Раздел: Инсталляция Тема: Автор: Александр ПОПОВ, компания «ТАХИОН»
Защита от импульсных перенапряжений – свидетельство компетентности «слаботочника»
Как всегда, никаких заумностей, никаких сложных формул и выкладок. Все на уровне общего понимания и курса средней школы. А идея статьи возникла в связи с совершенно реальным случаем. Как-то после летней грозы моя соседка по даче пожаловалась, что у нее «сгорел» телевизор. Ну, «сгорел» – это общее понятие. Вышел из строя некий входной блок. Но блок стоит 13 000 рублей. Я еще очень удивился – что же за блок по такой цене? Как оказалось, я просто был не в курсе, каков сам телевизор. А телевизор оказался с диагональю около 2 метров. Хороший телевизор. Но у меня и еще вопросы сразу появились – у соседки на доме спутниковая антенна. Установлена непосредственно на стене. Наводиться не на что. Есть цифровая приставка для приема эфирного телевидения. Через нее можно чуть ли не на «гвоздь» принимать ТВ-сигнал – никто уже не строит огромные мачты. Любое дерево вблизи дома выше этой антенны в несколько раз. Да, и сама приставка цела. Должна была сгореть в первую очередь. И тут выясняется, что соседка подключила себе интернет. Спрашиваю: «А что с роутером?». Оказывается, роутер сгорел весь целиком и сразу. Спрашиваю, а предлагали ли эти чудо-монтажники дачного интернета какую-нибудь защиту? Конечно, ничего они не предлагали. Притащили какие-то провода и установили роутер. А к роутеру уже подключили телевизор. Удивление соседки вызвал тот факт, что никакая молния никуда даже поблизости не попадала. Были у нас в садоводстве случаи и прямых попаданий. И именно в огромные мачты телевизионных антенн, когда у хозяев сгорел не то, что телевизор, а вся кухня целиком, где этот телевизор стоял. Было прямое попадание в соседские ели огромной высоты. Ели заполыхали, как свечки, несмотря на проливной дождь, а нам оставалось только поливать водой наш находящийся рядом сарай до приезда пожарных. Итак, разбираемся. К роутеру откуда-то со столба приходит кабель UTP. Как там и что организовано дальше, уже не особенно важно. Есть приличной длины провод. И по нему реализована линия Ethernet. В массовом общечеловеческом понимании именно гроза (а то и молния) каким- то образом попадает в провод и по нему «сжигает» все на своем пути. Да, имели место случаи, когда из розеток на самом деле вылетали искры. Оттого и надлежит при грозе отключать электроприборы, выдергивая вилки из розеток. Но это совсем не молнии вылетали. Наперед скажем, что, если б молния действительно попала в кабель или очень близко от него, интернета бы, конечно, не стало, но очень возможно, что уцелели бы и роутер, и телевизор. Сам кабель UTP явился бы защитой – при наведенном в нем токе более 5 – 8 кА произошли бы просто спекание кабеля и короткое замыкание в линии. Дальше места поражения ток бы не пошел. А имеем в данном случае в чистом виде импульсное опасное наведенное напряжение в линии. НАВЕДЕННОЕ – это важно сознавать, чтобы оценивать всю степень опасности.
Как и обещал, только из курса средней школы. Помните опыт на уроках физики? Есть кольцо из проводника, которое замыкается через неоновую лампочку (лампочка включена в цепь кольца). И кольцо это проводят вверх-вниз между полюсами магнита. В результате лампочка загорается. Чем быстрее проводят, тем ярче загорается лампочка. Суть опыта: в проводнике, находящемся в переменном магнитном поле, наводится ЭДС (электродвижущая сила). На этом замечательном свойстве основана работа генератора, вырабатывающего для нас с вами электричество – обмотки генератора вращаются в электромагнитном поле.
Теперь школьный опыт переносим на наш случай. Внешнее переменное электромагнитное поле наводит в линии связи ЭДС, вызывающую прохождение тока в линии, что приводит к возникновению разности потенциалов на ее концах. Величина этой разности потенциалов Uопасн. зависит от протяженности участка воздействия (L) и напряженности (E) электромагнитного поля от внешнего источника. Так влияние расположенных параллельно линиям связи высоковольтных линий характеризуется большой протяженностью участка воздействия, хотя напряженность поля может быть сравнительно невысокой; для атмосферных разрядов картина противоположная – очень высокая напряженность при относительно малом участке воздействия. Наведенная ЭДС от грозового разряда (именно наведенная, а не от попадания молнии в линию) может достигать и 5кВ (5 000 Вольт). Вот тогда и вырываются языки пламени из розетки. Но это все вещи достаточно редкие. К тому же, хорошо известные энергетикам, осуществляющим монтаж силовых электросетей. Они в курсе защитных устройств и никогда на свой страх и риск не будут ими пренебрегать. В курсе всей физики процесса, а также организации защиты и телефонисты, постоянно и уже очень давно имеющие дело с длинными линиями связи. И вот здесь уместно будет проанализировать опасность величин этих наведенных напряжений для подключаемой к линии аппаратуре. Длительность грозового разряда составляет 50 