ОБО БЕТТЕРМАНН:
Молниезащита телевизионных и спутниковых антенн

Открыть в формате PDF

Сергей Соловьев, к.т.н., главный менеджер по работе с ключевыми клиентами ООО «ОБО Беттерманн»

Домашние антенны, как правило, служат для приема, обработки и распределения звуковых и телерадиосигналов. Обычные антенны чаще всего устанавливаются на крышах жилых зданий, спутниковые – на крышах, балконах и на наружных стенах.

Открытое положение антенны делает ее наиболее вероятной целью грозовых разрядов, поэтому необходимы особые меры защиты людей и имущества. К ним относят заземление установки и комплексное уравнивание потенциалов с привлечением всех систем электроприемников. Эффективно защитить все подключенные воспроизводящие устройства удастся только в том случае, если к ним предварительно будут подключены высокочувствительные приборы защиты от перенапряжений.

СТАНДАРТЫ ПО МОЛНИЕЗАЩИТЕ АНТЕНН

Для гарантии технически грамотной установки и правильной эксплуатации антенн Европейский комитет по электротехническим стандартам (CENELEC) издал европейский стандарт EN 50083-1. В данном документе изложены меры защиты людей и имущества, находящихся в непроизводственных зданиях с антенной, от воздействия молнии и от перенапряжений, возникающих в результате удара молнии.

Норма EN 50083-1 действительна для стационарных и мобильных или временно установленных устройств (например, в кемпингах) и не распространяется на системы передатчиков и приемников (например, любительских радиостанций, установок мобильной связи, расположенных на спутниках устройств передачи данных – VSAT).

Специалисты полагают, что в дальнейшем те части стандарта EN 50083-1, которые важны для молниезащиты, необходимо объединить в одном издании и проиллюстрировать примерами.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ И УРАВНИВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ

Наружные антенны, антенные мачты и фидеры, не полностью расположенные в зоне защиты, могут подвергнуться удару молнии. Соответственно необходимо предотвратить проникновение тока молнии от антенны в здание с помощью системы, между частями которой не могут возникнуть опасные перепады напряжения. Для этого требуется выполнить (рис. 1):

• заземление, т.е. металлическую антенную мачту соединить с заземляющей установкой с помощью провода заземления;
• уравнивание потенциалов, для чего наружные провода всего отходящего от антенны коаксиального кабеля соединить с заземленной мачтой проводом уравнивания потенциалов.

Рис. 1. Пример заземления и уравнивания потенциалов антенной установки

У зданий с системой молниезащиты антенную мачту необходимо по максимально короткой и прямой трассе соединить с имеющейся системой молниезащиты.

У зданий без системы молниезащиты необходимо сначала установить устройство заземления, а затем соединить его с антенной с помощью провода подключения, проложенного по максимально короткой и прямой трассе. Если провод приходится прокладывать в обход различных элементов постройки, необходимо учесть, что при сильных токах молнии вследствие индуктивности проводов даже на коротких участках возникает значительная разность потенциалов, которая может привести к искровым разрядам. Особенно важно избегать образования опасных сближений проводников.

ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Заземлители состоят из одного или нескольких проводящих элементов, которые имеют большую площадь соприкосновения с землей. В соответствии с техническими условиями подключения силовых установок до 1000 В, для каждой новостройки должен быть проложен фундаментный заземлитель. Он состоит из полосовой стали, которая вводится в бетонный фундамент наружных стен и соединяется с арматурой.

Для заземления допускается использовать:

• стержень заземления длиной минимум 2,5 м – вертикальный или наклонный, который помещается в грунт на расстоянии около 1 м от фундаментного заземлителя;
• полосовой заземлитель, представляющий собой контур заземления вокруг здания, проложенный в грунте на глубине минимум 0,5 м и на расстоянии около 1 м от фундамента. Поперечное сечение заземлителя должно составлять минимум 50 мм² (для меди) или 80 мм² (для стали);
• естественный заземлитель, которым является соединенная по всей протяженности стальная арматура или иная металлоконструкция, внедренная в фундамент здания, если ее габариты соответствуют указанным выше величинам.

