Молниезащита телекоммуникационного оборудования на вышке: изолированный токоотвод или естественные металлоконструкции

Чтобы пояснить принцип изолированной молниезащиты, как правило, демонстрируют антенную систему, на стойке которой размещен электронный блок. Он принимает полезный сигнал или, наоборот, излучает электромагнитный импульс, несущий управляющую команду. Электронный блок требует защиты от тока молнии, который при ударе в антенную мачту распространяется по ее металлоконструкциям в непосредственной близости и возбуждает сильное магнитное поле. В простейшем и наиболее неблагоприятном случае одиночного токоотвода индукция магнитного поля определяется как

где D – расстояние от токоотвода до электронного блока, а I_t – ток в токоотводе. Из формулы следуют два пути ослабления электромагнитной наводки на блок. Для этого нужно либо увеличивать расстояние до токоотвода, либо снижать долю тока молнии в токоотводе. Изолированная молниезащита выбирает первый из вариантов. Ее молниеприемник изолирован от антенной мачты, а токоотвод отнесен на возможно большое расстояние D от защищаемого блока, поскольку магнитное поле обратно пропорционально этому параметру.

Эффект ограничивается длиной диэлектрических держателей. В реальных конструкциях по порядку величины она находятся в пределах метра. Нужно сразу оговориться в отношении изолированных токоотводов. Изоляция и полупроводниковый слой, который наносится на поверхность таких токоотводов, экранами не являются и магнитного поля тока молнии не ослабляют. В этом отношении их применение не дает преимуществ.

Теперь об альтернативном решении. Оно требует транспортировки тока по возможно большему числу токоотводов. На практике такое возможно, если их роль выполняют металлоконструкции антенной мачты. Пусть защищаемый электронный блок закреплен на одной из них. Тогда расстояние от проводника с током молнии до элементов электроники D будет исчисляться толщиной корпуса блока и элементами его крепежа. Оно вряд ли превысит несколько сантиметров. Для чисто качественной оценки, пусть, например, D = d = 5 см. Тогда для конкуренции с изолированной молниезащитой ток молнии в токоотводе должен быть ослаблен как минимум в D/d раз. Для изолированной молниезащиты с D = 100 см речь должна идти примерно о 100/5 = 20 токоотводах. Антенная мачта столь сложной конструкции вряд ли реальна. Эффект такого многократного деления тока молнии на деле возможен только при расположении электронного блока на железобетонной или металлической стене, а также на железобетонных опорах метрового диаметра, где роль большого числа токоотводов исполнит металлическая арматура. Ситуация такого рода вряд ли может представлять практический интерес.

Тем не менее, отрицательное отношение проектировщика к применению изолированной молниезащиты объяснимо. И дело здесь не в повышенной стоимости ее сооружения, а в существенно меньшей механической прочности, особо значимой для регионов нашей страны с большой ветровой и гололедной нагрузкой. Если есть сомнения, вряд ли стоит искать антенную опору с большим числом параллельных металлоконструкций. Проще и дешевле использовать защиту электронных блоков при помощи УЗИП. По-видимому, его все равно нужно будет поставить, потому что электронный блок скорее всего электрически связан с антенной, которая размещена на той же мачте и может быть подвержена прямому воздействию тока молнии.

Вебинар "Программное обеспечение для расчёта надёжности молниезащиты любого объекта за 30 минут." Страница 3 Вебинар "Молниезащита больших территорий: парки, площадки, территории заводов." Страница 1 Вебинар "Молниезащита больших территорий: парки, площадки, территории заводов." Страница 2 Вебинар "Молниезащита больших территорий: парки, площадки, территории заводов." Страница 3