Edifício residencial privado da Electrosafe e chalé. Parte 3. Proteção contra raios

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Edifício residencial privado da Electrosafe e chalé. Parte 1

Edifício residencial privado da Electrosafe e chalé. Parte 2

Proteção externa contra raios

Vamos começar com o mais simples. Suponha que tenhamos um edifício residencial (chalé) alimentado por uma linha de energia (linha aérea) e na qual as comunicações metálicas (gás, suprimento de água etc.) não estejam conectadas. Listamos os perigos que podem nos esperar neste caso e depois como lidar com eles.

1. Raio direto na casa.

2. Raio direto na antena.

3. Raio direto nas linhas aéreas.

4. Relâmpago no chão perto da casa.

5. Um relâmpago no chão perto da linha aérea.

No caso nº 1, um raio direto pode destruir o próprio edifício, causar um incêndio, danificar o equipamento elétrico da casa e os aparelhos elétricos incluídos nas tomadas. Nesse caso, existe apenas uma medida de proteção - a instalação de proteção externa contra raios na casa.

No caso nº 2, a TV falhará, possivelmente acendendo-a. Medidas de proteção: - instalação da antena na zona externa de proteção contra raios e / ou desconecte o cabo da antena da TV.

No caso nº 3, uma voltagem de dezenas de quilovolts é trazida para a casa, o que causará danos ao isolamento da fiação elétrica e danos aos aparelhos elétricos conectados às tomadas. Medidas de proteção: - desconecte a fonte de alimentação na entrada da casa no momento da partida ou tempestade OU - instale um SPD (pára-raios) na entrada de energia da casa.

No caso nº 4, é possível tensão induzida (dezenas de volts) na fiação, o que pode causar danos a equipamentos eletrônicos sensíveis (computador, etc.) conectados às tomadas. Medidas de proteção: - no momento da partida ou durante uma tempestade, desconecte esse equipamento das tomadas OU - instale um SPD para protegê-lo.

O caso nº 5 é semelhante ao caso nº 3.

Fig. 1. Eventos perigosos durante uma tempestade

Primeiro você precisa entender que a proteção contra raios é dividida em externa e interna. A proteção externa contra raios protege nossa casa do lado de fora de descargas elétricas diretas na casa, e a proteção interna contra raios protege nossa casa contra descargas atmosféricas próximas a casa, contra descargas atmosféricas dentro e perto dos fios da rede elétrica. Nesta parte, falaremos sobre proteção externa contra raios, ou seja, proteção contra descargas elétricas diretas na casa.

A tarefa da proteção externa contra raios é levar o raio e é seguro para pessoas e casas desviar sua corrente para o solo. Ao mesmo tempo, você precisa entender que toda a proteção contra raios moderna não oferece uma garantia de cem por cento.

Uma solução ideal seria proteger nossa casa por analogia com a famosa gaiola de Faraday, mas por razões óbvias isso não é adequado para nós. Qual próxima solução é quase perfeitamente possível? Existem duas opções: - Instale um pára-raios alto longe de nossa casa. Então toda a nossa casa estará em sua zona de proteção, e a corrente de raios que flui dela para o chão "não alcançará" nossa casa.

- Puxe o cabo de proteção contra raios sobre a nossa casa e faça a saída para o chão, com a corrente de raios o mais longe possível da casa. O princípio geral aqui é o seguinte: proteger a casa contra raios diretos e desviar sua corrente o mais longe possível de nossa casa. Infelizmente, essas duas opções também não são adequadas para nós devido ao enorme custo. Mas eu os descrevi para que houvesse algo a ser guiado (como ideal).

Então, o que se deve fazer se um ideal for inatingível? Resta fazer uma proteção externa "simples" contra raios. O que significa proteção externa perfeita, quase perfeita e simples contra raios? Perfeito, cem por cento é Gaiola de Faraday. Quase perfeita - isso significa que a probabilidade de proteção será de 0,9 (um em cada dez relâmpagos entrará na casa ou 0,99 - um em cada cem relâmpagos).

