Вебинар «Роль молниезащиты и заземления в разделе «Электромагнитная совместимость»

Тэги: молниезащита заземление УЗИП инструкции и рекомендации
Внимание!

Семнадцатый вебинар из серии "Заземление и молниезащита: вопросы и проблемы, возникающие при проектировании"

(прошёл 15 марта 2017 года в 11:00)

Опытному специалисту известно, что решение проблемы электромагнитной совместимости с разрядом молнии надо начинать в рамках проектирования внешней молниезащиты. Именно там могут быть реализованы технические решения, которые резко снизят уровни электромагнитных наводок на вторичные цепи, связанные с микропроцессорной техникой. Здесь надо помнить, что перехватывая молнию, молниеотвод никак не исключает воздействия ее тока на электрические цепи защищаемого объекта. Вот почему так важен вопрос о высоте молниеотводов. Ее снижение при одновременном увеличении числа молниеприемников облегчает электромагнитную обстановку на защищаемой территории без уменьшения надежности защиты от прямых ударов молнии.

Еще более эффективны тросовые молниеотводы. С их помощью можно увеличить расстояние от элементов, транспортирующих ток молнии, до вторичных цепей объекта, ослабив тем самым уровень электромагнитной наводки.

Не менее важным средством ограничения электромагнитных наводок является дробление тока молнии по максимально большому числу токоотводов. Это крайне эффективно для решения проблемы ЭМС высотных сооружений.

В отличие от стержневого молниеотвода, заземлитель которого практически всегда располагается на защищаемой территории, заземлители опор тросовых молниеотводов удается вынести за ее пределы. Тем самым в несколько раз уменьшается доля тока молнии, который достигает контура заземления защищаемого объекта через кондуктивные связи и в результате формирования скользящих искровых каналов. Правильная конструкция заземлителей молниеотводов рассматривается как одно из наиболее перспективных направлений по решению проблемы ЭМС.

Помимо перечисленного важное значение имеет трассировка защищаемых электрических цепей и их электромагнитное экранирование. В ряде практически значимых ситуаций с их помощью удается снизить электромагнитные наводки до безопасного уровня и тем самым избежать массового использования УЗИП. Установку УЗИП следует рассматривать только как крайнюю меру не потому, что их стоимость достаточно высока, но по причине того, что любой УЗИП, являясь сложным электротехническим устройством, не обладает абсолютной надежностью. Их установка в электрическую цепь заметно снижает ее технические характеристики.

В заключение следует обратить внимание на несовершенство методики расчета электромагнитных наводок, рекомендованной МЭК. Их неоправданное завышение представляется неприемлемым сегодня, когда резко возросли объемы микропроцессорной техники во многих отраслях промышленности и в быту.

Рекомендуется просмотр с качеством "720p" в полноэкранном режиме.

Текст вебинара. Страница 1

Быстрая навигация по слайдам:

Примерное время чтения: 57 минут.

Роль внешней молниезащиты в ЭМС

Роль внешней молниезащиты в ЭМС

— Добрый день, уважаемые коллеги! Мы рады приветствовать вас на нашем вебинаре с признанным экспертом в области молниезащиты и заземления, с профессором Эдуардом Мееровичем Базеляном. Меня зовут Индира. На сегодняшней встрече я буду выполнять роль администратора вебинара, буду реагировать на ваши вопросы и передавать их профессору Эдуарду Мееровичу. Вопросы вы можете задавать в чат, который находится слева внизу. И я вас попрошу сейчас уточнить – хорошо ли меня слышно, если меня слышно хорошо, тогда можно добавить плюсик в чат, и мы сможем продолжить. Отлично. Я вижу плюсы, значит меня слышно хорошо. Я скажу еще два слова – это семнадцатый вебинар из всей серии для проектировщиков, серия будет продолжаться в течение всего года. Чтобы ничего не пропустить, я предлагаю зарегистрироваться сразу на все вебинары, заполнить форму. Ссылку на формы я вам отправляю в общий чат. Также узнать о новых мероприятиях вы можете как на сайте ZANDZ.ru, так и в наших группах социальных сетях. Подписывайтесь, узнавайте о мероприятиях первыми, ссылку на наши группы я также отправляю в чат. Перейдем к вебинару, тема сегодняшнего обсуждения станет проблема электромагнитной совместимости при разряде молнии в рамках проектирования внешней молниезащиты и заземления. Без преувеличения можно сказать, что она является одной из самых актуальных и обсуждаемых среди проектировщиков. Программа вебинара сегодня будет насыщенной. Особое внимание будет уделено обзору технических решений по снижению уровня электромагнитных наводок на вторичные цепи, связанных с микропроцессорной техникой. Уважаемые участники, пожалуйста, подключайтесь к обсуждению, задавайте свои вопросы, оставляйте комментарии в чате. Вебинар продлится ориентировочно 60 минут, на вопросы мы будем отвечать в конце вебинара или если это потребуется сразу по мере их поступления. Собственно все, на этом мое вступительное слово закончено. Я передаю слово лектору. Эдуард Меерович?

