Можно сконструировать основную задачку. Это, во-1-х, защитить сеть от
грозы (в главном атмосферных электронных разрядов), во-2-х,
сделать это, не принеся вреда имеющейся электронной разводке (и
присоединенным к ней потребителям). При всем этом нередко приходится решать
«сопутствующую» задачку приведения в обычное состояние заземления и
устройства выравнивания потенциалов в реальной распределительной сети.

Главные понятия

Если гласить о документах, то молниезащита должна соответствовать РД 34.21.122-87 «Аннотация по
устройству молниезащиты построек и сооружений» и ГОСТ Р 50571.18-2000, ГОСТ Р 50571.19-2000, ГОСТ Р
50571.20-2000.

Вот определения:

1. Прямой удар молнии — конкретный контакт канала молнии с
   зданием либо сооружением, сопровождающийся протеканием через него тока
   молнии.
   
2. Вторичное проявление молнии — наведение потенциалов на
   железных элементах конструкции, оборудования, в незамкнутых
   железных контурах, вызванное близкими разрядами молнии и создающее
   опасность искрения снутри защищаемого объекта.
   
3. Занос высочайшего потенциала — перенесение в защищаемое здание
   либо сооружение по протяженным железным коммуникациям (подземным и
   наземным трубопроводам, кабелям и т.п.) электронных потенциалов,
   возникающих при прямых и близких ударах молнии и создающих опасность
   искрения снутри защищаемого объекта.
   

От прямого удара молнии защититься трудно и недешево. Над
каждым кабелем громоотвод не поставить (хотя можно стопроцентно перейти на
оптоволокно с неметаллическим несущим тросом). Остается возлагать на
жалкую возможность такового противного действия. И мириться с шансом
испарения кабеля и полного выгорания оконечного оборудования (совместно с
защитами).

С другой стороны, занос высочайшего потенциала не очень небезопасен,
естественно, для дома, а не порохового склада. Вправду,
продолжительность наведенного молнией импульса — много наименее секунды (в
качестве тестового обычно принимают 60 миллисекунд, либо 0,06 секунды).
Сечение проводников витой пары — 0,4 мм. соответственно, для заноса
большой энергий будет нужно напряжение очень большой величины. Такое, к
огорчению, бывает — так же как полностью реально прямое попадание молнии в
крышу дома.

Разрушить обычный силовой источник питания маленьким
высоковольтным всплеском малореально. Трансформатор его просто не
пропустит далее первичной обмотки. Ну и у импульсного преобразователя
есть достаточная защита.

В качестве примера можно привести силовую проводку в сельской
местности — где кабеля подходят к зданию по воздуху, и естественно,
подвергаются значимым наводкам во время гроз. Никакой особенной защиты
при всем этом обычно не предусматривается (не считая плавких предохранителей либо
искровых промежутков). Но случаи выхода из строя электроприборов не
очень всераспространены (хотя бывают почаще, чем в городке).

Система выравнивания потенциалов.

Таким макаром самую большую практическую опасность представляет
вторичные проявления молнии (по другому говоря наводки). При всем этом
поражающими факторами будут:

• появление высочайшей разности потенциалов меж токопроводящими частями сети;
  
• наведение больших напряжений в длинноватых проводниках (кабелях)
  

Защитой от этих причин служат, соответственно:

• выравнивание потенциалов всех токопроводящих частей (в простом
  случае — соединение в одной точке), и маленькое сопротивление заземляющего
  контура;
• экранирование защищаемых кабелей.
  

Начнем с описания системы уравнивания потенциалов — как с того
фундамента, без которого применение всех защитных устройств не даст
хорошего результата.

7.1.87. На вводе в здание должна быть выполнена система уравнивания потенциалов методом объединения последующих
проводящих частей:

• основной (магистральный) защитный проводник;
  
• основной (магистральный) заземляющий проводник либо основной заземляющий зажим;
  
• железные трубы коммуникаций построек и меж зданиями;
  
• железные части строй конструкций,
  молниезащиты, системы центрального отопления, вентиляции и
  кондиционирования. Такие проводящие части должны быть соединены меж
  собой на вводе в здание.
  
• Рекомендуется по ходу передачи электроэнергии повторно делать дополнительные системы уравнивания потенциалов.
  

7.1.88. К дополнительной системе уравнивания потенциалов должны быть подключены все доступные прикосновению открытые
проводящие части стационарных электроустановок, посторонние проводящие части и нулевые защитные проводники всего
электрического оборудования (в том числе бытовых розеток)…

Схематически заземление экрана кабеля, грозозащит и активного оборудования по новейшей редакции ПУЭ должно
выполняться последующим образом:

В то время как древняя редакция предугадывала такую схему:

Отличия, при всей наружной незначительности, довольно
принципны. К примеру, для действенной грозозащиты активного
оборудования лучше, что бы все потенциалы колебались вокруг единой
«земли» (при этом имеющей низкое сопротивление заземлителя).

Как досадно бы это не звучало, очень не достаточно пока в Рф выстроено построек по новенькому, более
действенному ПУЭ. И можно твердо сказать — «земли» в наших домах нет.

Что делать в данном случае? Вариантов два — переделывать всю сеть
электроснабжения дома (мистический вариант), или хорошо использовать
то, что есть в наличии (но при всем этом держать в голове, к чему нужно стремиться).

Заземление кабелей и оборудования.

С заземлением активного оборудования сложностей обычно не бывает. Если
оно промышленной серии, то наверное имеет для этого специальную
клемму. Ужаснее с дешевыми настольными моделями — в их понятия «земли»
просто нет (и заземлять, соответственно, нечего). И больший риск
повреждения сполна компенсируется низкой ценой.

Вопрос кабельной инфраструктуры существенно труднее.
Единственный элемент кабеля, который можно заземлить без утрат
полезного сигнала — это экран. Целенаправлено ли использовать такие
кабеля для прокладок «воздушек»? Для ответа мне бы хотелось просто
привести длинноватую цитату:

В 1995 году независящей лабораторией была проведена серия сравнительных
испытаний экранированной и неэкранированной кабельных систем. Подобные
испытания проводились также осенью 1997 года. Контролируемый отрезок кабеля
длиной 10 метров прокладывался в защищенной от наружных помех эхопоглощающей
камере. Одно окончание полосы подключалось к сетевому концентратору 100Base-T,
а 2-ое — к сетевому адаптеру компьютера. Контрольная часть
кабеля подвергалась воздействию наводок напряженностью поля 3 В/м и 10 В/м в
спектре частот от 30 МГц до 200 МГц. Были получены два существенных
результата.

Во-1-х, уровень наводок в неэкранированном кабеле категории 5
оказался огромным в 5-10 раз, чем в экранированном при напряженности
радиочастотного поля 3 В/м. Во-2-х, при отсутствии сетевого трафика,
концентратор сети, выполненной на неэкранированном кабеле, показал на
неких частотах загрузку сети более 80%. Уровень сигналов протокола
100Base-T на частотах выше 60 МГц очень мал, но очень важен для
восстановления формы сигнала. Но, даже при наличии помех на частоте
выше 100 МГц неэкранированная система не выдержала испытаний. При всем этом
отмечалось понижение скорости передачи данных на два порядка.

Экранированные кабельные системы выдержали все тесты,
но для их удачного функционирования очень принципиально наличие
действенного заземления.

Здесь необходимо сделать принципиальное замечание. В обычных СКС
заземление производится по всей длине полосы — безпрерывно от 1-го порта
активного оборудования до другого (хотя по идее, должно быть
предвидено заземление в одной точке). Нормально заземлить огромную
распределенную сеть очень трудно, и большая часть инсталляторов не
употребляет экранированные кабеля принципно.

В «домашних» сетях необходимо гласить не о заземлении сети, а о
заземлении отдельных линий. Т.е. можно представить каждую отдельную
линию как неэкранированную витую пару, проложенную в железной
трубе (ведь цель экрана защита «воздушной» части полосы).

Это очень упрощает дело. Как следствие, внедрение экранированного
кабеля более чем целенаправлено. Но только при неплохом заземлении при вводе
в здание. Лучше сделать это с 2-ух сторон по последующему правилу:

С одной стороны производится «глухое» заземление. С другой — через
гальваническую развязку (разрядник, кондернсатор, искровой просвет).
В случае обычного заземления с обеих сторон в замкнутой электронной
цепи меж зданиями могут появиться ненужные уравнивающие токи
и/либо паразитные наводки.

В эталоне лучше провести заземление отдельным проводом
солидного сечения до подвала дома и присоединить его там прямо к шине
ровнителя потенциалов. Но фактически довольно использовать
ближний защитный ноль. При всем этом эффективность грозозащиты сети
понижается, но не очень существенно, только некординально (быстрее в
теории, чем на практике) возрастает возможность повреждения
электропотребителей в доме занесенным потенциалом.

Из книжки
в «Веб через Ethernet.
От соединения 2-ух компов до сети микрорайона»

Аннотация по устройству молниезащиты построек и сооружений  Инструкция содержит главные положения по молниезащите от прямых ударов молнии и защите от вторичных проявлений молнии.

Как защититься от перенапряжений

ПУЭ в вопросах и ответах. Заземление и защитные меры электробезопасности

Все номера бесплатного электрического журнальчика «Я электрик!»