Simples - são cinquenta a cinquenta - ou protegem ou não. Afinal, o que resta para nós neste caso? Puxe o cabo sobre a cumeeira e aterre-o.Conecte pequenos pára-raios verticais a este cabo para proteger a antena, chaminés etc. A probabilidade de um raio romper essa proteção ainda permanece, mas o que deve nos agradar é que os locais mais vulneráveis ​​no telhado da casa ainda estarão protegidos com segurança (isso se aplica principalmente a antenas, chaminés etc.).

Depois de tudo acima, você pode ficar confuso - o que fazer? Pessoalmente, minha opinião é: você precisa examinar as circunstâncias. Se, por exemplo, tempestades ocorrem em sua área todos os dias, é estúpido ficar sentado sem luz, sem TV quase todos os dias (por que, durante uma tempestade, você deve desligar a energia da casa e remover o cabo da antena da TV, eu disse acima).

Então você precisa ver o que é construído em sua casa. Se houver prédios altos perto de sua casa, etc. - você pode esperar que esses arranha-céus protejam sua casa. Se nada desse tipo for observado em sua casa, é melhor fazer sua própria proteção contra raios (externa e interna). Se na sua região houver uma tempestade duas a três vezes por ano, você não poderá fazê-lo, embora o risco ainda permaneça. Então, ainda assim você decidiu fazer sua proteção contra raios.

Primeiro, vamos lidar com o aterramento. De acordo com PUE 1.7.55, o dispositivo de aterramento para aterramento de proteção de instalações elétricas prediais e proteção contra raios das categorias 2 e 3, em regra, deve ser comum.

O que é 1,2,3 e mesmo agora uma nova categoria 4 apareceu? Categoria 1 - trata-se da proteção contra descargas atmosféricas feita por uma haste autônoma ou pára-raios de cabo. Se a proteção contra raios é executada no próprio edifício e não está isolada, então essa é a proteção contra raios da categoria 2.3. Por normas, nosso prédio residencial pertence a 3 (4) categorias, embora nada nos impeça de fazer proteção contra raios em 1 categoria.

Neste artigo, vamos nos concentrar na categoria 3, como a opção mais barata. Em seguida, precisamos criar um dispositivo de aterramento comum para instalação elétrica doméstica e proteção contra raios.

Por que isso é necessário? Imagine que em nossa casa existem duas "terras" diferentes. Em primeiro lugar, não é conveniente, porque não existe um único ponto de referência "terra", mas "terra №1" e "terra №2" aparecerão. Em segundo lugar, é simplesmente uma ameaça à vida, uma vez que uma pessoa que toca, por exemplo, com o ponteiro de terra nº 1 e com a outra mão em terreno nº 2, pode obter um bonde elétrico quando aparece repentinamente, por exemplo, na terra nº 2 de alto potencial (que seja um relâmpago em número da terra 2). Além disso, com uma aproximação inaceitável entre o solo nº 1 e o nº 2 e com um relâmpago em um deles - é possível uma descarga de faísca entre eles, etc.

Proteção externa contra raios

Considere a Fig. 2, que mostra 6 casos perigosos com um raio direto (PUM).

Fig. 2. Perigo de raios diretos

O caso número 1 é quando um raio penetra nossa proteção externa contra raios e atinge a casa. Existe apenas uma contramedida - fortalecendo a proteção contra raios (por exemplo, em vez de um cabo, puxe dois, etc.).

Caso nº 2. Com PUM, uma corrente de raio fluirá para dentro da para-raios através da haste para a memória. Ao fluir através de um pára-raios, essa corrente induz (induz) um alto potencial em todos os circuitos abertos (que formam partes condutoras, como tubos de água de metal etc.), com o maior potencial nas extremidades desses circuitos abertos (em circuitos fechados, a diferença de potencial entre qualquer dois pontos no circuito é zero). Com uma proximidade inaceitável entre a para-raios e esses circuitos, é possível uma quebra de faísca (o que, obviamente, é ruim).

