Câble parafoudre
La tâche principale peut être formulée. Il s'agit, d'une part, de protéger le réseau des orages (principalement les décharges électriques atmosphériques), et d'autre part, de le faire sans endommager les fils électriques existants (et les consommateurs qui y sont connectés). Dans ce cas, il est souvent nécessaire de résoudre le problème « collatéral » de la mise à l'état normal des dispositifs de mise à la terre et d'égalisation de potentiel dans un réseau de distribution réel.
Concepts de base
Si nous parlons de documents, la protection contre la foudre doit être conforme au RD 34.21.122-87 "Instructions pour le dispositif de protection contre la foudre des bâtiments et des structures" et GOST R 50571.18-2000, GOST R 50571.19-2000, GOST R 50571.20-2000.
Voici les conditions :
- Coup de foudre direct - contact direct du paratonnerre avec un bâtiment ou une structure, accompagné du flux de foudre qui le traverse.
- La manifestation secondaire de la foudre est l'induction de potentiels sur des éléments de structure métalliques, des équipements, dans des circuits métalliques ouverts provoqués par des décharges de foudre proches et créant un risque d'étincelles dans l'objet protégé.
- La dérive à haut potentiel est le transfert de potentiels électriques vers le bâtiment ou la structure protégée le long de communications métalliques étendues (conduites souterraines et souterraines, câbles, etc.), qui se produisent lors de coups de foudre directs et proches et créent un risque d'étincelles dans l'objet protégé. .
Il est difficile et coûteux de se protéger contre un coup de foudre direct. Un paratonnerre ne peut pas être placé sur chaque câble (bien que vous puissiez complètement passer à la fibre optique avec un câble de support non métallique). Nous ne pouvons qu'espérer la probabilité négligeable d'un événement aussi désagréable. Et supportez la possibilité de vaporisation des câbles et d'épuisement complet de l'équipement terminal (ainsi que des protections).
En revanche, un biais à haut potentiel n'est pas trop dangereux, bien sûr, pour un immeuble résidentiel, pas un entrepôt de poussière. En fait, la durée de l'impulsion provoquée par la foudre est bien inférieure à une seconde (60 millisecondes ou 0,06 seconde sont généralement prises comme test). La section des fils de la paire torsadée est de 0,4 mm. en conséquence, une très grande tension sera nécessaire pour introduire une énergie élevée. Malheureusement, cela arrive, tout comme il est tout à fait possible qu'un coup de foudre direct frappe le toit d'une maison.
Il n'est pas réaliste d'endommager une alimentation typique avec une courte pointe de haute tension. Le transformateur ne le laisse tout simplement pas sortir de l'enroulement primaire. Et le convertisseur d'impulsions a une protection suffisante.
Un exemple est le câblage électrique dans les zones rurales, où les câbles atteignent le bâtiment par voie aérienne et sont, bien sûr, soumis à des perturbations importantes pendant les orages. Aucune protection spéciale (autre que des fusibles ou des éclateurs) n'est normalement prévue.Mais les cas de panne d'appareils électriques ne sont pas très fréquents (bien qu'ils se produisent plus souvent qu'en ville).
Système de nivellement potentiel.
Ainsi, le plus grand danger pratique est les manifestations secondaires de la foudre (en d'autres termes, les micros). Dans ce cas, les facteurs marquants seront :
- l'apparition d'une grande différence de potentiel entre les parties conductrices du réseau ;
- induction haute tension dans les fils longs (câbles)
La protection contre ces facteurs est respectivement :
- égalisation des potentiels de toutes les parties conductrices (dans le cas le plus simple - connexion en un point) et faible résistance de la boucle de masse;
- blindage des câbles blindés.
Commençons par une description du système de nivellement potentiel - à partir de cette base, sans laquelle l'utilisation de tout dispositif de protection ne donnera pas de résultat positif.
7.1.87. A l'entrée du bâtiment, une liaison équipotentielle doit être réalisée en associant les parties conductrices suivantes :
- principal (coffre) conducteur de protection;
- fil de terre principal (tronc) ou pince de terre principale ;
- tuyaux en acier de communications de bâtiments et entre bâtiments;
- parties métalliques de structures de bâtiments, protection contre la foudre, systèmes de chauffage central, de ventilation et de climatisation. Ces parties conductrices doivent être interconnectées à l'entrée du bâtiment.
- Il est recommandé de répéter les systèmes de liaison équipotentielle supplémentaires pendant le transfert de puissance.
7.1.88.Toutes les parties conductrices exposées des installations électriques fixes, les parties conductrices de tiers et les conducteurs de protection neutres de tous les équipements électriques (y compris les prises) doivent être connectés au système d'équipotentialité supplémentaire...
