3. Захисне відімкнення, його призначення, конструктивна схема, принцип дії.

Захисне відімкнення електроустановок застосовується в якості як основного, так і додаткового захисного засобу. Воно реалізовується за рахунок використання пристрою захисного відімкнення, який забезпечує автоматичне відімкнення пошкодженої електроустановки від мережі не більше ніж за 0,2 с. Спрацьовує пристрій при:  

- замиканні фази на корпус електроустановки;      

- зменшенні опору ізоляції фаз відносно землі нижче за нормативне значення;                

- появі в мережі живлення напруги, вищої за номінальну;

- доторканні працівника до струмопровідної частини електроустановки, яка знаходиться під напругою.    

У цих випадках відбувається зміна величин певних електричних параметрів (наприклад, може змінитися напруга фази відносно землі, напруга на корпусі електроустановки відносно землі тощо), що служить імпульсом для спрацювання пристрою автоматичного захисного відімкнення пошкодженої електроустановки від мережі.            

Основними складовими частинами пристрою захисного відімкнення є прилад захисного відімкнення й автоматичний вимикач.          

Прилад захисного відімкнення миттєво реагує на зміну параметрів електричних параметрів і дає сигнал автоматичному вимикачу на відімкнення пошкодженої електроустановки від мережі. Він складається із датчика, який  перетворює зміну електричного параметра на відповідний сигнал (зазвичай, це різноманітні реле); підсилювача, призначеного для підсилення сигналу датчика, якщо він недостатньо потужний; ланцюгів контролю, які служать для періодичної перевірки справності пристрою захисного відімкнення та допоміжних елементів – сигнальних ламп, вимірювальних приладів тощо, які інформують про стан електроустановки.  Автоматичний вимикач служить для автоматичного відмикання пошкодженої електроустановки від мережі  за командою приладу захисного відімкнення.          

Кожен із пристроїв захисного відімкнення реагує на зміну певного електричного параметра (наприклад, величини напруги фази відносно землі, напруги на корпусі електроустановки відносно землі тощо). Як приклад: схема пристрою захисного відімкнення, що реагує на зміну величини напруги на корпусі електроустановки відносно землі  (рис. 2).

Він спрацьовує у випадку появи на корпусі електроустановки напруги, вищої за деяке гранично допустиме значення U_{кор.доп}, внаслідок чого доторкання до корпуса стає небезпечним. Датчиком у цьому випадку служить реле максимальної напруги Н, ввімкнене між захищуваним корпусом і допоміжним заземлювачем R_д безпосередньо або через трансформатор напруги.              

При пошкодженні ізоляції та переході напруги фази на корпус електроустановки 1 спочатку проявляється захисна властивість заземлення, завдяки якій напруга на корпусі знижується до деякої величини U_кор = I_зR_з. Якщо значення U_кор буде вищим за гранично допустиму напругу U_{кор.доп}, то спрацює пристрій захисного відімкнення: реле максимальної напруги Н, замкнувши контакти, подає живлення на котушку вимкнення КВ, яка розмикає контакти автоматичного вимикача 2 (тобто установка від'єднується від електромережі).

2. від чого залежить середньорічна кількість ударів блискавки на 1 км² земної поверхні?

Від висоти будинку, ширини і довжини. Від його розташуванні. Оскільки будинок чи певна територія може знаходитися у різних кліматичних зонах. Де більше випаровування там і більше будуть бити грози.

3. На які категорії в залежності від характеру необхідних заходів поділяється блискавкозахист?

Класи будівель та споруд за ПУЕ	Місце розташув.	Тип зони захисту	Категорія пристроїв захисту
1. В-І, В-ІІ	на всій території України	зона А	І
2. В-16, В-Іа	при К ≥10	При N<1- зона Б	ІІ
3.Зовнішні об’єкти класу В-Іг	на всій території України	зона Б	ІІ
4. П-І, П-ІІ,П-ІІа	при К ≥20	Для будівель та споруд І та ІІ ступенів вогнестійкості при 0,1<N<2 і для ІІІ, ІV та V ступенів вогнестійкості при 0,02<N<2-зона Б; при N<2 - зона А	ІІІ
5. Зовнішні об’єкти класів ІІ та ІІІ	при К ≥20	при 0,1<N<2 - зона Б при N>2 - зона А	ІІІ
6. Об’єкти ІІІ-Vступенів вогнестійкості, котрі за ПУЕ не класифікуються	при К ≥20	при 0,1<N<2 - зона Б при N>2 - зона А	ІІІ
7. Труби, щогли, вежі висотою понад 15 м	при К ≥20	зона Б	ІІІ
8. Окремо розташовані будівлі висотою понад 30 м. віддалені від іншіх будівель більше ніж на 400 м.	при К ≥20	зона Б	ІІІ

4. Які є типи і конструкції блискавковідводів?

