Sadržaj članka
- Uzemljenje
- Kako postaviti elemente uzemljenja
- Dolje provodnik
- Štap gromobrana
- Provjera i nadzor rada sustava zaštite od groma
- Zaštita od prenapona
- Revizija električne mreže kuće
- Kućna zaštita (klasa B)
- Zaštita linija (klasa C)
- Zaštita uređaja (klasa D)
U članku se govori o kritičnim trenucima organiziranja zaštite od groma vlastitim rukama, za koje je potrebna posebna pažnja. Bilo bi korisno znati o njima, čak i ako zaštitu od munje obavljaju treći stručnjaci.
Uzemljenje
Da bismo se zaštitili od električnog pražnjenja, što je munje, moramo riješiti dva problema. Prvo je uhvatiti takav iscjedak. I drugo, pošaljite ga na sigurno mjesto kod kuće. Ovo sigurno mjesto je tlo. Počet ćemo s njim.
Fotografija prikazuje možda najpopularniji dizajn uzemljenja za malu zgradu. Ovaj dizajn ima tri uzemljivača koja su smještena na uglovima jednakostraničnog trokuta. Zapravo, ovo nije dogma. I broj uzemljivača može biti različit i njihov relativni položaj. Najvažnije je da takav dizajn pruža pouzdano uzemljenje. Najvažniji parametri uzemljenja definirani su takvim dokumentima kao što su PUE (Pravila za električnu instalaciju, poglavlje 1.7) i GOST (GOST 12.1.030-81 “Električna sigurnost. Zaštitno uzemljenje. Nultiranje”, GOST R 50571.10-96, dio 5. Poglavlje 54. “Uređaji za uzemljenje i zaštitni vodiči “).
Glavni parametar koji govori o sposobnosti uzemljenja za pružanje zaštite je otpor, koji ne smije biti veći od 4 ohma. Možete pronaći strukture uzemljenja koje se sastoje od samo jednog elementa uzemljenja. Istina, produbljivanje takvog vodiča obično je najmanje 30 m, što je nemoguće provesti bez posebne opreme na mjestu seoske kuće. Stoga se umjesto jednog uzemljujućeg elementa uzima nekoliko. Broj elemenata i njihova dubina određeni su posebnim uvjetima.
Na temelju prosječnih uvjeta naše zemlje obično se koriste tri elementa uzemljenja, koji se moraju ukopati 3-5 m. Vrijedno je napomenuti da je nakon postavljanja takve konstrukcije potrebno izmjeriti otpor. Ako je manji od 4 ohma, onda je sve u redu. Ako ih je više, onda se nema potrebe uznemiriti. Za smanjenje otpornosti može se dodati jedan ili više dodatnih elemenata.
Kako postaviti elemente uzemljenja
Postoji jednostavno pravilo koje kaže da udaljenost između elemenata uzemljenja ne smije biti manja od dvostruke dubine na koju se vode. To je razlog popularnosti jednakostraničnog trokuta, ovo je najkompaktnija opcija smještaja. Zapravo, ako udovoljavate zahtjevu za udaljenost između elemenata uzemljenja, oni se čak mogu postaviti u liniju.
Sljedeće najvažnije pitanje je izbor materijala. U principu, kao što logika sugerira, može se koristiti bilo koji dirigent. Međutim, trebali bismo razmotriti ne samo električne parametre, već i kako će se ovaj materijal ponašati u pogledu pouzdanosti i sigurnosti. U PES-u postoje samo tri materijala: crni čelik, pocinčani čelik i bakar. Stoga je bolje kad se odlučite ograničiti na njih, a ne riskirati eksperimentatore.
Ovisno o odabranom materijalu, morate se pridržavati minimalnih zahtjeva za površinu poprečnog presjeka. Dakle, za okrugli crni čelik promjer treba biti najmanje 16 mm, za pocinčani čelik i bakar – 12 mm. Moguće je koristiti ne samo okrugle elemente za uzemljenje. Možete uzeti pravokutni ili čak kut. Zanimljivo je da je u dokumentu kut označen samo za crni čelik. Ograničenja od crnog čelika – presjek 100 mm2 s debljinom stijenke 4 mm. Za pocinčani čelik 75 mm2 na 3 mm, a za bakar 50 mm2 na 2 mm, respektivno.
Prilikom odabira materijala obično se procjenjuju troškovi, dostupnost i trajnost. U pogledu trajnosti, ne preporučuje se upotreba okova. Činjenica je da je gornji sloj armature otvrdnut, što utječe na električne parametre. Osim toga, armatura brže hrđa. Postoji još jedna zabluda. Sada postoje mnogi načini zaštite obojenih metala od korozije. Stoga može biti primamljivo tretirati uzemljujuće elemente takvom zaštitom. Zabranjeno je to učiniti iz jednostavnog razloga – takvo uzemljenje neće raditi, ali ovim premazom izoliramo uzemljujuće elemente iz tla.