Schéma de mise à la terre du blindage du câble, de la protection contre la foudre et des équipements actifs selon nouvelle édition de PUE doit être fait comme suit :
Mise à la terre des écrans de câbles, des parafoudres et des équipements actifs selon la nouvelle édition PUE
Alors que l'ancienne édition prévoyait le schéma suivant :
Mise à la terre des blindages de câbles, des parafoudres et des équipements actifs dans l'ancienne édition du PUE
Les différences, malgré leur insignifiance extérieure, sont tout à fait fondamentales. Par exemple, pour une protection efficace contre la foudre des équipements actifs, il est souhaitable que tous les potentiels oscillent autour d'une seule "terre" (également, avec une faible résistance de terre).
Hélas, trop peu de bâtiments sont construits en Russie selon un nouveau PUE plus performant. Et nous pouvons dire fermement - il n'y a pas de "terre" dans nos maisons.
Que faire dans ce cas ? Il y a deux options - reconcevoir l'ensemble du réseau électrique à la maison (une option irréaliste) ou utiliser ce qui est raisonnablement disponible (mais en même temps, rappelez-vous ce qu'il faut viser).
Mise à la terre des câbles et des équipements.
La mise à la terre des équipements actifs est généralement facile. S'il s'agit d'une série industrielle, il y a probablement un terminal dédié à cela. C'est pire avec les modèles de bureau bon marché - ils n'ont tout simplement pas le concept de "terre" (et donc rien à la terre). Et le plus grand risque de dommages est entièrement compensé par le prix inférieur.
La question de l'infrastructure du câble est beaucoup plus complexe.Le seul élément de câble pouvant être mis à la terre sans perdre le signal utile est le blindage. Est-il conseillé d'utiliser de tels câbles pour la pose de «vents»? En réponse, je voudrais juste citer une longue citation :
En 1995, un laboratoire indépendant a mené une série de tests comparatifs de systèmes de câbles blindés et non blindés. Des essais similaires ont été réalisés à l'automne 1997. Une section contrôlée de câble de 10 mètres de long a été posée dans une chambre absorbant les échos à l'abri des perturbations extérieures. Une extrémité de la ligne était connectée à un concentrateur réseau 100Base-T et l'autre à un adaptateur réseau PC. La partie de commande du câble a été exposée à des interférences avec une intensité de champ de 3 V/m et 10 V/m dans la gamme de fréquences de 30 MHz à 200 MHz. Deux résultats significatifs ont été obtenus.
Premièrement, le niveau d'interférence dans un câble non blindé de catégorie 5 s'avère être 5 à 10 fois plus élevé que dans un câble blindé avec une tension de champ RF de 3 V / m. Deuxièmement, en l'absence de trafic réseau, le concentrateur de réseau effectué sur un câble non blindé montre plus de 80 % de charge du réseau à certaines fréquences. La puissance du signal du protocole 100Base-T au-dessus de 60 MHz est très faible, mais très importante pour la récupération de la forme d'onde. Cependant, même avec des interférences supérieures à 100 MHz, le système non blindé a échoué au test. Dans le même temps, une diminution de la vitesse de transmission des données de deux ordres de grandeur a été constatée.
Les systèmes de câbles blindés ont réussi tous les tests, mais une mise à la terre efficace est essentielle pour leur bon fonctionnement.
Un point important doit être noté ici.Dans le SCS traditionnel, la mise à la terre s'effectue sur toute la longueur de la ligne, en continu d'un port d'équipement actif à un autre (bien qu'en théorie la mise à la terre doive être assurée en un seul point). Il est extrêmement difficile de mettre correctement à la terre un grand réseau distribué et la plupart des installateurs n'utilisent généralement pas de câbles blindés.
Dans les réseaux "domestiques", il ne faut pas parler de mise à la terre du réseau, mais de mise à la terre des lignes individuelles. Ces. Vous pouvez considérer chaque ligne individuelle comme une paire torsadée non blindée placée dans un tube métallique (après tout, le but du blindage est de protéger la partie "air" de la ligne).
Cela simplifie grandement les choses. Par conséquent, l'utilisation de câbles blindés est plus que recommandée. Mais seulement avec une bonne mise à la terre en entrant dans le bâtiment. Il est recommandé de le faire des deux côtés selon la règle suivante :
Mise à la terre du blindage du câble
D'une part, une mise à la terre «morte» est effectuée. D'autre part, par isolation galvanique (éclateur, condensateur, éclateur). Dans le cas d'une simple mise à la terre des deux côtés, dans un circuit électrique fermé entre bâtiments, des courants d'égalisation indésirables et/ou des pinces parasites peuvent se produire.
Idéalement, il est conseillé de le mettre à la terre avec un conducteur séparé d'une section décente au sous-sol de la maison et de le connecter directement au bus équipotentiel. En pratique, cependant, il suffit d'utiliser le zéro de protection le plus proche.Dans le même temps, l'efficacité de la protection contre la foudre du réseau diminue, mais pas de manière trop significative, seulement légèrement (plutôt en théorie qu'en pratique) la probabilité de dommages aux consommateurs électriques de la maison à cause de l'augmentation du potentiel augmente.