Na Fig. 2, é visto que, paralelamente ao pára-raios da casa, existe um tubo de metal. Então, com o PUM, um alto potencial será induzido nele. Equalizamos o potencial na extremidade inferior do tubo com um pára-raios, conectando-os a um barramento PE. Na extremidade superior do tubo, os potenciais do pára-raios e do tubo não são equalizados e, nesse local, é possível uma quebra de faísca entre eles. O que pode ser feito aqui?

As seguintes opções são possíveis:

1. Observe as distâncias mínimas necessárias entre o pára-raios e essa parte condutora.

2. Igualar seus potenciais.

3)Isole o pára-raios com um tubo de polietileno (a opção mais adequada).

Para maior clareza, vamos contar um pouco. Suponha que tenhamos uma casa de tijolos (Km = 0,5), nível de proteção 3 ou 4 (Ki = 0,05) e um condutor de raios (Ks = 1). O comprimento dos pára-raios e tubos paralelos é de 10 metros. Então D = Кi х КсхL / Км = 0,05 х1х10 / 0,5 = 1 metro, ou seja, a distância mínima permitida nesse caso deve ser de 1 metro.

Agora isolamos o pára-raios com um tubo de polietileno (Km = 60). Nesse caso, D = 0,0008 metros é o que precisamos. Uma vantagem adicional desta solução será o fato de tocar acidentalmente em um pára-raios, não ficaremos sob a tensão de toque, veja o caso nº 5.

Caso nº 3. Aqui, devemos entender firmemente que, durante o PUM, apenas 50% da corrente elétrica será absorvida pela nossa memória. Os 50% restantes através do barramento de PE se espalharão por toda a casa ao longo dos condutores de PE (para tudo relacionado a eles). Se nossa casa não estiver conectada a nenhuma comunicação externa, depois de algum tempo os 50% restantes retornarão à memória. Se as comunicações externas forem trazidas para a casa, os 50% restantes serão executados ao longo deles, distribuídos igualmente entre eles. Como o alto potencial aparece no barramento RE nessa situação, precisamos instalar um para-raios, e para o s.TN-C-S e TT, os circuitos de comutação desse para-raios serão diferentes.

Caso nº 4. Com PUM, uma pessoa fica abaixo da tensão de passo. Para nossa casa, a melhor opção seria a construção de um pára-raios e um carregador em um local para pedestres.

Caso nº 5. Uma pessoa fica sob o estresse do toque. Para nossa casa, a melhor opção seria, como no caso nº 4, e a vantagem disso é isolar o pára-raios com um tubo de polietileno.

Caso nº 6. Como descrevi no versículo 3, todas as partes potenciais conectadas aos condutores de PE com PUM terão alto potencial por algum tempo. A instalação de pára-raios para limitar esse potencial ajudará apenas a fiação e os aparelhos elétricos, mas não a pessoa que está de pé no piso condutor tocou as partes condutoras (por exemplo, o tubo de água). Existe apenas uma maneira de sair dessa situação - ter um bom aterramento e não tocar essas partes condutoras durante uma tempestade.

NOTA à Fig. 2. Na figura, não me afastei do PUE e indiquei o local da separação do pára-raios na parede da casa. Se você fizer uma separação neste local, precisará aumentar a seção transversal do fio que vai desse ponto para a memória pelo menos duas vezes. Minha opinião é que isso não deve ser feito. É melhor alcançar o carregador com um pára-raios e só então conectar o carregador e o barramento PE do carregador com outro fio. Nesse caso, o potencial de terra e os pneus de PE serão o mais iguais possível.

Para ser continuado.

Engenheiro Eletricista S. Mironov

Continuação do artigo: Edifício residencial privado da Electrosafe e chalé. Parte 4. Proteção contra sobretensão