Инструкция КР+лекции_1231178

Ток первого импульса молнии во внешней системе электроснабжения в зоне 0А имеет длительность фронта порядка 10 мкс и длительность импульса 350 мкс. Ток через провод в зоне 1 при фронте 10 мкс имеет существенно меньшую длительность. Причиной этого является действующее индуктивное сопротивление (ωL) соединительных проводов и элементов здания, для которых высокочастотная составляющая меньше, чем высокочастотная составляющая на фронте импульса (рис). Поэтому более эффективен отвод низкочастотной составляющей тока. Типичным током в проводах в зоне 1 является импульсный ток с параметрами 8/20 мкс, который используется для испытаний защитных устройств.

УРАВНИВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ

Для электротехнических устройств уравнивание потенциалов может быть реализовано в виде:

•сетки;

•звезды;

•совмещенном с конструкцией.

Защитные мероприятия в соответствии с зонной концепцией молниезащиты могут осуществляться в виде уравнивания потенциалов в каждой зоне с 1-й до n-й.

На рис. показан принцип звездообразного уравнивания потенциала в молниезащитной зоне. Металлический корпус или каркас соединен проводами, уравнивающими потенциал, в одной точке, которая, в свою очередь, связана с экраном зоны, т.е. выполняется лучевая прокладка

проводов, уравнивающих потенциал. Смысл этого мероприятия заключается в том, чтобы ослабить низкочастотные активные петлевые токи в системе уравнивания потенциалов. Так как в каждой защитной зоне при воздействии тока молнии имеется остаточное магнитное поле, то необходимо ослабить индуктированные этим полем петлевые токи.

Для этого требуется, согласно рис., все приборы, уравнивающие потенциал провода и прочие металлические предметы в защитной зоне изолировать от металлических предметов, расположенных в данной зоне.

Однако провода электроснабжения, линии связи и системы уравнивания потенциалов не должны образовывать индукционные связи, поэтому эти провода необходимо прокладывать строго параллельно друг другу, как показано на рис. Соединения приборов возможны в центральной точке уравнивания потенциалов.

Ввод в защитную зону проводов должен производиться исключительно в месте центральной точки системы уравнивания потенциалов; здесь для поступающих проводов существует граница зоны и здесь производится присоединение, например, разрядников (рис.)

Особый случай звездообразного уравнивания потенциалов представляет собой древовидная система уравнивания, представленная на рис. Здесь также все приборы соединяются проводами, изолированными от остальных металлических предметов, находящихся в зоне. Вводы осуществляются в центральной точке системы уравнивания потенциалов. Провода электропитания и связи прокладываются строго параллельно проводам системы уравнивания потенциалов. В технике молниезащиты звездообразное или древовидное выполнение системы уравнивания потенциалов для миниатюрных и локальных устройств не находит широкого применения, так как длина проводов системы уравнивания потенциалов при имеющих место частотах ограничена (порядка метров).

Здесь прибор, изолированный от металлических элементов, с помощью изолированного провода соединен с центральной точкой системы уравнивания потенциалов. Этим устраняется протекание активных и индуктивных выравнивающих токов. В схеме замещения провод системы уравнивания потенциала представляется П- четырехполюсником, содержащим индуктивности LL и емкости CL. Емкость распределена между началом и концом схемы. В начале схемы, в центральной точке системы уравнивания потенциалов, емкость закорочена. В конце схемы параллельно емкости провода подключена емкость прибора Cпр относительно металлических компонентов защитной зоны.

В проводах системы уравнивания потенциалов и на приборе относительно металлических элементов защитной зоны индуцируется напряжение помехи Uинд за счет магнитного поля. Из-за этого в проводах и приборе протекают токи помехи Iинд, и поэтому необходимо, чтобы емкостное сопротивление конца провода было бы больше индуктивного сопротивления конца провода, т.е. чтобы индуцированное напряжение существенно падало на емкостном сопротивлении в конце.

При этом должно выполняться следующее требование:

Длина проводника

Если принять типичную удельную индуктивность провода 1,00 мкГн/м и типичную емкость — 7,05 пкФ/м, то

Если, например, емкость прибора равна 100 пФ, то при принятых предположениях верхняя граница будет выше 10 МГц при длине l << 2,3 м, хотя допустимая длина

при указанной частоте l ≈ 72 м. Можно сформулировать требования к длине l и так: l должна быть меньше минимальной длины волны индуцированных помех.

Так как при защитных мероприятиях вклад индуцированных частот в ток лежит в мегагерцовой области, то длина проводов звездообразной или древовидной системы уравнивания потенциалов, как правило, не должна превышать нескольких метров, т.е. эту систему трудно реализовать в помещении.