K čemu je potřeba ochrana před bleskem, typy ochrany před bleskem, zařízení (co je součástí sady), připravujeme nástroj, postup prací na vybavení soukromého domu ochranou před bleskem, funkce instalace ochrany před bleskem pro dřevěný dům.
Dnes budeme hovořit o tom, jak chránit soukromý dům před úderem blesku.
Obsah
- co je to blesk?
- Úderné faktory blesku
- Kritéria a typy ochrany před bleskem
- Návrh ochrany před bleskem
- Vlastnosti instalace ochrany před bleskem
- Vnitřní ochrana domu
co je to blesk?
Mnoho majitelů soukromých domů se snaží, aby jejich domov byl co nejpohodlnější a nejbezpečnější, ale zároveň zapomínají na možnost úderu blesku doma.
Blesk je jedním z nejnepříjemnějších jevů, který může způsobit obrovské škody v domácnosti.
Jak víte, jedná se o elektrický výboj vysokého výkonu, takže i když se nepřímo dostane do domu, může poškodit elektrická zařízení v prostorách.
Je dobré, když je v blízkosti domu vysoká budova vybavená ochranou před bleskem.
V tomto případě se nemusíte obávat možnosti vniknutí blesku do domu, jelikož takové domy mají často hromosvody s velkou ochrannou zónou, která pokryje plochu s přilehlými budovami.
Rysem blesku je výboj do nejvyššího bodu. Pokud tedy dům stojí na kraji, je to nejvyšší bod, pokud ovšem vedle něj neroste strom, který je vyšší než dům.
Strom ale také není zárukou ochrany. Nebezpečí zasažení domu bleskem se mnohonásobně zvyšuje, pokud jsou v blízkosti domu nádrže, silné potoky a bažinaté oblasti.
Pokud tedy soukromý dům není obklopen výškovými budovami, je lepší být v bezpečí tím, že poskytnete domovu ochranu před bleskem.
Úderné faktory blesku
Než však přijdete na to, jak ochránit svůj domov před možným úderem blesku, měli byste zvážit škodlivé faktory tohoto jevu.
Existují dva z těchto faktorů.
Jedná se o přímý úder blesku do domu, v důsledku čehož může dojít k poškození konstrukce, je zde možnost požáru. Tento faktor je nejnebezpečnější.
Je to méně nebezpečné pro dům a obyvatele. Tento faktor je redukován na výskyt elektromagnetické indukce v elektroinstalaci domu při výboji blesku v blízkosti domu.
Vlivem indukce v elektroinstalaci dochází k výraznému přepětí, které může poškodit všechny elektrické spotřebiče v domě, které jsou připojeny k síti.
A pokud se můžete chránit před sekundárním faktorem bez dalšího vybavení odpojením všech zařízení od sítě během bouřky, pak není možné chránit primární faktor tímto způsobem, musíte dům vybavit ochranou před bleskem.
Ohio, dům, který zasáhl blesk.
Vzhledem k tomu, že blesk je jen elektrický výboj, byť o velké síle, působí jako každý jiný výboj, to znamená, že se pohybuje po dráze nejmenšího odporu.
Zajištění této cesty je úkolem ochrany před bleskem.
Pokud blesk zasáhne dům vybavený tímto typem ochrany, elektrický výboj skrz něj půjde do země, aniž by došlo k poškození budovy.
V lidech se takové ochraně říká uzemnění domu, hromosvody, hromosvody.
Co se týče toho druhého, definice není úplně správná, protože hrom je jen zvukový doprovod, který vzniká při úderu blesku.
Kritéria a typy ochrany před bleskem
Nyní pojďme analyzovat typy ochrany před bleskem.
Zde má toto zařízení několik kritérií, která jej rozdělují na typy.
Prvním kritériem je způsob ochrany.
Podle ní se hromosvody dělí na:
Aktivní se objevil relativně nedávno. Mají hromosvod, o kterém je řeč níže, je vybaven speciálním ionizátorem, který svými impulsy „vyprovokuje“ blesk.