мкс. Если наводка на линию 220 В составит вольт 40-60 в течение 50 мкс, то ощутимого урона для какого- нибудь холодильника, пылесоса или электроплиты не произойдет. Скорее всего, вы просто не заметите воздействие такого импульса. Справится с подобными импульсными превышениями и ваш телевизор, имеющий на входе блок питания, который все это благополучно «проглотит». Для аппаратуры, подключаемой к силовым линиям, реально опасные величины импульсов достаточно велики. И создать такие большие наводки «по силам» зачастую исключительно атмосферным разрядам. Вот почему традиционно устройства защиты от импульсных перенапряжений для силовых линий носят название устройств грозозащиты. Но в последние пару десятков лет нас буквально опутали слаботочные линии. И в первую очередь (по применяемости), конечно линии Ethernet во всем многообразии. А для массового обывателя – весь проводной интернет в первую очередь. Оптоволоконных линий все это не касается – никакой ток по оптоволокну не протекает. А номинальное напряжение для линии того же Ethernet – 5В. И если наведется на линии всего-то 5 В (а не 40-60, как упоминалось выше), это будет уже двухкратное превышение номинального напряжения. А наведенное напряжение в 40-60В, которое не заметит оборудование в силовой сети, слаботочное оборудование просто «убьет». Вот отсюда и недоумение пользователей – особой грозы-то и не было, а телевизор сгорел. Чтобы навелось опасное для слаботочных систем напряжение, никакой особо страшной грозы и не требуется. Тем более, если участок воздействия (тот самый провод, что идет «откуда-то со столба») имеет приличную длину. А он может быть и 100 метров. Да, и вообще, потребителю может быть неизвестно, как организована вся сеть. Помним, что наводимая ЭДС пропорциональна протяженности участка воздействия. Особой напряженности поля может и не потребоваться для опасной наводки, исчисляемой единицами вольт. Если гроза в принципе была в районе, это уже очень опасно для слаботочных систем, не имеющих специальной защиты от импульсных перенапряжений. Но, более того, никакой грозы может вообще не понадобиться, чтобы создать в линии опасную наводку. Помимо атмосферных разрядов опасность для слаботочных систем будут представлять: • высоковольтные линии передачи, расположенные параллельно линиям связи; • контактные сети электрифицированных железных дорог; • сети городского электротранспорта; • электросварочные установки; • близко расположенные радиотехнические передающие, локационные и другие установки.
Как видим, причин, помимо грозы, больше, чем достаточно. И, самое главное, есть риски, которые невозможно заранее спрогнозировать. А посему, все подключаемое оборудование должно иметь защиту. И настоятельно рекомендуется забыть сам термин «грозозащита», чтобы не увязывать опасность исключительно с этим, на самом деле, достаточно редким для основной массы потребителей явлением. Защищаться надо именно от опасных наведенных напряжений безотносительно природы их возникновения, поскольку для слаботочных сетей уровень самих опасных напряжений достаточно мал в сравнении с силовыми. И появление наводок такого уровня на линиях, скорее, правило, нежели исключение. А теперь вспомните все эти объявления на столбах в садоводствах и коттеджных поселках, а то и просто на деревьях аллей: «Высокоскоростной интернет», «Интернет на даче», «100 мбт/с дешево». Ну, а дачник наш выберет, конечно, тот, что подешевле. А есть ли в предложении в принципе защитные устройства? И объяснил ли кто кому, почему они необходимы, и чем грозит их отсутствие? Какие риски берет на себя тот, кто реализовал для вас такие предложения? Поэтому очень советую внимательно ознакомиться с перечнем оборудования, предлагаемого в рамках такого предложения и оценить компетентность фирмы- инсталлятора именно по тому, как реализуется защита слаботочных цепей. Да, при наведенном токе в 5-8 кА подводимый кабель должен в прямом смысле сгореть – сгорит изоляция, произойдет замыкание линии, тем самым перекрыв распространение опасного тока к аппаратуре. При меньшем токе линия останется цела, но должна стоять аппаратура защиты, которая с этим опасным для оборудования импульсом справится – отведет его на землю, не допустив попадания на вход собственно оборудования. Грамотный инсталлятор просто не будет строить такие цепи без надлежащей защиты. А принимая работу, стоит не ограничиваться осмотром, как идут провода от ближайшего столба к дому, а проверить, как реализовано заземление защитной аппаратуры. Иначе риски весьма ощутимых убытков более чем реальны.
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru Рады сообщить нашим читателям, что теперь нашем сайте работает модуль обратной связи. Нам важна ваша оценка наших публикаций! Также вы можете задавать свои вопросы.Наши авторы обязательно ответят на них. Ждем ваших оценок, вопросов и комментариев!

Добавить комментарий или задать вопрос

Правила комментирования статей

Версия для печати

Средняя оценка этой статьи: 0  (голосов: 0)
Ваша оценка: