Гроза, молния и средства защиты электросети своими силами
По итогам майских гроз пришлось провести ревизию сгоревшего оборудования и хотя ущерб был не так велик материально, но выход из строя некоторого оборудования нарушил устоявшийся комфорт проживания в собственном доме. Так я решил обратиться к специалистам в своей области, проконсультироваться и расширить систему защиты.
Исходные данные: дом, 3 фазы (15 кВт на дом), заземление штырем в 3 м длиной, автономная электросистема на базе солнечных батарей
На фото результат короткого замыкания со стороны линии 10 КВ. Защита не отработала на районной подстанции. Так выглядит вводной щит со стороны 0.4КВ. Автомат IEK на 100А не смог разорвать дугу между губками. Далее по линии стоял МАП HYBRID 9кВт 48В. Отделались легким испугом: в инверторе поменяли варистор, после чего МАП ожил, правда, перестал нормально работать порт RS232. То есть серьезная авария на подстанции, которая сожгла автоматический предохранитель на 100 Ампер, отразилась на инверторе только сгоревшим варистором и ошибками на контроллере, а весь прочий функционал устройства сохранился, как и вся техника, подключенная после него – достойная похвалы работа.
А ниже на фото узел учета со стороны 10 КВ
Эта авария случилась не в моем доме, но мне эти фотографии передали специалисты компании МикроАРТ. В свое время я решил переключиться на оборудование российского производителя для своей гибридной солнечно-сетевой электросистемы и описывал эти устройства тут и тут.
У меня же был следующий случай: во время грозы молния ударила в мою подстанцию или рядом, в результате чего отработала защита на вводе в дом. Результатом той грозы явилось сгоревшее зарядное устройство аккумуляторов, подключенное к сети в момент грозы, сгоревшее реле автоматики вентиляции (реле питалось от линии, которую поддерживало то самое ЗУ), а инвертор МАП Hybrid 4.5 кВт начал мигать экраном и перестал генерировать. После грозы перезапуск всех систем вернул дом к электроснабжению, инвертор запустился без проблем, а я задумался о серьезной защите домашней электросети.
Немного теории
Во время грозы в обычной квартире или офисном здании должны отработать защиты, установленные стационарной электросетью. В коттеджном поселке, деревне или на дачах защита, как правило, ограничивается вкопанным заземлением на подстанции и предохранителем, отключающим всю сеть от работы. Причем, по правилам подключения, заземление должно быть смонтировано также на каждом втором столбе и отдельно на конечном, где производится подключение абонентского дома. Пройдя по свой деревне и осмотрев более полусотни столбов, я не нашел ни одного заземления, то есть остается полагаться только на себя.
Вторым «убийственным» фактором является наведенное электричество. Во время молнии происходит довольно мощный всплеск ЭМИ, а проводка дома, по сути, является большой антенной. Чем ближе молния, тем больше вероятность скачка напряжения во внутренней сети. С таким явлением постоянно сталкивались и продолжают сталкиваться монтажники домовых локальных сетей, когда свитчи без заземления, во время грозы, сгорают целыми цепочками.
Итак, нам нужно защититься от внешнего импульса, который может прийти с подстанции и от внутреннего скачка, который может случиться при молнии рядом с домом.
Молниеотвод
Если Ваш дом находится на возвышении, далеко от любых строений и является высшей точкой на местности, то лучше озаботиться молниеотводом. Устройство это надежное, но необходимо четко высчитать площадь покрытия. На эту тему есть масса материалов в сети. Скажу только, что действие молниеотвода распространяется конусом от высшей точки к земле. Для «прикрытия» всего дома надо ставить либо два молниеотвода с металлическим тросом между ними, либо один, но довольно высоко. Если заземление молниеотвода выполнено отдельно от общего заземления, то необходимо применить систему уравнивания потенциалов.
Выдержки из ИНСТРУКЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ РД 34.21.122-87:
«В качестве заземлителей молниезащиты допускается использовать все рекомендуемые ПУЭ заземлители
электроустановок, за исключением нулевых проводов воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ. „
“2.5. Для исключения заноса высокого потенциала в защищаемое здание или сооружение но подземным
металлическим коммуникациям (в том числе по электрическим кабелям любого назначения) заземлители защиты от
прямых ударов молнии должны быть по возможности удалены от этих коммуникаций на максимальные расстояния,
допустимые по технологическим требованиям. „
Ввод сети в дом
- ЛАТР
- Релейный
- Симисторный
Первый обладает высокой точностью установки напряжения, поскольку моторчик скользит водилом по обмоткам и задает нужное напряжение. Плюсы: низкая цена, высокая точность выдаваемого напряжения. Минусы: низкая скорость реакции на скачки напряжения, физический износ механики
Второй обладает повышенной скоростью переключения обмоток трансформатора, но так как мощности могут достигать десятка и более кВт, то контакторы реле изнашиваются и рано или поздно могут залипнуть, что приведет к печальным последствиям. Плюсы: доступная цена, достаточная скорость переключения. Минусы: недостаточная надежность ввиду использования механических реле.
Третий тип наиболее интересный, но и наиболее дорогой. Использование мощных ключей позволяет мгновенно реагировать на изменение входного напряжения и переключать обмотки трансформатора. Физического износа, как и залипания контактов попросту нет. Кроме того, переключение происходит при переходе синуса через ноль, поэтому и скачки также исключены. Плюсы: высокая скорость срабатывания, отсутствие физического износа. Минусы: высокая цена.
Для себя я выбрал более дорогой, но и более надежный вариант, стабилизатор с симисторным управлением СН-LCD “Энергия» на 6 кВт. Так как у меня уже стоит инвертор на 4.5 кВт, который в пике может выдавать до 7 кВт, то решено было выбрать стабилизатор с номинальной мощностью 6 кВт и возможностью выдавать в пике до 7.4 кВт.
Об особенностях работы этих стабилизаторов и какие вообще бывают стабилизаторы можно подробно прочитать здесь.
Ну а мне было интересно его разобрать и посмотреть, что там внутри.
Вскрытие стабилизатора показало
Как видно из фото, стабилизатор использует тороидальный трансформатор, который при тех же размерах, что Ш-образный, имеет больший КПД и меньший вес. Сам трансформатор изготовлен в Туле, а стабилизатор разработан и собран в Москве. Таким образом можно смело заявлять о полностью российском производстве, которое сумели организовать и сохранить в компании МикроАРТ.
Итак, я подстраховался от проседания и роста напряжения в диапазоне 125-275 Вольт, но что делать, если будет резкий скачок напряжения, сильно выходящий за эти пределы? Инвертор как-то показал мне по фазе 287 В, после чего ушел в защиту. Но подай на него 380 В и он попросту сгорит, как и стабилизатор. Хотелось защитить дорогое оборудования. Требовался какой-то расцепитель, который при пороговых значениях напряжения отключал бы внешнюю сеть. Лучше уж остаться без сети, чем потом чинить или менять сгоревшее оборудование. Выход был найден — реле контроля сетевого напряжения УЗМ-51M1.
Этот девайс создан для обеспечения работы одной фазы, при этом можно вручную задавать верхний и нижний пороги напряжения, при которых реле будет срабатывать. Время отключения составляет около 20 мс, что является очень неплохим показателем. При этом, небольшие просадки или некоторое превышение напряжения не вызовут моментального отключения, а запустится таймер отключения. При возврате параметров к норме реле самостоятельно подключит нагрузку к сети. Итак, домашние устройства защищены от перепадов и скачков внешней электросети при помощи реле контроля напряжения и стабилизатора. В случае исчезновения сети начинает работать инвертор. А что делать, если внешняя сеть уже отключена, молния бьет рядом и проводка дома работает, как антенна?
Защита внутренней сети
Будем исходить из того, что все розетки имеют правильную разводку, заземление выполнено должным образом и лишний заряд стекает в землю. Но скачок напряжения во внутренней сети легко губит всю технику, поскольку все защиты стоят для обороны от внешних скачков. А вот от внутренних наводок ничего нет. С этой мыслью я обратился к инженерам МикроАРТ, когда забирал стабилизатор и мне порекомендовали «Устройство защиты от молний и наводок» — УЗИП.
Это своеобразный разрядник, который при появлении критического напряжения между фазой и землей пропускает через себя импульс, отправляя его на заземление. То есть во время грозы, когда молния ударит рядом и напряжение в домашней сети поднимется до нескольких киловольт по фазному проводу относительно земли и превысит определенное значение, этот УЗИП просто пустит весь заряд в землю. Поэтому он ставится перед инвертором, одним концом подключаясь к фазе, а другим к заземлению. Стоит учесть, что разряд может быть существенным, поэтому на сечении заземляющего провода экономить не стоит, иначе сопротивление провода может оказаться критичным и не успеть передать импульс в землю.
Так выполнено подключение к внешней сети и генератору:
Я уже упоминал, что у меня есть автономная система на солнечных батареях. По проводам, идущим от солнечных батарей, также может прийти серьезный импульс, выводя из строя солнечный контроллер, а за ним и инвертор. Поэтому на каждый из проводов от солнечных батарей я также повесил УЗИП.
Защита от генератора
На самый аварийный случай, когда внешней сети нет, солнца не видно, а аккумуляторы уже сели, у всех автономщиков есть резервный вариант — бензо\дизель генератор. Он позволит домашней сети функционировать, самому поработать мощным инструментом, да еще и аккумуляторы подзарядить. Подобную топологию резервирования я описывал в своем материале тут. Проблема такого подключения заключается в том, что большинство генераторов выдают крайне нестабильное и «шумное» питание. Иной раз инверторы или зарядники просто не могут работать с таким питанием. Для подавления помех есть специальный сетевой фильтр. Можно обойтись стандартным «пилотом», но он рассчитан, как правило, на мощность до 2-3 кВт, а от генератора зачастую потребляется больше. Итак, я нашел еще и ЭМИ (электромагнитный импульс) фильтр: Сетевой фильтр подавления ЭМП.
Он выдерживает потребляемую мощность до 11 кВт, чего вполне достаточно для питания целого дома, если имеется мощный генератор. Он имеет сквозное подключение и отдельный контакт для заземления.
Итоги проведенных работ
Результатом одной грозы и малых потерь явилось переосмысление способов защиты, как от внешних энергетических коллизий, так и от внутренних. Кроме того, увеличилась защищенность всех электроприборов в доме, как от перепадов напряжения, так и от резких скачков и импульсов. Дополнительно повысилась автономность за счет подключения генератора через фильтр, что гарантирует стабильный заряд батарей и нормальную работу инвертора.
В итоге, электросистема поменялась. До:
Так стало ПОСЛЕ установки защиты:
Схема подключения генератора довольно проста. Любой из проводов объединяется с имеющейся землей и нулем, заведенным в дом. Второй провод после этого становится фазой. Важно выбрать такой переключатель, который будет исключать одновременное замыкание фазы генератора и фазы с подстанции.
Первый запуск всей системы выглядел так:
Как защитить свою электротехнику от удара молнии
— Вчера была гроза, а сегодня к нам уже принесли компьютер — перестал работать, — рассказали нам в мастерской, где осуществляют ремонт компьютеров Королев . — Мы провели диагностику, оказалось, что полностью полетели материнская плата и блок питания. Нужно новый компьютер покупать. А все из-за того, что и во время грозы на нем продолжали работать.
Сотрудники МЧС не устают повторять, что во время грозы следует отключать из сети все электрооборудование. Но не многие следуют их советам. Удар молнии вызывает перенапряжение в бытовой сети, в десятки раз превышающее допустимое. Оно способно в один момент уничтожить всю бытовую технику в доме. Особенно это актуально для частных домов.
— Прошлым летом в одной из деревень на Витебщине во время грозы загорелся холодильник. Оказалось, что молния ударила прямо электроввод в дом, а холодильник к нему был ближе всего, — рассказывает пресс-секретарь Витебского областного управления МЧС Марина Фандо. — Хорошо, пожар заметили и вовремя потушили. Но сам холодильник сгорел полностью, обгорела и стена около него.
Специалисты предупреждают, что сгореть может любая техника, которая подключается к сети. Но чаще всего из-за молнии страдают телефоны, причем не только с определителем номера и радиотелефоны, но и самые обычные. Их поток в сервисный центр заметно увеличивается после каждой непогоды. Причем не имеет значения, разговаривал ли по нему кто-то в этот момент или телефон просто стоял. От перепада напряжения в аппарате может сгореть практически все — и микросхемы, и транзисторы, и диоды.
Кстати, мобильные телефоны в непогоду тоже лучше отключать. Да, МЧС Беларуси не зафиксировало факт попадания молнии в мобильные аппараты, но в США ежегодно происходит десятка три таких случаев.
Своим клиентам я стараюсь объяснить, что смотреть в грозу телевизор — накликать на себя беду, — объясняет мастер по ремонту телевизоров Вадим. — Молния может попасть в телевизор через антенну либо через сеть. Поэтому нужно отсоединить все кабели, и желательно, чтобы они были не спутаны между собой. Ведь если молния ударит в аппарат через сеть, то, скорее всего, его еще можно будет отремонтировать, а если через антенну, то сделать это уже сложнее”.
В грозу вообще нельзя подходить к проводке, трубам, батареям, кабелям — всему тому, что контактирует с внешним миром и может стать проводником высокого напряжения при ударе молнии. В первую очередь это касается сельского населения, так как жители многоэтажек лучше защищены от гроз. Держитесь подальше от воды: не мойте посуду, не принимайте душ. Ведь трубы, по которым поступает вода, также уходят на улицу. И помните: чем сильнее гроза, тем быстрее она заканчивается, так что все это лишь временные неудобства.
Уберите часы и телефон. Как обезопасить себя во время грозы
В Москве началась череда ливней и гроз. Как правильно вести себя, если плохая погода застала вас дома или на улице, рассказывает наш эксперт — заместитель начальника 3 регионального отдела надзорной деятельности и профилактической работы управления по ЮЗАО главного управления МЧС, подполковник внутренней службы Сергей Тупикин.
НЕ ВКЛЮЧАЙТЕ ЧАЙНИК
Однозначно: грозу лучше всего пережидать в помещении. Во время непогоды не стоит выходить из квартиры или дома. Не оставайтесь во дворе, на балконе или веранде. А, находясь дома, обязательно выключайте электрические приборы из сети и, по возможности, не включайте свет. Молния может вызвать скачки напряжения и вывести из строя любое устройство. Конечно, холодильник, например, можно оставить включенным, а что касается зарядных устройств, гаджетов — это всё нужно выключить и обесточить. Многие во время грозы разговаривают по телефону и не знают, что это очень опасно, особенно если вы находитесь в этот момент на улице. Но все мобильные телефоны имеют металлические детали. А, как правило, они притягивают разряды молний. Следует отключить мобильное средство, желательно — полностью его выключить. Кроме того, причиной удара молнии могут стать ювелирные украшения. Наши наручные часы или украшения — это металлические изделия. А молния притягивается к металлам.
КУПАТЬСЯ ЗАПРЕЩАЕТСЯ
Если резкое ухудшение погоды застало вас на прогулке в лесу, необходимо в первую очередь выбрать такую местность, где нет высоковольтных линий, больших столбов и высоких деревьев. Под ними нельзя прятаться. В лесу стоит укрыться рядом с небольшими кустарниками, чтобы они не привлекли электрический разряд. Если же это поле, то стоит найти какое-нибудь углубление, например овраг, и спрятаться там. Что касается дачных поселений и частных жилых домов, необходимо уйти с улицы, если вы видите молнии или слышите гром. Зайти в дом, обесточить электронагревательные приборы и прочие устройства, выключить свет и сесть на стул или диван. Таким образом можно без рисков переждать грозу. В городе всегда поблизости есть метрополитен или прочие укрытия. Можно зайти в торговый центр или в магазин, там переждать опасность. Не желательно двигаться во время непогоды, лучше стать на месте или присесть, чтобы сократить риск попадания молнии. Купаться в грозу строго запрещено. Нахождение в водоеме увеличивает шанс попадания молний. Вода ведь является проводником для электричества. Молния может попасть в водоем, даже в его отдаленную часть, но электрический разряд дойдет до человека. Нужно выйти из воды, укрыться на веранде или под навесом, если он есть. Вытереться полотенцем, чтобы меньше было влаги на человеке.
АВТО — ДА, МОТОЦИКЛ — НЕТ
Быть за рулем во время грозы достаточно безопасно. Автомобиль — это такое же укрытие, как частный дом или квартира. Если двигаешься на нем, то необходимо, по возможности, остановиться, закрыть все окна и заглушить двигатель. Останавливаться лучше на открытой местности, в дали от деревьев или высоковольтных линий. А вот мотоциклистам, велосипедистам и любителям электросамокатов стоит быть осторожнее. Если непогода тебя застала где-то в дороге, то необходимо остановиться, заглушить транспортное средство, отойти на расстояние 20 — 30 метров, иначе металл может притянуть молнию.
ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
В последнее время случаи смертей от удара молнии учащаются в связи с тем, что раньше у нас не было зарядных устройств, мобильных телефонов и прочих гаджетов. Сегодня у каждого всегда с собой есть гаджет, и по этой причине увеличивается риск попадания молнии в человека. Как действовать, если молния на ваших глазах ударила человека? С пострадавшего нельзя срывать одежду. Необходимо наложить марлевую повязку на место ожога. Если человек находится без сознания в лежачем положении, нужно прощупать пульс: есть ли у него сердцебиение. По возможности вызвать скорую помощь по телефону 03 и 103, либо позвать на помощь любым иным способом. Если не прощупывается пульс, начните оказывать первую доврачебную помощь: искусственное дыхание, массаж сердца. И как можно скорее обратитесь в медицинскую службу.
Последние новости
- Ольга Кириллова: Почти 3 млн человек проголосовали в Москве в первый день голосования
- В Москве на выборах Президента России проголосовали уже порядка 2,3 млн человек
- Жители Черемушек получили письма с предложениями новых квартир
- Собянин проголосовал онлайн на выборах президента РФ
- Общественный штаб: Голосование на выборах в Москве проходит без нарушений
- Первый розыгрыш «Миллиона призов» среди участников ДЭГ пройдет 16 марта
- Асафов: Воспрепятствование выборам может грозить пятью годами лишения свободы
- На ул. Академика Волгина мужчина поджег микроавтобус
- В Москве на выборах президента России проголосовали уже порядка 2,3 млн человек
- В выходные жителей ЮЗАО ждет плюсовая температура
СМИ «aif.ru» зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (РОСКОМНАДЗОР), регистрационный номер Эл № ФС 77-78200 от 06 апреля 2020 г. Учредитель: АО «Аргументы и факты». Интернет-сайт «aif.ru» функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.
Шеф-редактор сайта: Буравчикова Дарья Андреевна e-mail: karaul@aif.ru, тел. 8 495 783 83 57.
Все права защищены. Копирование и использование полных материалов запрещено, частичное цитирование возможно только при условии гиперссылки на сайт aif.ru.
Защита приборов и техники от молний и перепадов напряжения
Для обеспечения безотказной работы техники, следует обеспечить защиту от деструктивных внешних воздействий или помех. Анализ причин поломок бытовых электроприборов в загородных домах показывает, что в подавляющем большинстве случаев причиной поломки становятся не конструктивные дефекты, а перепады напряжения в сети электропитания. Наиболее распространены две причины поломок — импульсные помехи и отклонение рабочего напряжения.
Колебания напряжения в сети электропитания
Резкое повышение или понижение напряжения в сети не менее опасно, чем импульсные помехи. Нормы и требования по допустимым отклонениям напряжения в российских электросетях, к сожалению, соблюдаются нечасто. Поэтому следует рассмотреть, что происходит с эклектическими приборами при отклонениях уровня напряжения от нормативных значений.
Повышение напряжения в большинстве случаев ведет к сгоранию блока питания электрического прибора, реже – его полупроводниковых элементов или микросхем, иногда перегреваются электродвигатели, которые есть во многих бытовых приборах. Снижение напряжения также опасно для приборов, особенно для тех, в которых есть электрические двигатели (например, холодильник, стиральная машина, миксер и т.п.). Пониженное напряжение может привести к их сгоранию. Также при низком напряжении возникает перегрузка в блоке питания компьютера, а также видео- и аудиотехники. При постоянных перепадах напряжения срок службы техники значительно сокращается.
Импульсные помехи
Самым распространенным источником возникновения импульсных помех являются грозовые разряды. В некоторых случаях напряжение разряда может достигать 10 тысяч вольт, что в десять раз превышает допустимую для работы техники величину. Поэтому при мощных грозах нередки случаи массового выходя их строя электрической и электронной техники.
Помимо грозовых разрядов, повреждать технику могут т.н. коммутационные импульсы, которые появляются при отключении или включении локальных участков электрической сети, при значительном потреблении питания или при аварийном отключении приборов с мощными электродвигателями или входными трансформаторами. Эти напряжения чаще всего возникают, когда во время работы двигателя стиральной машины или холодильника в сети пропадает напряжение.
Коммутационные импульсы реже повреждают технику, однако, это не значит, что они совершенно безопасны. Регулярное возникновение коммутационных импульсов снижает срок эксплуатации техники и приводит к износу и старению электрической изоляции.
Электрические разряды могут наносить значительный вред оборудованию, поэтому имеет смысл пользоваться специальными защитными устройствами. Для загороднго дома разработано несколько типов устройств – системы молниезащиты, резервные электростанции и стабилизаторы напряжения.
Системы молниезащиты
Молниезащита устанавливается возле входа в дом и предназначена для обеспечения защиты всего оборудования, находящегося в доме, включая стабилизаторы напряжения. В конструкцию системы включены особые нелинейные сопротивления, способные поглощать как грозовые, так и коммутационные импульсы, снижая уровень их напряжения до допустимого нормой уровня – 1 000 вольт. Систему молниезащиты следует устанавливать при силе тока не менее 60 килоАмпер.
Стабилизаторы напряжения
Эти устройства предназначаются для удержания колебаний напряжения в пределах нормы, обеспечения качественного электрического питания и защиты разнообразного оборудования или приборов от избыточных напряжений любого происхождения. Стабилизаторы обеспечивают качественное нагрузочное питание при нестабильном, длительно повышенном либо пониженном напряжении внутри электрической сети, а также защищают нагрузку от внезапных перепадов напряжения, обеспечивают фильтрацию помех в сети. Применение этих устройств позволить значительно увеличить длительность эксплуатации электрического и электронного оборудования и снизить риск его повреждения ненормальным напряжением.
Резервные электростанции
На рынке представлен широкий выбор резервных электростанций для загородного дома или дачи, работающих на бензине, либо на дизельном топливные. При выборе асинхронного генератора следует помнить, что эти устройства могут быть использованы только для резервного питания объектов, поскольку имеют малый запас топлива.
Синхронные генераторы используют для питания высокотехнологичного оборудования, они обеспечивают поддержание напряжения на точно заданном уровне. Поэтому рекомендуется подключать чувствительное оборудование именно к синхронным генераторам.
При выборе техники для постоянного снабжения электричеством загородного дома или дачи следует предварительно посчитать суммарную мощность питаемых приборов, поскольку выбор конкретной модели зависит именно от этого параметра.
Системы молниезащиты
- Что такое молниезащита?
- Громоотвод
- Молниеотвод
- Молниеприемник
- Токоотвод
- Заземление
- Устройства защиты от перенапряжений
- Активная система молниезащиты
- Зонная концепция молниезащиты
- Система уравнивания потенциалов
Расчет стоимости
Наши объекты
Центр обработки данных ТТЦ Останкино Характеристика объекта: высокотехнологичный Дата-центр для размещения серверов и систем хранения данных Адрес объектов: Москва, 1-я Останкинская ул., д. 1, стр. 1 Вид работ: проектирование, поставка оборудования и монтаж системы внешней, внутренней молниезащиты и заземления Комплектующие: J. Propster, DEHN+SOHNE, OBO Bettermann (все — Германия), Nordwerk (Россия) Исполнение: защита сооружений выполнена с помощью изолированных молниеотводов, молниеприемных мачт и молниепримемников; в качестве проводника на кровле зданий применяются алюминиевый пруток Ø10 мм и изолированный токоотвод марки isCon; внешнее заземления в виде очагов, состоящих из горизонтальных и вертикальных заземлителей
Акция на всю молниезащиту — скидка от 10 до 20% на комплектующие
30 января 2024
Беспрецедентная акция на все оборудование для молниезащиты и заземления — успей купить до окончания зимы со скидкой до 20% импортные комплектующие