 m je možné zatĺcť kladivom. Všetko však záleží na type pôdy..

Ďalej navzájom spojíme zvislé prvky. Na pripojenie sa zvyčajne používa páska, nezabudnite na požiadavku na plochu prierezu a hrúbku plechu. Po dokončení uzemňovacej zostavy musíte skontrolovať jej integritu a zabezpečiť spoľahlivé spojenie so spodným vodičom. Potom ho musíte zakryť zemou, ktorú je potrebné zhutniť.

Áno, pred doplňovaním by bolo dobré zmerať odpor. O tom, ako to urobiť, hovoríme nižšie. Medzitým nezabudnite, že ak je odpor väčší ako 4 ohmy, musíte zvážiť, kam umiestniť ďalší uzemňovací prvok..

Dolný vodič

Prvok je na prvý pohľad jednoduchý, je však poverený riešením najdôležitejšej úlohy – dodaním elektrického výboja z hromozvodu do uzemnenia. Dolný vodič musí byť spoľahlivý a bezpečný. Spoľahlivý – to znamená, že keď prejde elektrický prúd, nezhroutí sa a nebude bezpečný – keď prejde elektrický prúd, nepoškodí to samotný dom, ani zariadenie, ktoré je v ňom umiestnené. Nie je ťažké urobiť takého dirigenta, ale na tento účel je potrebné dodržiavať určité pravidlá.

Začnime materiálom, z ktorého je povolená výroba spodných vodičov. Použitie ocele, medi a hliníka je povolené. Najčastejšie používaná kruhová tyč alebo drôt. Prierez takého spodného vodiča by nemal byť menší: pre meď – 16 mm, pre hliník – 25 mm, pre oceľ – 50 mm. Venujte pozornosť hliníku. Priame spájanie medi a hliníka nie je povolené. Preto je lepšie ich nepoužiť. A ak sa bez toho nemôžete obísť, malo by sa takéto spojenie vytvoriť pomocou skrutiek z neutrálneho materiálu. Je možné poznamenať, že použitie ocele nie je nijako obmedzené. Na ochranu spodného vodiča pred koróziou sa odporúča použiť galvanizovanú oceľ.

Dolný vodič je položený pozdĺž najkratšej vzdialenosti medzi bleskozvodom a uzemňovacími vodorovnými alebo zvislými priamkami. Počet pripojení v dolnom vodiči musí byť minimalizovaný. Ak sú také spojenia potrebné, musia byť spoľahlivé. Je povolené zváranie, tvrdé spájkovanie alebo skrutkovanie.

Dolný vodič je pripevnený priamo na steny. Ak sú vyrobené z nehorľavého materiálu, umiestnenie spodných vodičov je povolené nielen na stene, ale aj na stene. Ak je stena vyrobená z horľavého materiálu, potom existuje nebezpečenstvo požiaru, pri prechode elektrického výboja sa môže spodný vodič zahriať na nebezpečnú teplotu. Preto v prípade horľavých materiálov je spodný vodič umiestnený vo vzdialenosti najmenej 10 cm od povrchu steny. Dolné vodiče umiestnite ďalej od okien a dverí. Ak to z nejakého dôvodu nie je možné, mal by sa v tejto oblasti použiť dolný vodič v izolácii vysokého napätia. Neukladajte vodiče do zvodovodov.

Počet spodných vodičov závisí od prevedenia chráneného objektu, tvaru a veľkosti vidieckeho domu a požadovaného stupňa ochrany. Pri najvyššom stupni ochrany I by priemerná vzdialenosť medzi spodnými vodičmi mala byť 10 m. Pri stupni ochrany IV je priemerná vzdialenosť 25 m. Niekoľko spodných vodičov sú paralelné elektrické spojenia, čo znamená, že prúd tečúci cez každý vodič bude menší. Výsledkom je zníženie zahrievania takéhoto vodiča počas priechodu elektrického výboja, čo znižuje riziko požiaru.

Prítomnosť niekoľkých zostupných vodičov tiež znižuje ďalší škodlivý vplyv blesku. Keď elektrický výboj prechádza cez spodný vodič, vzniká silné elektrické pole, ktoré spôsobí indukované prepätie v sieťach a zariadeniach umiestnených v dome. Je zrejmé, že pokles prúdu vo vodiči tiež znižuje silu elektrického poľa.

Pravidlá umožňujú použitie stavebných prvkov ako zostupných vodičov. Môže to byť kovový rám budovy, ďalšie kovové prvky. Dokonca aj vystuženie budovy alebo kovové fasádne krytiny. Hlavná vec je, že elektrická kontinuita medzi prvkami je spoľahlivá a trvanlivá. Napríklad na vystuženie sa považuje za postačujúce, ak 50% všetkých vodorovných a zvislých tyčí má zvárané spoje. Hrúbka prvkov fasádnej krytiny musí byť najmenej 0,5 mm. Riziko môže byť iba použitie prirodzených vodičov nadol, ale v kombinácii s vybaveným samostatným vodičom nadol môžete získať niekoľko nadol vodičov naraz, a preto výhody uvedené vyššie.

Potrubia, ktoré nesú horľavé látky, sa nemôžu používať ako spodné vodiče, ani ako uzemňovacie prvky. V vidieckom dome sú to plynové potrubia a kanalizácia, pretože metán sa uvoľňuje pri rozklade trusu a organického odpadu..

Prút blesku

Bleskové prúty je možné kúpiť už hotové, alebo si ich môžete vyrobiť sami. Veľkosti a vzory tyčových bleskozvodov sa môžu líšiť. Dĺžka hotových zariadení je teda zvyčajne 2,5 – 15 m. Je dôležité, aby vrchole vzduchového terminálu bol nad najvyšším bodom konštrukcie. Môžu sa použiť aj ďalšie stožiare. Tvar tyče nie je príliš dôležitý, hlavná vec je, že plocha prierezu zodpovedá normám. Rôzne materiály vyžadujú rôzne minimum: meď – 35 mm², hliník – 70 mm² a oceľ – 50 mm².

Predpokladá sa, že čím je koniec bleskovej tyče tenší, tým účinnejšie bude pracovať. Na druhú stranu, ak bude zasiahnutý bleskom, príliš tenká špička zhorí alebo sa rozbije. A bude oveľa citlivejšie na oxidačné procesy. Preto tu musíte nájsť strednú zem.

Blesk chráni určitý priestor, ktorý sa dá odhadnúť nasledovne. Z konca vzduchového terminálu k zemi nakreslíme priamku, zatiaľ čo uhol medzi priamkou a vzduchovým terminálom je rovný 45 stupňom. Berúc priamku ako generátor, postavíme ochranný kužeľ. Ak budova leží úplne vnútri tohto kužeľa, dom sa bude považovať za chránený. Ak jeho jednotlivé časti vyčnievajú za kužeľ, potom bude ochrana nedostatočná, je potrebné nainštalovať ďalšiu tyč na bleskozvod. Okolo nej staviame nový ochranný kužeľ. Ak oba kužele pokrývajú budovu, dom je chránený. Ak nie, potom si vyberieme miesto pre ďalší prút blesku. Robíme to, kým nie je dom chránený..

Kontrola a monitorovanie činnosti systému ochrany pred bleskom

Usporiadali sme uzemnenie, nainštalovali hromosvod, spojili ich so spodnými vodičmi, inštalácia je ukončená. Teraz musíme skontrolovať, či bude náš systém fungovať. Elektrické zapojenie jednotlivých prvkov a ich pripojenie je možné skontrolovať pomocou bežného testovacieho zariadenia. Ale odpor uzemnenia nie je možné overiť jednoduchým testerom..

Na meranie odporu môžu byť pozvaní špecialisti. Môžete to skúsiť sami, iba na to potrebujete špeciálne zariadenie a pár ďalších elektród. Pozrime sa na to, ako merať odpor, pomocou príkladu použitia zariadenia M-416, ktoré je pomerne populárne a ľahko použiteľné..

Uzemňovač metrov М-416

So zariadením sa zvyčajne dodávajú ďalšie elektródy. Zabezpečíme ich v súlade so schémou. Pred meraním musia byť elektródy zasypané približne 0,5 m.

Obvod merania odporu uzemnenia: 1 – uzemňovacia slučka, 2 – úroveň uzemnenia

Ochrana pred bleskom si vyžaduje pravidelné monitorovanie. Je potrebné skontrolovať jeho elektrickú integritu a monitorovať uzemňovací odpor. Najlepšie je urobiť, keď sú klimatické podmienky najmenej priaznivé. Odolnosť bude maximálna v dvoch prípadoch: v lete, keď je teplé a suché počasie dlho, av zime v najchladnejšom období. V tomto okamihu je úroveň pôdnej vlhkosti minimálna, resp. Maximálny je uzemňovací odpor.

Ak kontrola ukáže, že je všetko v poriadku, potom môžeme predpokladať, že vonkajšia ochrana pred bleskom skončila. Ale toto je len polovica bitky. Je tiež potrebné zabezpečiť vnútornú ochranu, ktorá sa nazýva prepäťová ochrana..

Ochrana proti prepätiu

Neexistuje úplná ochrana pred búrkami. Ale s cieľom chrániť v čo najväčšej možnej miere pred jej účinkami, okrem vonkajšej ochrany, vnútornú.

Už sme sa zaoberali prípadom, keď sa v domácich sieťach môže vyskytnúť indukované prepätie, ktoré je spôsobené bleskom, ktorý zasiahol bleskozvod. Dokonca sme našli spôsob, ako zmierniť škodlivé účinky. V skutočnosti je to zriedkavý prípad. Blesky častejšie ovplyvňujú siete bez toho, aby sa dostali do hromosvodu. Úder blesku do vedenia, ktorý dodáva elektrinu do domu, môže mať tragické následky, aj keď k tomu došlo niekoľko kilometrov od domu. Od tohto vplyvu sa budeme snažiť chrániť..

Domový audit elektrickej siete

Prvá vec, ktorú musíte urobiť, je audit existujúcej elektrickej siete. Faktom je, že ochrana bude účinná iba vtedy, keď sa vnútorná elektrická sieť vykoná správne. Začnime tým najjednoduchším. Vyberme soket z inštalačného boxu a uvidíme, koľko káblov je k nemu pripojených. Ak existujú dve, potom si sieť vyžaduje dôkladnú modernizáciu. Ide o to, že správna moderná elektrická sieť je trojvodičová: jeden vodič pre fázu, druhý pre nulu a druhý pre nulu. Ak sú k zásuvke pripojené iba dva vodiče, znamená to, že jednoducho neexistuje nulová ochrana.

Existuje bežná a škodlivá mylná predstava. Neskúsený elektrikár môže objaviť sám seba – uvedomuje si, že pracovná nula a ochranná nula sú stále pripojené na rozvádzač, čo znamená, že môžete ušetriť peniaze. Z hľadiska elektrického obvodu sa nič nezmení, ak sú pracovné a ochranné nuly pripojené priamo k zásuvke. V tomto prípade budú fungovať aj náročné domáce spotrebiče, ktoré kontrolujú ochrannú nulu..

V starých elektrických inštaláciách nebola poskytnutá ochranná nula, túto situáciu možno považovať za historické dedičstvo. A keď sa objavili zástrčky s tromi kontaktmi, niektorí elektrikári začali tento trik používať. V skutočnosti je takéto rozhodnutie jednoducho zbytočné. Hlavnou úlohou ochrannej nuly je ochrana proti prepätiu a úrazu elektrickým prúdom v prípade poruchy pracovníka. Je zrejmé, že ak dôjde ku skratu vo výstupnej zásuvke, nebude tu žiadna ochrana. Preto je potrebné skontrolovať vstupnú a meraciu dosku (vstupné distribučné zariadenie, ASU). Aj pri jednofázovom pripojení, keď sú na vstupe iba dva vodiče, je už potrebné na vstupnom paneli pripojiť ochrannú nulu. A od tohto štítu, ktorý vedie samostatnú ochrannú nulu, sa zbavíme nespoľahlivého dedičstva.

Ďalším krokom pri príprave vnútornej siete bude kontrola av prípade potreby organizácia potenciálneho vyrovnávacieho systému. Potenciálne vyrovnanie vo všeobecnosti minimalizuje škodlivé účinky zvodových prúdov. Aj za najbežnejších podmienok majú zvodové prúdy negatívne dôsledky. Toto je elektrický šok a zrýchlená korózia vodičov a možné prepätie, keď vyhorí pracovná nula. V prípade prepätia bleskom môžu byť následky ešte horšie..

Regulačné dokumenty definujú postup na zostavenie potenciálneho vyrovnávacieho systému. Takéto uzemnenie musíme prepojiť s hlavným uzlom domu pomocou systému vyrovnania potenciálov. To sa deje v štíte ASU, zvyčajne ešte pred elektromerom.

Po takejto modernizácii môžete začať organizovať účinnú vnútornú ochranu proti prepätiu..

Ochrana domu (trieda B)

Účel organizácie prepäťovej ochrany na tejto úrovni je jasný, je potrebné chrániť celú elektrickú inštaláciu domácnosti pred priamym úderom blesku do budovy alebo elektrického vedenia, ako aj pred indukovaným prepätím spôsobeným takýmito údermi. Do rozvádzača ASU je inštalované ochranné zariadenie až po elektromer. Najbežnejšie sa používajú aretácie, aj keď sa môžu použiť aj varistory. Najdôležitejšie je, že spĺňajú požiadavky na vybavenie triedy B.

Zvodič triedy B

Hlavné parametre sú uvedené na tele zariadenia. Pre takéto zariadenia by mal byť prenášaný impulzný prúd najmenej 10 kA a krátkodobý môže dosiahnuť 50 kA, maximálne napätie by malo byť 2,0 – 2,5 kV.

Zariadenia môžu byť jednokanálové, ako je znázornené na fotografii. To bude stačiť pre jednofázový vstup. S trojfázovým vstupom je vhodnejšie používať trojkanálové zariadenia.

Na tejto úrovni nie je medzi pracovnou a ochrannou nulou nainštalované ochranné zariadenie. Kryt je určený na montáž na DIN lištu. Požiadavky na materiál a konštrukciu – oheň a iskra mimo zariadenia musia byť vylúčené. Skrat nie je povolený ani v prípade zlyhania zariadenia.

Ochrana vedenia (trieda C)

Zariadenia tejto úrovne nemôžu chrániť pred priamym úderom blesku. Sú určené pre zvyškové prepätie, ktoré zostane po prechode zvodičom na vstupe. Takéto zariadenie je zvyčajne nainštalované už v rozvodných doskách. Ak je napríklad niekoľko z nich na každom podlaží, je možné inštalovať ochranné zariadenia do každého podlahového panelu nezávisle. Na tejto úrovni je lepšie používať štvorkanálové zariadenia. Štvrtý kanál sa používa na nastavenie medzi pracovnými a ochrannými nulami..

4-kanálové zariadenie

Na tejto úrovni je možné použiť aretátory, aj keď sa bežne používajú varistory. Spravidla postačujú ich parametre. Pre tieto zariadenia musí byť prenášaný impulzný prúd najmenej 10 kA a krátkodobý môže dosiahnuť 40 kA, maximálne napätie musí byť 1,3 kV. Ostatné požiadavky sú podobné požiadavkám triedy B.

Aby ochrana vedenia správne fungovala, musí byť vzdialenosť pozdĺž kábla od zariadení predchádzajúcej úrovne najmenej 7-10 m, čo poskytuje dostatočnú úroveň oneskorenia. V malom vidieckom dome sa môže vyskytnúť situácia, že vzdialenosť bude menšia. Preto je potrebné usporiadať umelú oneskorovaciu čiaru, ktorá sa dá ľahko nainštalovať sýtičom s indukčnosťou najmenej 12 μH. Je zrejmé, že na každom kanáli musí byť nainštalovaná tlmivka.

Ochrana zariadenia (trieda D)

Toto je posledná vrstva ochrany. Nevyžaduje sa pre všetky zariadenia. Vo väčšine prípadov postačia predchádzajúce dve úrovne. Na ochranu niektorých obzvlášť citlivých a drahých zariadení je však takáto ochrana stále vhodná. Ochranné zariadenia môžu byť zabudované do zásuviek a samostatné.

Ochranné zariadenie kategórie D

Zariadenie zobrazené na fotografii je pripojené priamo k zásuvke a až potom je pripojené zariadenie, ktoré vyžaduje ochranu. Môžu byť kombinované, okrem ochrany pred prepätím v elektrickej sieti, môžu navyše poskytovať ochranu pre slaboprúdové siete. Zariadenie zobrazené na fotografii má schopnosť chrániť sieť vášho domáceho počítača.

Implementáciou vonkajšej ochrany a prepäťovej ochrany v vidieckom dome dostávame najvyššiu úroveň ochrany proti búrkam, ktoré sú v súčasnosti k dispozícii..