Характеристика грозозащитных зон

При защите электронных систем, для которых критична надежность и безотказность, важно учитывать затухание электромагнитных импульсов молнии при переходе границ зон. Это достигается использованием элементов арматуры стен и дополнительных экранов. Ниже представлена краткая характеристика отдельных зон.

Зона 0_A

В этой зоне устройства, электрические и электронные системы подвергаются риску непосредственного воздействия тока молнии с неограниченной пиковой величиной и импульсного электромагнитного поля. Риск особенно высок для устройств, работающих на открытом воздухе, не экранированных и не защищенных от напряжений и токов молнии. Пиковые значения перенапряжений определяются импульсной устойчивостью изоляторов, изоляции кабелей и внутренних устройств здания.

Зона 0_B

Устройства в зоне 0_B подвергаются опасности:

• непосредственного воздействия импульсного электромагнитного поля, аналогичного зоне 0_A;
• напряжений и импульсных токов, индуцированных током молнии в проводящих инсталляциях.

Эти устройства устанавливаются в неэкранированных объектах без собственных экранов (кожухов и корпусов) и без ограничителей перенапряжений в электроустановках и линиях передачи сигналов.

Предлагаемые пиковые значения импульсных напряжений:

• электроэнергетическая сеть низкого напряжения — 10 кВ;
• линии передачи сигналов — 6 кВ.

Импульсные токи зоны 0_B имеют фронт 8 мкс и длительность на уровне половины максимального значения 20 мкс.

Зона 1

Электронные устройства в зоне 1 защищаются:

• от непосредственного воздействия импульсного электромагнитного поля — с помощью отдельного экрана, чаще создаваемого соединенными проводящими элементами конструкции здания;
• от напряжений и токов молнии с использованием ограничителей перенапряжений — одноступенчатая схема основной защиты.

Пиковые значения импульсных напряжений:

• в электроустановках — менее 10 кВ;
• в линиях передачи сигналов — менее 6 кВ.

Форма импульсных токов для испытаний ограничителей перенапряжений такая же, как в зоне 0_B.

Последующие зоны

Для создания последующих зон требуются дополнительные экраны и очередные ступени ограничения напряжений и ударных токов. Используются экранирующие свойства:

• железобетонных стен помещений;
• монолитных экранов;
• стальных обшивок и корпусов устройств.

Для чувствительных электронных систем чаще применяются двух- или трехступенчатые системы защиты от перенапряжений.

При проектировании зон важно:

• соблюдать принципы уравнивания потенциалов инсталляций;
• правильно подбирать и размещать ограничители перенапряжений разных типов;
• обеспечивать ограничение импульсов ниже импульсной устойчивости устройств в данной зоне.

Пример трехступенчатой системы ограничения перенапряжений