Ve skutečnosti k sobě toto zařízení cíleně přitahuje blesky, což zcela vylučuje možnost sekundárního faktoru úderu blesku.
Pasivní nejsou ničím takovým vybaveny, může se na nich vybít blesk, nebo možná ne. Tento typ ochrany se používá všude.
Dále budeme zvažovat pouze takovou ochranu, protože je možné dům vybavit sami, ale zařízení pro aktivní ochranu instalují pouze odborníci.
Druhým kritériem jsou typy ochrany.
Podle ní se také hromosvody dělí na dva typy – vnější a vnitřní.
Všechno je zde jednoduché – vnější chrání dům před primárním faktorem úderu blesku a vnitřní – před sekundárním.
A třetím kritériem jsou designové prvky.
Tady ale rozdělení na typy souvisí spíše s hromosvody. Podle nich se hromosvod dělí na čep, kabel a pletivo.
Návrh ochrany před bleskem
Nyní, pokud jde o návrh ochrany před bleskem, mluvme pouze o té vnější.
Skládá se pouze ze tří prvků – hromosvodu, svodů a zemnící elektrody.
Přebírá výboj blesku, takže je upevněn na střeše domu, takže samotný přijímač je nejvyšším bodem.
Nejjednodušší je tyčový typ přijímače.
Za standard se považuje kovová tyč o průměru 10-18 mm a délce 250 mm.
Můžete také použít trubku, ale pouze její konce musí být svařeny.
Počet přijímačů se vypočítává z velikosti budovy. Pro malé domy stačí jeden, pokud plocha domu přesahuje 200 metrů čtverečních. dvě tyče jsou instalovány se vzdáleností mezi nimi 10 m.
Aby výtok přes přijímač nešel do domu, je upevněn na střeše dřevěnými tyčemi nebo speciálními spojovacími prvky.
Někteří, aby nezkazili vzhled domu, instalují hromosvod na samostatnou podpěru v blízkosti domu.
Někteří, pokud je to možné, namontují přídavný hromosvod přímo na strom.
Není v tom žádný zvláštní rozdíl, protože i s blízkým hromosvodem ochranná zóna zakryje dům.
Hlavní podmínkou pro instalaci přijímače je, že by měl být umístěn nad domem a dalšími budovami v jeho blízkosti.
Dalším typem hromosvodu je kabel.
Používá se kabel, který je natažen po celé délce hřebene střechy a upevněn na dřevěných podpěrách. Důležitou podmínkou je napnutí kabelu – nemělo by se dotýkat střechy.
Třetím typem přijímače je mřížka.
Vyrábí se z jakéhokoli drátu (ocel, hliník atd.) o průřezu minimálně 6 mm.
Je natažen po ploše celé střechy, buňky této mřížky by měly tvořit čtverec cca 6×6 m.
Síť by se zároveň neměla dotýkat střechy, je upevněna na dřevěných nebo speciálních nevodivých podpěrách ve výšce 6-8 cm od střechy.
Neexistují žádné přísné požadavky na použití jednoho nebo druhého typu hromosvodu, lze použít jakýkoli, všechny jsou docela účinné, takže jsou vybírány podle libosti.
Dále druhý prvek této ochrany – svody.
Jejich hlavním úkolem je přenést výboj z přijímače na zemnící elektrodu.
Nejčastěji se jako svody používá ocelový drát o průměru 6 mm a více.
Pokud jsou stěny domu vyrobeny z cihel nebo pěnových bloků, obecně z jakéhokoli nehořlavého materiálu, pak může být spádový vodič upevněn podél stěny na jakémkoli nenápadném místě, což je nejdůležitější, ne v blízkosti oken a předních dveří.
Jako svod je možné použít kovovou pásku, avšak o tloušťce minimálně 2 mm a šířce 30 mm nebo více.
Spodní vodič je připojen k přijímači pomocí svařovaného, šroubového nebo pájeného spojení.
Počet svodů závisí na počtu konců hromosvodu.
Pokud je použit pouze jeden tyčový přijímač, je k němu připojen jeden výstup. Při použití kabelového přijímače jsou již potřeba dvě zásuvky.
U síťového přijímače se také používají dva spádové vodiče.
Posledním prvkem je zemnící elektroda. Nejjednodušším uzemňovacím vodičem jsou dvě kovové tyče zakopané v zemi o 2-3 m.
Vzdálenost mezi nimi by měla být alespoň 3 m. Tyto tyče by měly být navzájem spojeny propojkou na úrovni 0,5-0,8 m v zemi. K této propojce je připojen spodní vodič.
Na půdách s vysokou hladinou podzemní vody je lepší použít vodorovnou polohu zemní elektrody v hloubce 0,8 m. V tomto případě by měl být kovový roh nebo pás o šířce 50 mm a tloušťce 4 mm působí jako zemnící elektroda.
Zemnící vodič je spojen se spodním vodičem pouze svařovaným spojem.
Vlastnosti instalace ochrany před bleskem
Na základě výše uvedeného lze pochopit, že je docela možné vyrobit ochranu před bleskem sami, mít pouze potřebné materiály.
Abyste ochránili svůj domov před bleskem, musíte nejprve provést měření.
Je nutné zjistit výšku, ve které by měl být přijímač umístěn, a také určit způsob jeho uchycení.
Poté musíte vypočítat délku spodního vodiče. Zde je důležité vzít v úvahu, že dráha bleskového náboje k zemnící elektrodě musí být co nejkratší. Proto byste neměli dělat žádné obrysy, ohyby atd. A ještě více je nemožné vytvořit kroužky z větve.
Pokud jde o zemnící elektrodu, měla by být umístěna alespoň 1 m od nejbližší stěny domu. Po všech výpočtech můžete pokračovat v instalaci.
Musíte začít s uzemňovací elektrodou.
Pokud je z prutů, stačí vykopat rýhu 0,5 m hlubokou a 3 m dlouhou.
Na okrajích tohoto výkopu zatlučte do země tyče dlouhé alespoň 2 m.
Poté pomocí svářečky na tyto tyče přivařte propojku.
Pokud je zemnicí elektroda vodorovná, budete muset vykopat příkop mnohem hlouběji.
Dalším krokem je instalace přijímače.
Zde je třeba dodržet důležitou podmínku – neměl by přijít do kontaktu se střechou domu, proto k jeho upevnění používejte pouze dřevěné podpěry.
Nebo jej potřebujete upevnit přímo na nevodivé konstrukce domu.
Poté se k přijímači a zemní elektrodě připojí svod, který lze pomocí speciálních zařízení připevnit ke střeše a poté ke stěně domu.
Spodní vodič může být také připevněn k přijímači pomocí šroubů, ale k zemnící elektrodě – pouze pájením nebo svařováním.
Zbývá pouze předem vykopaný příkop zasypat.
Pokud jde o instalaci ochrany na dům s dřevěnými stěnami, princip je stejný, ale je zde jedna podmínka – není možné připevnit svody přímo na stěnu.
Měly by být umístěny ve vzdálenosti nejméně 150 mm od stěny.
Vnitřní ochrana domu
Bylo to všechno o externím typu ochrany. Na závěr něco málo k vnitřnímu, protože vnější typ nedokáže zcela ochránit stavbu před účinky blesku, proto je vhodné použít oba tyto typy.
Vnitřní ochrana tedy chrání domácí spotřebiče před přepětím, které může způsobit výboj blesku.
Pro vnitřní ochranu se používají speciální přepěťová ochranná zařízení (SPD).
Velké množství takových zařízení se vyrábí s různým stupněm ochrany.
Tato zařízení jsou napojena na elektrickou síť domu a jsou instalována v rozvaděči u vchodu.
Teprve po instalaci tohoto zařízení bude možné s jistotou říci, že dům je plně vybaven ochranou před bleskem.
V důsledku květnových bouřek bylo nutné provést audit shořelého zařízení, a přestože škoda nebyla finančně tak velká, výpadek některých zařízení narušil zavedený komfort bydlení ve vlastním. Rozhodl jsem se tedy obrátit na specialisty ve svém oboru, konzultovat a rozšířit systém ochrany.