— Добрый день, коллеги! Мне очень приятно с вами общаться. Я надеюсь на то, что у вас возникнут вопросы, по которым я буду понимать: во-первых, что я не понимаю, во-вторых, что вы не понимаете, и в-третьих – самое главное, что надо сделать для того, чтобы мы правильно проектировали сегодня то, что наиболее актуально для наших технических задач. Вот с чего я хочу начать, если человек скажет вам, что он специалист в электромагнитной совместимости и потому никакой молниезащитой не интересуется, то не тратьте время на разговоры с этим человеком. По той простой причине, что электромагнитная совместимость без молниезащиты существовать просто не может.

Единая проблема молниезащиты

Единая проблема молниезащиты

— Дело заключается в том, что молния — это наиболее сильный источник электромагнитных воздействий. Это природный источник, но если сравнивать его с источниками техническим, созданными человеком, то конкурировать с молнией, пожалуй, может только ядерное оружие и ничего больше. По этой причине говорить о том, что специалист по электромагнитной совместимости не интересуется молнией – это просто абсурд. Такого быть не может в принципе.

Молниеотвод не устраняет воздействие тока молнии

Молниеотвод не устраняет воздействие тока молнии

— И сегодня то, о чем я буду говорить – это каким образом проектируя внешнюю молниезащиту, традиционную молниезащиту, мы, тем не менее, будем облегчать решение проблемы электромагнитной совместимости. Причем облегчать до такой степени, что может быть никакие средства специальной защиты от электромагнитных воздействий и не помогут, и не потребуются. С чего я хочу начать? Я хочу начать с того, что любой молниеотвод, который принимает на себя удар молнии, ничем не помогает в отношении электромагнитной совместимости, потому что ток канала молнии, протекая по молниеотводу, никак не изменяет практически своего магнитного поля. И поэтому в окрестностях этого молниеотвода создается сильное магнитное поле примерно такое же, как если бы никакого молниеотвода не было, а канал просто шел в этом месте. И этот вопрос принципиален.

Следствие №1

Следствие №1

— Получается вот что, когда молниеотвод принимает на себя удар молнии, он электромагнитного воздействия не ослабляет. И теперь с этих позиций стоит посмотреть вот на какую штуку. Представьте себе, что у вас есть какой-то технический объект. Представьте себе, что этот объект вы можете защищать различными типами молниеотводов. И можете добиться различными типами молниеотводов высокой надежности защиты от прямых ударов молнии. Вопрос вот в чем: а что выбрать? Можно выбрать один большой высокий молниеотвод, можно выбрать систему из небольших молниеотводов и этим самым защитить этот объект. Спрашивается: а что лучше с электромагнитной позиции или электромагнитной совместимости? Здесь ответ совершенно однозначный. Если вы берете высокий молниеотвод и этот высокий молниеотвод вы используете для защиты объектов, то этим самым вы может удивить телевизионщиков, которые будут с восторгом рассказывать, что где-то поставили молниеотвод высотой в 150 метров и теперь такой молниеотвод прекрасно защищает все вокруг. Так вот не верьте, пожалуйста, этим телевизионным восторгам. Такой молниеотвод действительно защищает все вокруг. Но я, например, притащил те старые данные, которые мы с вами уже видели. Мне надо защитить объект на площади радиусом в 100 м.

Если бы ESE-молниеотвод исправно работал

Если бы ESE-молниеотвод исправно работал

— Теперь не могу не затронуть активные молниеотводы. Вам рекламируют следующую вещь: «Купите мою насадку. Поставьте эту насадку на обычный молниеотвод, скажем, высотой в 20 м и у вас радиус защиты за счет моей насадки увеличится раз в 5». Представьте себе на одну секунду, что здесь нет никакого вранья, что фирма, которая производит активные молниеотводы честно и благородно вам все выкладывает как на духу. Представьте себе, что у вас действительно радиус защиты увеличился в 5 раз. А к чему это приведет? А это приведет к тому, что число ударов молнии в этот активный молниеотвод увеличится в 25 раз. И это значит, что число активных воздействий на те объекты, которые находятся по соседству с этим активным молниеотводом увеличится тоже в 25 раз по частоте и это совершенно неприемлемая вещь. И совершенно не к чему тогда ставить такой молниеотвод, особенно в районе городской застройки или, особенно в районе промышленной застройки. Потому что такой молниеотвод стягивал на себя удар молнии, если бы он работал. Я еще раз говорю, он создавал бы крайне неблагоприятную электромагнитную обстановку. Но к счастью, те активные молниеотводы, которые выпускаются сегодня, они все-таки не работают. Поэтому мое предупреждение, оно скорее касается будущего, если такие молниеотводы появятся.

Токоотводы. Чем больше, тем лучше

Токоотводы. Чем больше, тем лучше

— Теперь следующий момент, вот молния ударила. Ударила, например, в офисное здание. Вопрос: как отвести ток молнии с позиции наиболее благоприятной электромагнитной обстановки. Давайте начинать с самого простого. Вот у вас есть один единственный токоотвод и по нему течет ток молнии. Тогда в окрестностях этого молниеотвода создается магнитное поле, которое убывает обратно пропорционально расстоянию, потому что напряженность магнитного поля прямо пропорционально току и обратно пропорционально расстоянию до той точки, где я это поле измеряю. И в этом случае получается в логарифмическом масштабе такая медленно спадающая напряженность электрического поля, которое показывает, что электромагнитная обстановка при таком одиночном токоотводе, она не очень благоприятна. А теперь я начну увеличивать число токоотводов. Я взял и поставил токоотводы по углам здания, их стало четыре. Ток молнии распределился по четырем каналам и теперь электромагнитная обстановка резко снижается. Непосредственно у токоотводов они снизятся тоже примерно в четыре раза, а дальше идет снижение нарастающим темпом, потому что магнитные поля токоотводов расположены с разных сторон. Они суммируются векторно, и в результате этого происходит такое резкое снижение напряженности электромагнитного поля. А теперь я хочу добиться минимального снижения. Представьте себе такую ситуацию, у вас высотное офисное здание, скажем высотой 300 метров, как сегодня строят в Москве. Частота ударов в такое здание будет, например, на десяток ударов в год. Электромагнитные воздействия очень частые, 10 воздействий за год – это очень неблагоприятно. Что делать?

Следствие №2

Следствие №2

— Поехали дальше, давайте посмотрим, а что еще можно сделать? В последнее время в России начался активный разговор про тросовые молниеотводы. Сегодня тросовые молниеотводы получили право на жизнь, не только на линии электропередачи, где их ставили всегда, но и на различных сооружениях. Когда вы ставите систему тросовых молниеотводов, у вас ток при ударе в эти тросовые молниеотводы распределяется следующим образом. Во-первых, направо и налево по тому токоотводу и молниеотводу, который висит. Во-вторых, этот ток дробится через заземлители опор тросовых молниеотводов, которые легко связать между собой. Если эту операцию провести, то снижение электромагнитной наводки получается очень существенной. Посмотрите, я показываю, как меняется напряженность магнитного поля отнесенного к току в окрестностях токоотвода, который представляет собой опору стержневого молниеотвода. Вот у вас, таким образом, как единица на R снижается магнитное поле. А если вы поставите систему из тросовых молниеотводов, например, пять параллельных тросов, то напряженность магнитного поля у вас уменьшается, как минимум в 100 раз на территории, которая закрывает тросовые молниеотводы. Поэтому применение тросовых молниеотводов с позиции снижения электромагнитных воздействий – это очень перспективная вещь особенно, если вам надо защищать большую территорию. Что может быть такой территорией? Представьте себе резервуарный парк. Жидкий газ в резервуарах, бензин, необработанная нефть. Электромагнитные воздействия здесь опасны в каком отношении? У вас есть система автоматического тушения, у вас система автоматического предупреждения о пожаре и это все микропроцессорная техника. И каналы, кабели управления микропроцессорной техникой идут по территории резервуарного парка. Если вы поставите тросовые молниеотводы и защитите всю территорию резервуарного парка тросовыми молниеотводами, вы добьетесь того, что у вас электромагнитное воздействие очень сильно снизится, и у вас ваша автоматика не откажет. А опыт, который был в последние годы у нас на резервуарных парках, нам показывает вот какую вещь, что в первую очередь при грозовых воздействиях выходит именно автоматика. И автоматика не запускает систем автоматического пожаротушения, потому что все датчики автоматики выжжены электромагнитными воздействиями. Поэтому если вы будете использовать здесь тросовые молниеотводы, надежность работы автоматики вы повысите и повысите очень существенно. Это то, что я хотел сказать.

Кондуктивная связь через грунт

Кондуктивная связь через грунт

— Теперь вопрос о земле. Когда говорят о каких-нибудь электромагнитных воздействиях, как правило, сразу начинают говорить о токоотводах сначала, а о заземлителях в следующую очередь. И очень часто всю надежду на улучшение электромагнитной обстановки связывают как раз с заземлителем. К сожалению, я здесь вас должен немного разочаровать вот в каком отношении. Заземлители, конечно, влияют, но в какой степени они влияют – с этим давайте разбираться. Посмотрите, какую картинку я нарисовал. Я нарисовал следующую вещь. Вот у вас тросовый молниеотвод, вот его опоры, а здесь заземлитель того объекта, который я защищаю. Ток молнии будет попадать в грунт через заземлитель опор, на которых весят тросы. Сейчас мне очень важно понять, что если я буду менять это расстояние по земле. Как это скажется на доле тока, который из опор тросового молниеотвода попадет в контур заземления того объекта, которым я занимаюсь.

Следующая страница >>
слайды с 9 по 16


Полезные материалы для проектировщиков: