Внутрішній блискавкозахист будівель. ОПН

By Немченко Лілія 6 років ago
Home  /  Статті  /  Внутрішній блискавкозахист будівель. ОПН

У попередній статті, викладеної на цьому сайті, ви могли ознайомитися з основними способами захисту будівель від впливу такого стихійного явища, як блискавка, і нюансами їх реалізації.

Слід сказати, що всі перераховані в зазначеній статті методи відносяться до так званого зовнішнього блискавкозахисту, який, в свою чергу, не в повній мірі розкриває досить складну тему захисту об’єктів від впливу блискавки. Зокрема, система зовнішнього блискавкозахисту призначена для захисту будівлі або споруди від прямого попадання блискавки, тобто від контакту з каналом блискавки, який надає термічний і динамічний вплив на контактну поверхню і стає причиною пожежі і руйнування. Тому для нейтралізації вищевказаних дій і створюється система зовнішнього блискавкозахисту. У переважній більшості випадків використовуються матеріали з високою провідністю, які здатні не руйнуючись витримати вплив струму блискавки. Види матеріалів, їх характеристики і схеми розміщення визначаються виходячи з нормативів та інструкцій стосовно кожного конкретного об’єкта. Таким чином, система зовнішнього блискавкозахисту перешкоджає динамічним руйнуванням і можливим спалахам.

Але, на жаль, існує й інший вражаючий фактор блискавки, проти якого зовнішній блискавкозахист безсилий, а в деяких випадках навіть сприяє йому. Йдеться про електромагнітний вплив. Це підступний і не заслуговано нехтуємий вплив. Розглянемо його докладніше.

Перш за все, підступність електромагнітного впливу, викликаного ударом блискавки, ховається в його непомітності для людини. Якщо інші форми проявляються яскравими спалахами і потужною звуковою хвилею, то електромагнітний вплив людина навіть не відчує. Слід зазначити, що, незважаючи на величезну потужність, цей вид впливу не здатний нашкодити безпосередньо людині або будівлі.

Його вплив опосередкований. Чим же тоді небезпечно дуже потужне електромагнітне випромінювання, що виникає при розрядах блискавки? У зону ризику потрапляють системи електропостачання, радіо і телефонні мережі, а також практично всі електронні прилади та пристрої.

Вплив електронних та комп’ютерно-інтегрованих технологій на повсякденне життя сучасної людини вже досить великий і має тенденцію до збільшення. Практично всі побутові прилади, технологічне і промислове устаткування, системи безпеки і комфорту включають в себе високочутливі електронні блоки. Саме для них становлять небезпеку так звані вторинні прояви блискавки – занесення високого потенціалу та наведену напругу.

Давайте зупинимося на розгляді цих дій.

Занесення високого потенціалу всередину будівлі, як правило, виникає внаслідок удару блискавки в об’єкт або в безпосередній близькості від нього. При цьому до 50% струму блискавки може бути занесено через струмопровідні комунікації (електрична мережа, водопровід, газ і т.д.) всередину будівлі. Це загрожує можливими пробоями ізоляції мереж електропостачання та пошкодженням відповідального і дорогого електронного обладнання, яке не в змозі впоратися з короткочасним імпульсом струму з амплітудою в десятки тисяч ампер.

Нерідкі випадки, коли внаслідок удару блискавки поблизу будівлі вдається уникнути руйнувань, і при цьому пошкоджуються практично всі споживачі електричного струму і руйнується система електропостачання. Можливі пробої ізоляції електропроводів можуть привести до множинних коротких замикань в мережі, що, в кінцевому підсумку, може призвести до пожежі.

Наведена напруга виникає внаслідок закону електромагнітної індукції. Блискавка це, по суті, неймовірно потужний електричний розряд між хмарами, де накопичуються заряджені частинки, і землею. Тобто в момент удару по каналу блискавки протікає струм, що досягає десятків і сотень тисяч ампер. Згідно із законом електромагнітної індукції на будь-яких струмопровідних поверхнях, що потрапляють в зону дії електромагнітного поля, виникає різниця потенціалів, тобто напруга. Небезпека цього процесу в тому, що всілякі комунікації всередині будівлі виявляються під різними потенціалами, внаслідок чого між ними виникають розряди. Особливо це небезпечно, якщо під високою напругою виявляються частини електронних пристроїв, так як сучасна електроніка розрахована на роботу з низькими напругами, а напруга, наведене струмом блискавки, значно вище.

Крім того, в сучасних пристроях елементи стають все менше в розмірах і, відповідно, відстань між ними зменшуються, що сприяє виникненню пробоїв внаслідок різниці потенціалів. У багатьох випадках вихід з ладу електронних блоків призводить до більш серйозних втрат, ніж вартість заміни цих блоків. Наприклад, для банків це може обернутися втратою важливої ​​інформації, для сучасних виробництв – багатомільйонними збитками від простою устаткування і порушення технологічних циклів, для приватних домоволодінь – порушенням безпеки і комфорту. Крім безпосереднього виходу з ладу для вищевказаних пристроїв існує й інша небезпека. Справа в тому, що електромагнітні хвилі, що виникають при розрядах блискавки, поширюються на значні відстані. І вони безпосередньо впливають на обладнання. Звичайно, їх вплив сильно ослаблений і не може викликати вихід приладів з ладу, але багаторазова дія короткочасних імпульсів високої амплітуди сприяє зниженню терміну служби обладнання. Доведено, що реальний термін служби одного і того ж пристрою може істотно відрізнятися від встановленого виробником терміну в залежності від ступеня грозової активності в місцях його установки. Зокрема в міській місцевості, внаслідок екрануючих властивостей будівель, він вище ніж в сільській, де вплив атмосферних перенапруг сильніше.

Для запобігання подібних небажаних явищ і існує так званий «внутрішній» блискавкозахист. Як видно з назви, його призначення захищати об’єкти, розташовані всередині будівель і споруд, причому не тільки від дій блискавки, але і від будь-яких короткочасних високочастотних імпульсів. Створення подібної системи, як правило, вимагає проведення проектних робіт, так як необхідно провести ряд розрахунків і врахувати безліч другорядних факторів.

Наприклад, якщо до відповідального цифрового обладнання підходить кілька сполучних і живлячих дротів, які потенційно можуть опнитися в зоні впливу блискавки, то навіть упущення з виду одного з них призведе до тих самих наслідків, що і повна відсутність захисту. Тому краще довірити захист свого обладнання професіоналам в цій вельми специфічній області.
Фізично система внутрішнього блискавкозахисту є трирівневою каскадою системою обмежувачів перенапруг (ОПН). Залежно від зони захисту і рівня очікуваних перенапруг в будівлі в щитовій збірці, поверхових щитках і безпосередньо перед устаткуванням, яке захищається встановлюються обмежувачі перенапруг, що представляють собою газонаповнені розрядники, варисторні і діодні елементи, високочастотні фільтри і т.д. Рівні перенапруг, зони захисту, необхідне надійне обладнання і місця його установки – все це визначається виходячи з проектних рішень. До переваг системи внутрішнього блискавкозахисту можна віднести наступні важливі моменти. Правильно спроектована і встановлена ​​система здатна нейтралізувати будь-які імпульсні перенапруги, які виникають в мережі (влучення блискавки в систему зовнішнього блискавкозахисту, атмосферні електромагнітні впливи, перенапруги виникають під час комутації потужних споживачів енергії (зварювання, люмінесцентні лампи і т.д.), обрив нульового провідника на живильній підстанції).
Монтаж системи внутрішнього блискавкозахисту не вимагає особливих умов. Де це можливо обладнання монтується в існуючі щитові зборки, поверхові щитки. При відсутності місць для установки, в безпосередній близькості від обладнання, яке захищається, монтується щиток з обмежувачами напруги. Крім того існує можливість «заховати» ОПН в кабельних каналах, вмонтувати в розетки, використовувати мережевий адаптер з вбудованими обмежувачами. Так як ОПН монтуються паралельно фазним провідникам, то при монтажі немає необхідності відключати електроживлення будівлі. Ефективність і реальна користь системи внутрішнього блискавкозахисту доведена і перевірена часом. Наприклад одна з компаній США, що надає послуги зв’язку, зуміла знизити експлуатаційні витрати по обслуговуванню своїх станцій по всій території країни майже в два рази. Єдине що вони зробили, це реалізували комплексну програму по захисту обладнання від атмосферних перенапруг, створивши на кожній передавальній станції систему внутрішнього блискавкозахисту.

Підсумовуючи вищесказане, слід зазначити, що для забезпечення надійної, довгострокової і безперебійної роботи високочутливого електронного обладнання будь-якого функціонального призначення, створення систем внутрішнього блискавкозахисту не просто бажано, а й необхідно.

Вадим Стасюк

Category:
  Статті
this post was shared 0 times
 000
About

 Немченко Лілія

  (15 articles)