Odlučujući se na materijal, postavlja se još jedno pitanje, kako pravilno spojiti pojedine elemente uzemljenja?
Veza mora biti pouzdana, trajati više od jedne godine. Općenito, ne postoji nijedno idealno rješenje. Zavarivanje se obično koristi za crni čelik. Ako napravite spojeve s vijcima, svaki će se element korodirati, a vjerojatnost kršenja vodljivosti samo se povećava. Istina, zavareni šav postaje najranjivija točka u smislu korozije. Sasvim je moguće tretirati ga zaštitnim spojem, to neće utjecati na otpornost cijelog sustava.
Ne zavarivajte pocinčani čelik. Na šavu će se zaštitni sloj slomiti. S druge strane, ako koristite posebne priključke, koji su izrađeni od pocinčanog čelika, tada će veza biti zaštićena od korozije, što znači da će biti osigurana pouzdanost rada. To isto čine s bakrenim elementima. Postoje i tehnologije lemljenja, ali su izuzetno rijetke i skupe. Vrijedi spomenuti da se može koristiti i nehrđajući čelik. Također je bolje ne zavariti ga, već upotrijebiti učvršćeni spoj. I treba napomenuti da se ovaj materijal ne smatra PES-om..
Materijal je odabran, veze su određene, možete nastaviti s ugradnjom. Morate početi s označavanjem. Odabir mjesta za postavljanje elemenata uzemljenja. Ovdje morate zapamtiti da najbliži element uzemljenja mora biti najmanje 1 m od temelja. Dalje nije potrebno, uzemljenje moramo još povezati s donjim vodičem. Na mjestima gdje se nalaze elementi za uzemljenje iskopavamo rupe duboke 0,5–1 m, zatim povezujemo te rupe s jarcima iste dubine. Elementi za uzemljenje duljine približno 3 m mogu se ukopati klackalicom. Međutim, sve ovisi o vrsti tla..
Zatim povezujemo vertikalne elemente jedni s drugima. Za povezivanje se obično koristi traka, samo nemojte zaboraviti na zahtjev za površinom poprečnog presjeka i debljinom ploče. Nakon dovršetka sklopa uzemljenja, morate provjeriti njegovu cjelovitost i organizirati pouzdanu vezu s donjim vodičem. Zatim ga trebate prekriti zemljom, koju je poželjno zbijati.
Da, prije punjenja, bilo bi lijepo izmjeriti otpor. U nastavku ćemo govoriti o tome kako to učiniti. U međuvremenu, zapamtite da ako je otpor veći od 4 ohma, morate razmišljati o tome gdje staviti drugi uzemljujući element.
Dolje provodnik
Element je na prvi pogled jednostavan, ali povjereno mu je rješenje najvažnijeg zadatka – isporuka električnog pražnjenja iz gromobrana u uzemljenje. Donji vodič mora biti pouzdan i siguran. Pouzdan – to znači da kad prođe električna struja, neće se urušiti, a siguran je – kad prođe električna struja, neće naštetiti i samoj kući i opremi koja je u nju postavljena. Nije teško napraviti takav silazni vodič, ali za to je potrebno slijediti određena pravila.
Počnimo s materijalom od kojeg se mogu napraviti donji vodiči. Dopuštena je upotreba čelika, bakra i aluminija. Najčešće se koristi okrugla šipka ili žica. Presjek takvog donjeg vodiča ne smije biti manji: za bakar – 16 mm, za aluminij – 25 mm, za čelik – 50 mm. Obratite pažnju na aluminij. Nije dopušteno izravno vezivanje bakra i aluminija. Stoga ih je bolje ne koristiti. A ako bez njega ne možete, onda biste takav spoj trebali uspostaviti vijcima od neutralnog materijala. Može se primijetiti da nema ograničenja za upotrebu čelika. Preporučuje se korištenje pocinčanog čelika za zaštitu donjeg vodiča od korozije.
Donji vodič se postavlja duž najkraćeg razmaka između gromobrana i uzemljenja, vodoravnih ili vertikalnih ravnih linija. Broj priključaka u donjem vodiču mora biti smanjen. A ako su takve veze potrebne, onda moraju biti pouzdane. Dopušteno je zavarivanje, lemljenje ili zatezanje.
Donji provodnik pričvršćen je izravno na zidove. Ako su izrađene od nezapaljivog materijala, dopušteno je postavljanje vodiča ne samo na zid, već i na zid. Ako je zid izrađen od zapaljivog materijala, tada postoji opasnost od požara: tijekom prolaska električnog pražnjenja donji vodič se može zagrijati do opasne temperature. Stoga se kod zapaljivih materijala donji vodič postavlja na udaljenosti od najmanje 10 cm od površine zida. Odložite vodiče dalje od prozora i vrata. Ako iz nekog razloga to nije moguće, na tom području treba koristiti donji vodič u visokonaponskoj izolaciji. Ne postavljajte vodiče u cjevovode.
Broj donjih vodiča ovisi o dizajnu zaštićenog objekta, obliku i veličini seoske kuće i potrebnom stupnju zaštite. S najvišim stupnjem zaštite I prosječni razmak između silaznih vodiča trebao bi biti 10 m. Sa stupnjem zaštite IV prosječna udaljenost je 25 m. Nekoliko donjih vodiča paralelno je električnih spojeva, što znači da će struja koja prolazi kroz svaki vodič biti manja. Kao rezultat, smanjenje zagrijavanja takvog vodiča tijekom prolaska električnog pražnjenja, što smanjuje rizik od požara.
Prisutnost nekoliko donjih vodiča također smanjuje još jedan štetan učinak munje. Kad električni prazan prođe kroz donji vodič, nastaje snažno električno polje, što će uzrokovati inducirani prenaponi u mrežama i uređajima koji se nalaze u kući. Jasno je da smanjenje struje u vodiču također smanjuje jačinu električnog polja.
Pravila dopuštaju upotrebu građevinskih elemenata kao donjih vodiča. To može biti metalni okvir zgrade, drugi metalni elementi. Čak i pojačanje zgrade ili metalna fasadna obloga. Glavna stvar je da je električni kontinuitet između elemenata pouzdan i trajan. Na primjer, za ojačanje se smatra dovoljnim ako su zavarene 50% svih vodoravnih i vertikalnih šipki. Debljina elemenata za oblaganje fasade mora biti najmanje 0,5 mm. Korištenje samo prirodnih konduktora može biti rizično, ali u kombinaciji s opremljenim odvojenim vodičem možete dobiti nekoliko spuštajućih vodiča odjednom, i stoga su gore opisane prednosti.
Kao donji vodiči, kao i uzemljujući elementi, nemoguće je koristiti cjevovode kroz koje se transportiraju zapaljive tvari. U seoskoj kući to su plinske cijevi i kanalizacija, jer se metan oslobađa tijekom raspadanja izmeta i organskog otpada.
Štap gromobrana
Gromobrane možete kupiti gotove ili možete sami izraditi. Veličine i nacrti štapova gromobrana mogu biti različiti. Stoga je duljina gotovih uređaja obično 2,5–15 m. Važno je da vrh vrha zračnog terminala bude iznad najviše točke točke konstrukcije. Mogu se koristiti dodatni jarboli. Oblik šipke nije vrlo važan, glavna stvar je da područje poprečnog presjeka odgovara normama. Različiti materijali zahtijevaju različit minimum: bakar – 35 mm2, aluminij – 70 mm2 i čelik – 50 mm2.
Vjeruje se da što je tanji vrh kopče zraka, oštriji će to djelovati. S druge strane, ako ga pogodi munja, pretanak vrh izgorjet će ili razbiti. I bit će mnogo osjetljiviji na oksidativne procese. Stoga ovdje trebate naći sredinu.
Gromobran štiti neki prostor, što se može procijeniti na sljedeći način. Nacrtamo ravnu liniju od kraja zračnog terminala do zemlje, dok kut između ravne linije i zračnog terminala iznosi 45 stupnjeva. Uzimajući ravnu liniju kao generator, gradimo zaštitni konus. Ako se struktura nalazi u potpunosti unutar ovog stošca, tada će se kuća smatrati zaštićenom. Ako njegovi pojedinačni dijelovi strše izvan konusa, tada će zaštita biti nedovoljna, potrebno je ugraditi dodatni gromobranski štap. Oko nje gradimo novi zaštitni konus. Ako oba konusa pokrivaju zgradu, tada je kuća zaštićena. Ako ne, onda biramo mjesto za još jedan štap gromobrana. To radimo dok kuća nije zaštićena..
Provjera i nadzor rada sustava zaštite od groma
Organizirali smo uzemljenje, ugradili gromobrane, povezali ih s donjim vodičima, instalacija je gotova. Sada moramo provjeriti hoće li naš sustav raditi. Električni priključak pojedinih elemenata i njihovih spojeva može se provjeriti konvencionalnim testerom. Ali otpor uzemljenja ne može se provjeriti jednostavnim testerom..
Za mjerenje otpora mogu se pozvati stručnjaci. Možete to pokušati učiniti sami, samo za to vam je potreban poseban uređaj i par dodatnih elektroda. Razmotrit ćemo kako izmjeriti otpor koristeći primjer M-416 uređaja koji je prilično popularan i jednostavan za korištenje..
Metar uzemljenja M-416
Uz uređaj se obično isporučuju dodatne elektrode. Organiziramo ih u skladu sa shemom. Prije mjerenja, elektrode se moraju zakopati približno 0,5 m.
Krug za mjerenje otpora uzemljenja: 1 – petlja zemlje, 2 – razina zemlje
Zaštita od groma zahtijeva redoviti nadzor. Potrebno je provjeriti njegov električni integritet i pratiti otpor uzemljenja. Najbolje je to učiniti kad su klimatski uvjeti najmanje povoljni. Otpor će biti maksimalan u dva slučaja: ljeti, kada je suho vrijeme bilo dugo toplo, i zimi, u najhladnijem razdoblju. U ovom trenutku, razina vlage tla je minimalna, odnosno otpornost na uzemljenje je maksimalna.
Ako provjera pokazuje da je sve u redu, tada možemo pretpostaviti da je vanjska zaštita od munje gotova. Ali ovo je samo pola bitke. Također je potrebno osigurati unutarnju zaštitu, koja se naziva prenaponskom zaštitom..
Zaštita od prenapona
Ne postoji potpuna zaštita od grmljavinske oluje. Ali kako bi se što više zaštitili od njegovih učinaka, osim vanjske zaštite, unutarnje.
Ranije smo već razmotrili slučaj kada se u kućnim mrežama može pojaviti inducirani prenapon, što je uzrokovano munjom koja je pogodila gromobrane. Čak smo pronašli i način da smanjimo štetne učinke. Zapravo, ovo je rijedak slučaj. Češće, munja pogađa mreže, čak i ne ulazeći u gromobrane. Munja na liniji koja opskrbljuje kuću električnom energijom može imati tragične posljedice, čak i ako se dogodio nekoliko kilometara od kuće. Upravo ćemo od takvog utjecaja pokušati zaštititi sebe..
Revizija električne mreže kuće
Prvo što treba učiniti je revizija postojeće električne mreže. Činjenica je da će zaštita biti učinkovita samo ako je unutarnja električna mreža ispravno izvedena. Počnimo s najjednostavnijim. Izvadimo utičnicu iz instalacijske kutije i vidimo koliko je žica spojenih na nju. Ako postoje dvije, mreža zahtijeva duboku modernizaciju. Stvar je u tome da je ispravna moderna električna mreža trožilna: jedna žica za fazu, druga za rad na nula, a treća za zaštitu od nule. Ako su samo dvije žice spojene na utičnicu, to znači da jednostavno nema nulte zaštitne.
Postoji česta i štetna zabluda. Neiskusni električar može sam otkriti otkriće – uvidjevši da su radna i zaštitna nula još uvijek povezane na centrali, to znači da možete uštedjeti novac. S gledišta električnog kruga, ništa se neće promijeniti ako su radne i zaštitne nule spojene izravno na utičnicu. Čak će i zahtjevni kućanski uređaji koji provjeravaju postojanje zaštitne nule djelovati u ovom slučaju..
U starim električnim instalacijama nije bila osigurana zaštitna nula; ova se situacija može smatrati povijesnom baštinom. A kad su se pojavili utikači s tri kontakta, neki su električari počeli koristiti ovaj trik. Zapravo je takva odluka jednostavno besmislena. Glavni zadatak zaštitne nule je zaštita od prenapona i strujnog udara u slučaju kvara radnika. Jasno je da ako kratko spojite u utičnici, tada neće biti zaštite. Stoga je potrebno provjeriti ulazno i mjernu ploču (uređaj za raspodjelu ulaza, ASP). Čak i kod jednofazne veze, kada na ulazu postoje samo dvije žice, na ulaznoj ploči već je potrebno spojiti zaštitnu nulu. I od ovog štita žicom odvojite posebnu zaštitnu nulu, tada ćemo se riješiti nepouzdanog nasljeđa.
Sljedeći korak u pripremi interne mreže bit će provjera i, ako je potrebno, organizacija sustava izjednačavanja potencijala. Općenito, potencijalno izjednačavanje minimizira štetne učinke struje istjecanja. Čak i u najobičnijim uvjetima, struje curenja imaju negativne posljedice. Ovo je strujni udar i ubrzana korozija žica, te mogući prenaponi kada izgara radna nula. U slučaju prenapona od munje, posljedice mogu biti i gore..
Regulatorni dokumenti definiraju postupak izgradnje potencijalnog sustava izjednačavanja. To tlo moramo povezati s glavnim tlom kuće kroz sustav izjednačavanja potencijala. To se radi u ASU-ovom štitu, obično i prije brojila električne energije.
Nakon takve modernizacije možete započeti s organiziranjem učinkovite unutarnje zaštite od prenaponskog napona..
Kućna zaštita (klasa B)
Svrha organiziranja zaštite od prenapona na ovoj razini je jasna, potrebno je zaštititi cijelu kućansku električnu instalaciju od izravnih udara munje u zgradu ili dalekovode, kao i od induciranog prenapona uzrokovanog takvim udarima. U ASU-ov štitnik do brojila električne energije ugrađen je zaštitni uređaj. Odvodnici se najčešće koriste, mada se mogu koristiti i varistori. Najvažnije je da ispunjavaju zahtjeve za opremu klase B.
Odvodnik klase B
Glavni parametri su naznačeni na tijelu uređaja. Za takve uređaje odašiljana impulzna struja treba biti najmanje 10 kA, a kratkotrajna može doseći 50 kA, maksimalni napon treba biti 2,0-2,5 kV.
Uređaji mogu biti jednokanalni, kao što je prikazano na fotografiji. Ovo će biti dovoljno za jednofazni unos. S trofaznim ulazom prikladnije je koristiti trokanalne uređaje.
Između radne i zaštitne nule na ovoj razini nije postavljen zaštitni uređaj. Kućište je dizajnirano za postavljanje na DIN šinu. Materijalni i konstrukcijski uvjeti – vatra i paljenje izvan kućišta uređaja moraju se isključiti. Kratki spoj nije dopušten čak i ako uređaj ne uspije.
Zaštita linija (klasa C)
Uređaji ove razine ne mogu se zaštititi od izravnih udara munje. Dizajnirani su za zaostali prenapon, koji ostaje nakon prolaska kroz odvodnik na ulazu. Takav se uređaj obično instalira već na razvodnim pločama. Ako ih ima, na primjer, na svakom katu, tada se zaštitni uređaji mogu instalirati na svaku podnu ploču neovisno. Na ovoj je razini bolje koristiti uređaje s četiri kanala. Četvrti kanal koristi se za postavljanje između radne i zaštitne nule..
4-kanalni uređaj
Na ovoj razini mogu se upotrijebiti odvodnici, iako se češće koriste varistori. Obično su njihovi parametri dovoljni. Za takve uređaje prenesena impulzna struja mora biti najmanje 10 kA, a kratkotrajna može doseći i do 40 kA, maksimalni napon mora biti 1,3 kV. Ostali zahtjevi su slični onima klase B.
Da bi zaštita linije ispravno radila, udaljenost duž kabela od uređaja prethodne razine mora biti najmanje 7-10 m, što osigurava dovoljnu razinu kašnjenja. U maloj seoskoj kući može se dogoditi situacija da će udaljenost biti manja. Stoga je potrebno organizirati umjetnu liniju kašnjenja, što je lako učiniti instaliranjem prigušnice s induktivnošću od najmanje 12 μH. Jasno je da se na svakom kanalu mora instalirati prigušnica.
Zaštita uređaja (klasa D)
Ovo je posljednji sloj zaštite. Nije potrebno za sve uređaje. Za većinu će dvije prethodne razine biti dovoljne. Ipak, za zaštitu nekih posebno osjetljivih i skupih uređaja, takva je zaštita ipak poželjna. Zaštitni uređaji mogu biti ugrađeni u utičnice i autonomni.
Zaštitni uređaj kategorije D
Uređaj prikazan na fotografiji priključen je izravno na utičnicu, a tek tada je povezan uređaj koji zahtijeva zaštitu. Mogu se kombinirati, osim zaštite od prenapona u električnoj mreži, dodatno mogu pružiti zaštitu za mreže slabog napona. Uređaj prikazan na fotografiji ima mogućnost zaštite vaše kućne računalne mreže.
Primjenom vanjske zaštite i prenaponske zaštite u seoskoj kući postižemo najvišu razinu zaštite od grmljavinske oluje koja je trenutno dostupna..
Možete li podijeliti neke savjete ili upute za izradu vlastite zaštite od munje? Pretpostavljam da je to pametna investicija kako bismo zaštitili naše elektroničke uređaje od oluja s munjama. Hvala unaprijed na pomoći!