Характеристика грозозащитных зон

В случае защиты электронных систем, от которых требуется особенная надежность и безотказность функционирования, следует дополнительно принять во внимание затухание электромагнитных импульсов молнии при переходе границ отдельных зон (арматура стен, дополнительные экраны). Ниже представлена краткая характеристика отдельных зон.

Зона 0_A.
Устройства, а также электрические и электронные системы, работающие в этой зоне, подвергаются риску непосредственного воздействия тока молнии с неограниченным значением пиковой величины, а также импульсного электромагнитного поля.  Подвергаются риску устройства или системы, работающие на открытом воздухе, не экранированные от электромагнитного поля и не защищенные от напряжений и токов молнии. В зоне 0A пиковые значения величин, возникающих перенапряжений вытекают  из импульсной устойчивости изоляторов, изоляции кабелей или устройств внутри строительных объектов.

Зона 0_B.
Устройства, работающие в этой зоне подвергаются опасности:

• Непосредственного воздействия импульсного электромагнитного поля, вызванного током молнии с пиковыми значениями, такими как в случае зoны  0A
• Напряжений и импульсных токов, индуцированных током молнии в проводящих инсталляциях.

Эти устройства устанавливаются в неэкранированных объектах, лишенных собственных электромагнитных экранов (кожухов и корпусов),  а также не имеющих устройств, ограничивающих перенапряжения в электроустановке и в линиях передачи сигналов.

Предлагаемые пиковые величины импульсных напряжений в этой зоне составляют:

• В электроэнергетической сети низкого напряжения 10 кВ
• В линиях передачи сигналов 6 кВ

Импульсные токи, возникающие в зоне 0B, характеризуются временем нарастания (фронтом)  8 мкс и длительностью на уровне половины максимального значения 20мкс.

Зона 1.
Электронные устройства, работающие в зоне 1 защищаются от:

• Непосредственного воздействия импульсного электромагнитного поля –используется отдельный экран, который чаще всего создают соединенные между собой проводящие элементы конструкции зданий,
• От напряжений и токов молнии – элементы и схемы, ограничивающие перенапряжения, создающие так называемую основную защиту - одноступенчатая схема ограничителей перенапряжений.

Пиковые значения импульсных напряжений, возникающих в этой зоне составляют:

• В электроустановке ниже 10 кВ
• В линиях передачи сигналов ниже 6 кВ

Формы импульсных токов, используемых для испытаний ограничителей перенапряжений, такие же как в зоне 0B.

Последующие зоны
Создание последующих зон требует введения дополнительных экранов, а также очередных ступеней ограничения напряжений и ударных токов. Используются экранирующие свойства:

• Железобетонных стен помещений внутри объекта,
• Монолитных экранов помещений,
• Стальных обшивок и корпусов самих устройств.

В случае существующих и строящихся  объектов, а также объектов с чувствительными электронными системами чаще всего применяется двух или трехступенчатые системы защиты от перенапряжений.
Создавая отдельные зоны, следует обратить особенное внимание на:

• Соблюдение принципов уравнивания потенциалов инсталляций, входящих в строительный объект,
• Правильный подбор и размещение ограничителей перенапряжений разных типов,
• Принцип ограничения импульсов ниже импульсной устойчивости устройств, установленных в данной зоне.

Рис. 1. Пример трехступенчатой системы ограничения перенапряжений