Блискавкоза́хист  — сукупність заходів і технічних засобів для охорони будівель, споруд, обладнання та електричних пристроїв від дії блискавки.

Заходи з блискавкозахисту поділяються на зовнішню та внутрішню систему заходів. Зовнішня система заходів захищає об'єкт від прямих ударів блискавки (ПУБ). Внутрішня система заходів захищає чутливе електрообладнання об'єкта від вторинних проявів блискавки.

Зовнішня система заходів з блискавкозахисту здійснюється шляхом установлення на об'єкті, що захищається, (або ізольовано від нього на певній відстані) блискавковідводів, які складаються з блискавкоприймачів (природних або штучних: стрижневих, тросових, сітчастих), струмовідвідних спусків, які з'єднують блискавкоприймач із землею та заземлювачів.

Внутрішня система заходів з блискавкозахисту здійснюється шляхом встановлення спеціальних пристроїв захисту від імпульсних перенапруг (ПЗІП), а також шляхом екранування чутливого електрообладнання.

5. Які є зони захисту блискавковідводу?

Зона захисту блискавковідводу – це частина простору, у середині якого будівля або споруда захищена від прямих ударів блискавок з певним ступенем надійності.

Зона захисту типу А володіє ступенем надійності 99,5% і вище, а зона захисту типа Б – 95% і вище.

6. Які є типи заземлювачів та як їх з’єднюють?

Захист будівель від прямих ударів блискавки здійснюється за допомогою блискавкоприймача, який безпосередньо приймає удар блискавки, струмовідводу, який служить для відводу струму в землю і заземлювача, через який струм блискавки переходить безпосередньо в землю.

За розташуванням блискавковідводи поділяють на:

• стержневі;

• тросові;

• комбіновані.

За кількістю сумісно діючих пристроїв на одному струмовідводі блискавковідводи бувають:

• одиночні;

• подвійні;

• багаторазові.

Струмовідводи Після того, як блискавоприймач отримав порцію струму, він передає його струмовідводам. Основні вимоги до струмовідводів – малий спротив, механічна міцність і стійкість до корозії, оскільки їх часто псують вітер, дощ, перепади температур. Виготовляють струмовідводи, як правило, із дроту-катанки діаметром не менше 8 мм. Найкраще для цього підійде оцинкована катанка, оскільки чорна «плакатиме».  Деякі майстри використовують для відводу струму мідь, але вона значно дорожча, з дешевших варіантів – алюміній.  Закріплюють відводи або до труб водостоку, або по фасаду спеціальними затискачами. Струмовідвід опускають по фасаду будинку найкоротшим шляхом. Він обов’язково має бути на очах, аби  можна було стежити за його цілісністю. Прокладають цей дріт у місцях, не доступних для контакту з ним, одна з вимог – прокладання дроту не ближче 3 м від вхідних дверей садиби. Із заземлювачем струмовідвід з’єднують зварюванням. Заземлювачі Наступним елементом схеми блискавкозахисту є заземлення, мета якого – пропустити електричний струм у землю. Основними елементами заземлення є заземлювачі або розташовані у ґрунті струмопровідні елементи, призначені для безпечного проходження струму.  Заземлювачі бувають природні, штучні або змішані. Металеві предмети, що містяться у землі та не призначені для відведення струму у ґрунт, називають природними заземлювачами. Це можуть бути залізобетонні підмурки будівельних об’єктів, металеві трубопроводи або елементи будинків, що проводять струм, металевий захисний рукав силових кабелів тощо, якщо забезпечено надійний контакт із ґрунтом на значній довжині.  Однак на практиці більш розповсюдженими є штучні заземлювачі, тобто металопрофілі, прути, проводи або смуги, що розташовані у ґрунті вертикально  (шпилькові заземлювачі), або горизонтально (контурні заземлювачі). Виготовляють заземлювачі із катанки або зі сталі діаметром не менше 12 мм2 для вертикальних заземлювачів і 106 мм2 – для горизонтальних. Заземлювачі також класифікують за конструкцією виготовлення. Відтак, глибинний заземлювач встановлюють вертикально методом заглиблення. Це  найпростіший вид заземлювачів. Кільцевий заземлювач – це поверхневий заземлювач, який можна у формі кільця на відстані 0,5 або ж  1 м заглибити під землею навколо внутрішнього фундаменту будівлі. Цей метод вважають одним із найнадійніших. Заземлювач фундаменту – метод, при якому заземлювач встановлюють у бетонний фундамент на перших етапах спорудження будинку. Загалом, заземлення залежно від його призначення поділяють на: –          захисне заземлення: має на меті захист людей і домашніх тварин від ураження електричним струмом; –          робоче заземлення: забезпечує належне функціонування електричних, телекомунікаційних і радіоустановок, що також має назву функціонального заземлення; –          заземлення системи блискавкозахисту: безпечне розсіювання у ґрунті струмів розрядів блискавки. Внутрішній захист від блискавки Захистити зовні будинок від стихії – половина справи. Важливо також, аби після бурі залишилися неушкодженими електродроти, а відтак і техніка, яка є у будинку. Як це зробити грамотно, розповів Олександр Тодорчук: «Внутрішній захист будівлі здійснюється завдяки захистові внутрішніх електропроводів, через які проходить розряд блискавки. Під час удару блискавки електрорушійна сила рухається по провіднику, і що він довший, то вона потужніша. Що ближче до провідника вдаряє блискавка, то більший струм розряду блискавки і сильніше магнітне поле вона утворює. Для збереження електропроводів будинку від стихії у розподільних щитках встановлюють блискавкорозрядники. Зону їхнього захисту поділяють на «0–1», «2» і «3», або ж «A–B», «C» і «D». Зони захисту відрізняються тільки тим, де їх встановлюють, а сама схема дії – однакова. Основна мета кожної зони  – зрізати напругу струму від блискавки на захисне заземлення або на звичайний робочий нуль. Зона «A–B» захищає будинок від безпосередньої дії струму блискавки. Встановлюють її у місці підводу електрики в дім – на вході головного розподілювального щитка. Розрядники зони «С» монтують у випадку, якщо попередньо струм від блискавки обмежений зоною «A–B». У приватних будинках розрядники зони «С» монтують у розподільних щитах між фазами. Якщо протяжність електричної мережі менша 20 м, то встановлений розрядник «С» захищає її повністю. Розрядники класу «D»  – останній етап захисту, його встановлюють безпосередньо у розетки. Він має вигляд невеликого адаптера або перехідника. Пройшовши через нього, напруга у ньому й залишається».  Сучасний досвід знешкодження блискавок  Кожен захищає свій дім від природних явищ на власний розсуд, використовуючи, як правило, традиційні та перевірені часом методи. Правда, існують більш сучасні методи боротьби від блискавки. Наприклад, тригерний метод, коли у грозову хмару запускають ракету, яка тягне за собою заземлений дріт. Ініціюється грозовий розряд на безпечній відстані від об’єкта. У такий спосіб американці захищають космодром на мисі Канаверал перед запуском «човників», а вчені забезпечують «постачання» блискавок у визначене місце з метою проведення детальних досліджень.  Ще один новаторський метод – лазерний. У хмару скеровують  промінь  спеціального лазера, корпус якого заземлено. Внаслідок іонізації повітря виникає іскровий розряд «хмара – лазер». Такий захист боронить Форт Нокс, де міститься золотий запас США. Технологія ця лише розвивається.

Нейтралізація зарядів – не менш цікавий блискавкозахист. Навкруги об’єкта встановлюють щогли зі системою багатьох загострених електродів, що приєднані до заземлювачів. Наближення грозової хмари призводить до інтенсивного стікання з електродів зарядів протилежної полярності – електричного вітру. Над об’єктом утворюється своєрідний електростатичний екран. Варто взяти до уваги, що цей метод ще офіційно не визнаний науково-технічною спільнотою.

Висновок: на даній лабораторній роботі навчився вибирати та розраховувати заземлювачі блискавковідводів, досягнув зосередженої уваги при виконанні самостійної роботи над індивідуальним завданням і активізувати мислення про знання ОП.