ЗАЗЕМЛЯЮЩИЙ ПРОВОД

Заземляющий провод должен безопасно отводить ток молнии к заземлителю. Для этих целей рекомендуется использовать цельный провод с минимальным поперечным сечением: 16 мм² медный (изолированный или оголенный); 25 мм² алюминиевый (изолированный); 50 мм² стальной.

Предпочтение отдается цельному проводу, т. к. в многожильных проводах между жилами образуется настолько сильная электродинамическая энергия, что обычные клеммы не могут обеспечить надежное замыкание контактов при высоких нагрузках, обусловленных молнией. Еще более неудобны тонкожильные провода, т. к. они больше подвержены коррозии и не обеспечивают надлежащего замыкания контактов; более того, при высоких напряжениях возникает опасность разрыва.

Рекомендуется снаружи здания проложить обособленный заземляющий провод, чтобы предотвратить пробои напряжения на установках и металлических элементах внутри здания.

Если из технических, строительных или архитектурных соображений прокладка обособленного заземляющего провода невозможна, то при определенных условиях в качестве провода заземления можно использовать элементы здания:

• металлические установки, такие как проходящая через всё здание водопроводная или отопительная система, при условии что местные стандарты (например, организаций электроснабжения) это допускают, выполнено прочное электропроводящее соединение отдельных элементов и их параметры соответствуют стандартным параметрам заземляющего провода;
• металлический корпус строительного сооружения (металлический каркас или несущие металлоконструкции);
• арматуру, непрерывно соединенную в бетоне;
• непрерывно соединенные фасады, ограждения и другие проводящие элементы конструкции, при условии что их параметры соответствуют требованиям, предъявляемым к отводам, и их толщина составляет не менее 0,5 мм, а также есть прочное электропроводящее соединение в вертикальном направлении (сварное, спаянное и др.).

Важное условие – непрерывность и хорошая проводящая способность соединения данных систем с заземлителем. Особое внимание следует уделять проводникам в пластиковой оболочке. Заземляющие провода должны по возможности прокладываться прямо и вертикально, без образования обратных витков.Следует также проверить и измерить все соединения низкого электрического сопротивления.

Недопустимо использовать в качестве заземляющих провода электроустановки (PE, PEN, N) и наружные провода (экраны) коаксиального кабеля.

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Даже при правильном выполнении заземления и уравнивания потенциалов в замкнутых контурах проводов нет защиты от перенапряжений, которые индуктирует магнитное поле, являющееся результатом тока молнии. Такие перенапряжения могут составлять более 100 кВ, если молния ударила не в саму установку, а рядом с ней.

На рис. 2 изображен воспроизводящий прибор (телевизор) на открытых концах замкнутого индуктивного контура, образованного питающей линией антенны, линией сети и заземляющим проводом. Внутренняя конфигурация схемы прибора создается перекрытием участков приближения между питающей линией антенны и сетью. Здесь может возникнуть электрический пробой, способный разрушить прибор. Нормативы и рекомендации по защите от таких перенапряжений еще обсуждаются и не отражены в стандарте EN 50083-1.
Наиболее действенное средство защиты от перенапряжений по-прежнему заключается в том, чтобы вынуть из розетки соединительный кабель приемника и сетевой штекер.

Рис. 2. Монтаж устройства защиты от перенапряжений для оконечного прибора

Надежным методом защиты является также установка грозозащитного разрядника перед оконечным прибором (рис. 3). В момент возникновения перенапряжения защитный прибор устанавливает кратковременное соединение между питающей линией антенны и электрической сетью (провода L, N, PE). При этом посредством специальных элементов защиты от перенапряжений создается перекрытие места приближения перед прибором – объектом защиты.

Рис. 3. Антенна с блоком схемы защиты

К молниезащите зданий с установленными на крыше антенными устройствами следует подходить с особой тщательностью, соблюдая все нормы и правила.

Москва Научный проезд, д. 19, оф. 1 тел.: +7 (495) 510 22 37 факс: +7 (495) 510 22 38 obo.office@obo.com.ru www.obocom.ru

Санкт-Петербург ул. Седова, д. 12, БЦ «Т4», оф. 411 тел.: +7 (812) 449 78 91 тел.: +7 (812) 633 32 21 факс: +7 (812) 633 32 26 obo.spb@obo.com.ru