Počáteční údaje: dům, 3 fáze (15 kW na dům), uzemnění pomocí 3 m dlouhého kolíku, autonomní elektrický systém založený na solárních panelech
Na fotografii je výsledek zkratu na straně vedení 10 kV. Na okresní rozvodně nefungovala ochrana. Takto vypadá vstupní panel ze strany 0.4KV. Jistič 100A IEK nedokázal přerušit oblouk mezi čelistmi. Dále na trati byl HYBRID 9kW 48V MAC. Vystoupili jsme s mírným zděšením: ve střídači byl vyměněn varistor, po kterém se MAC vrátil k životu, nicméně port RS232 přestal normálně fungovat. Tedy vážná havárie rozvodny, při které shořela 100A automatická pojistka, postihla střídač pouze spáleným varistorem a chybami na regulátoru a veškerá ostatní funkčnost zařízení zůstala zachována, stejně jako veškeré vybavení. připojen po něm – chvályhodná práce.
A dole na fotce je měřící jednotka ze strany 10kV
Tato nehoda se nestala v mém domě, ale tyto fotografie mi poskytli specialisté z firmy MicroART. Svého času jsem se rozhodl přejít na vybavení Rusky výrobce pro svůj hybridní solárně-síťový elektrický systém a tato zařízení popsal zde a zde.
Měl jsem následující případ: při bouřce do mé rozvodny nebo poblíž udeřil blesk, v důsledku čehož fungovala ochrana u vchodu do domu. Výsledkem této bouřky byla spálená nabíječka baterií, připojená k síti v době bouřky, spálené ventilační automatické relé (relé bylo napájeno z linky, která byla podporována stejnou nabíječkou) a Měnič MAC Hybrid 4.5 kW začal blikat na obrazovce a přestal generovat. Po bouřce se restartem všech systémů vrátila energie do domu, střídač se bez problémů rozběhl a já začal přemýšlet o seriózní ochraně domácí elektrické sítě.
Některé teorie
Během bouřky v běžném bytě nebo kancelářské budově musí fungovat ochrana instalovaná stacionární elektrickou sítí. V chatové komunitě, vesnici nebo chatě se ochrana obvykle omezuje na zakopanou zemi u rozvodny a pojistku, která odpojí celou síť z provozu. Navíc podle připojovacích pravidel musí být uzemnění instalováno také na každém druhém sloupu a samostatně na tom posledním, kam je připojen účastnický dům. Když jsem prošel svou vesnici a prozkoumal více než padesát sloupů, nenašel jsem jediné uzemňovací spojení, což znamená, že se mohu spolehnout jen sám na sebe.
Druhým „zabíjejícím“ faktorem je indukovaná elektřina. Během blesku dochází k poměrně silnému nárůstu EMR a domovní kabeláž je v podstatě velká anténa. Čím blíže je blesk, tím větší je pravděpodobnost přepětí ve vnitřní síti. Instalátoři domácích lokálních sítí se neustále setkávali a setkávají s tímto jevem, kdy spínače bez uzemnění při bouřce vyhoří v celých řetězcích.
Musíme se tedy chránit před vnějším impulsem, který může pocházet z rozvodny a před vnitřním přepětím, které může nastat během blesku v blízkosti domu.
Pokud se váš dům nachází na kopci, daleko od budov a je nejvyšším bodem v oblasti, je lepší se postarat o hromosvod. Toto zařízení je spolehlivé, ale je nutné jasně vypočítat oblast pokrytí. Na internetu je na toto téma spousta materiálů. Řeknu pouze, že účinek hromosvodu se šíří v kuželu od nejvyššího bodu až k zemi. Chcete-li „pokrýt“ celý dům, musíte nainstalovat buď dva hromosvody s kovovým kabelem mezi nimi, nebo jeden, ale poměrně vysoký. Pokud je hromosvod uzemněn odděleně od obecného uzemnění, pak je nutné použít systém vyrovnání potenciálu.
Výňatky z POKYNŮ PRO OCHRANU BUDOV A STAVEB PŘED BLESKEM RD 34.21.122-87:
„Všechny zemnící elektrody doporučené PUE mohou být použity jako zemnící vodiče ochrany před bleskem
elektrické instalace, s výjimkou nulových vodičů venkovních elektrických vedení s napětím do 1 kV. „
„2.5. Aby se zabránilo vnesení vysokého potenciálu do chráněné budovy nebo stavby, ale pod zemí
kovové komunikace (včetně elektrických kabelů pro jakýkoli účel) uzemňovací spínače pro ochranu proti
přímé údery blesku by se měly držet co nejdále od těchto komunikací,
přijatelné podle technologických požadavků. „
Zavedení sítě do domu
První má vysokou přesnost nastavení napětí, protože motor posouvá nosič podél vinutí a nastavuje požadované napětí. Pro: nízká cena, vysoká přesnost výstupního napětí. Nevýhody: nízká rychlost odezvy na přepětí, fyzické opotřebení mechaniky
Druhý má zvýšenou rychlost spínání vinutí transformátoru, ale protože výkony mohou dosahovat desítek kW nebo více, stykače relé se opotřebovávají a dříve nebo později se mohou přilepit, což povede k hrozným následkům. Pro: přijatelná cena, dostatečná rychlost přepínání. Nevýhody: nedostatečná spolehlivost kvůli použití mechanických relé.
třetí Typ je nejzajímavější, ale také nejdražší. Použití výkonných spínačů umožňuje okamžitě reagovat na změny vstupního napětí a přepínat vinutí transformátoru. K fyzickému opotřebení prostě nedochází, stejně jako k lepení kontaktů. Navíc k přepínání dochází, když sinus prochází nulou, takže jsou vyloučeny i skoky. Výhody: vysoká rychlost odezvy, nedostatek fyzického opotřebení. Proti: vysoká cena.
Pro sebe jsem si vybral dražší, ale také spolehlivější variantu, triakem řízený stabilizátor CH-LCD „Energy“ 6 kW. Vzhledem k tomu, že již mám měnič 4.5 kW, který ve špičce dokáže vyvinout výkon až 7 kW, bylo rozhodnuto zvolit stabilizátor s jmenovitým výkonem 6 kW a schopností špičkového výkonu až 7.4 kW.
Podrobně o provozních vlastnostech těchto stabilizátorů a o tom, jaké stabilizátory obecně existují, si můžete přečíst zde.
Měl jsem zájem to rozebrat a podívat se, co je uvnitř.
Jak je patrné z fotografie, stabilizátor využívá toroidní transformátor, který má při stejných rozměrech jako ten ve tvaru W větší účinnost a menší hmotnost. Samotný transformátor se vyrábí v Tule a stabilizátor je navržen a smontován v Moskvě. S klidem tak můžeme prohlásit zcela ruskou produkci, kterou se firmě MicroART podařilo zorganizovat a udržet.
Takže jsem se ochránil před poklesy a nárůsty napětí v rozsahu 125-275 voltů, ale co když dojde k náhlému nárůstu napětí, který daleko přesahuje tyto limity? Měnič mi jednou ukázal 287 V ve fázi, načež šel do obrany. Ale dej na to 380 V a prostě to shoří, jako stabilizátor. Chtěl jsem chránit drahé vybavení. Bylo vyžadováno nějaké uvolnění, které by vypnulo externí síť při prahových hodnotách napětí. Je lepší zůstat bez sítě, než později opravovat nebo vyměňovat vyhořelé zařízení. Bylo nalezeno řešení – relé regulace síťového napětí UZM-51M1.
Toto zařízení je navrženo tak, aby zajistilo jednofázový provoz, přičemž můžete ručně nastavit horní a dolní prahové hodnoty napětí, při kterých bude relé pracovat. Doba vypnutí je cca 20 ms, což je velmi dobrý ukazatel. Zároveň malé poklesy nebo nějaké přepětí napětí nezpůsobí okamžité vypnutí, ale spustí se časovač vypnutí. Když se parametry vrátí do normálu, relé nezávisle připojí zátěž k síti. Domácí zařízení jsou tedy chráněna před kolísáním a přepětím v externím zdroji napájení pomocí relé pro řízení napětí a stabilizátoru. Pokud síť zmizí, střídač začne pracovat. Co dělat, když je externí síť již vypnutá, poblíž udeří blesk a domovní rozvody fungují jako anténa?
Ochrana vnitřní sítě
Budeme předpokládat, že všechny zásuvky jsou správně zapojeny, uzemnění je provedeno správně a přebytečný náboj teče do země. Ale přepětí ve vnitřní síti snadno zničí všechna zařízení, protože všechny ochrany jsou na místě, aby chránily před vnějšími přepětími. Ale z vnitřního rušení nic není. S touto myšlenkou jsem se při přebírání stabilizátoru obrátil na inženýry MicroART a ti mi doporučili „Zařízení na ochranu před bleskem a rušením“ – SPD.
Jedná se o druh jiskřiště, které, když se objeví kritické napětí mezi fází a zemí, projde pulsem přes sebe a pošle jej k uzemnění. To znamená, že během bouřky, kdy poblíž udeří blesk a napětí v domácí síti vzroste na několik kilovoltů podél fázového vodiče vůči zemi a překročí určitou hodnotu, toto SPD jednoduše uvolní celý náboj do země. Proto se umístí před měnič, jeden konec je připojen k fázi a druhý k zemi. Stojí za zvážení, že výboj může být významný, takže byste neměli šetřit na průřezu zemnícího vodiče, jinak se odpor vodiče může ukázat jako kritický a nebude mít čas přenést impuls na zem. .
Takto se provede připojení k externí síti a generátoru:
Již jsem zmínil, že mám solární systém mimo síť. Vážný impuls může také přijít přes dráty vycházející ze solárních panelů, které deaktivují solární regulátor a poté střídač. Na každý z drátů od solárních panelů jsem proto také pověsil SPD.
Ochrana generátoru
V nejnouznějším případě, kdy není žádná externí síť, není vidět slunce a baterie jsou již vybité, mají všichni autonomní řidiči záložní možnost – generátor benzodieselu. Umožní vaší domácí síti fungovat, sami obsluhovat výkonný nástroj a dokonce dobíjet baterie. Podobnou topologii redundance jsem popsal ve svém materiálu zde. Problém tohoto zapojení je, že většina generátorů produkuje extrémně nestabilní a hlučný výkon. Někdy střídače nebo nabíječky s takovým výkonem prostě nemohou pracovat. Pro potlačení rušení je k dispozici speciální přepěťový filtr. Vystačíte si se standardním „pilotem“, ale ten je většinou dimenzován na výkon do 2-3 kW a generátor má často větší spotřebu. Takže jsem také našel filtr EMP (elektromagnetické pulsy): EMP Suppression Surge Filter.
Dokáže si poradit s příkonem až 11 kW, což stačí na napájení celého domu, pokud máte výkonný generátor. Má průchozí připojení a samostatný kontakt pro uzemnění.
Výsledky provedené práce
Výsledkem jedné bouřky a malých ztrát bylo přehodnocení způsobů ochrany, jak před vnějšími energetickými srážkami, tak před vnitřními. Navíc se zvýšila ochrana všech elektrických spotřebičů v domě, a to jak před napěťovými rázy, tak i před náhlými rázy a impulsy. Autonomie byla dále zvýšena připojením generátoru přes filtr, který zaručuje stabilní nabíjení baterií a normální provoz střídače.
V důsledku toho se změnil elektrický systém. Před:
Toto se stalo PO instalaci ochrany:
Schéma zapojení generátoru je poměrně jednoduché. Jakýkoli z drátů je kombinován se stávající zemí a nulou přivedený do domu. Druhý vodič se pak stane fází. Je důležité zvolit spínač, který zabrání současnému zkratu fáze generátoru a fáze z rozvodny.
