Защита антенн от прямого удара молнии

Защита антенн от прямого удара молнии 

 
 На крышах строительных объектов, обладающих молниезащитной инсталляцией,  следует металлическую мачту антенны соединить у основания с ближайшим молниеприемником или токоотводом. Мачты, выполненные из непроводящих материалов, должны быть снабжены молниеприемниками , соединенными с ближайшим отводом молниеприемной сетки на крыше объекта. Антенны должны быть размещены в защищаемом пространстве, созданном: 

• металлической мачтой антенны
• металлической мачтой с дополнительным вертикальным молниеприемником  соединенным с конструкцией этой мачты (это решение рекомендуется, если зона, созданная самой мачтой не гарантирует защиты)

(Защитные зоны, созданные одиночной антенной мачтой) 

• дополнительным вертикальным молниеприемником, прикрепленным к мачтам из непроводящих материалов 

Соединяя антенну с устройством, находящимся внутри строительного объекта следует:

• применить концентрический антенный кабель
• антенный кабель подвести к объекту через общий вход всех инсталляций или поблизости главной уравнивающей шины 
• экран кабеля соединить с главной уравнивающей шиной

 
Пример рекомендуемого решения представлен на рис.

(Пример молниезащиты мачты с телевизионной антенной)

В представленном решении часть тока молнии течет в экране антенного кабеля и проникает в защищаемый объект.
 

Падения напряжения, вызванные протеканием этого тока могут угрожать защищаемому устройству, несмотря на соединение экрана антенного кабеля с уравнивающей шиной. Возникающую опасность устраняют устройства, ограничивающие перенапряжения, размещенные непосредственно перед защищаемым объектом.  

 
(Пример устройства, ограничивающего перенапряжения непосредственно перед охраняемым объектом)

Полную охрану антенн и устройств внутри объекта можно получить, не допуская проникновения части тока молнии в экран антенных кабелей. В вводимой в настоящее время европейской норме рекомендуется размещение антенных мачт в защищаемых пространствах, образованных надстройками, конструктивными элементами крыши или дополнительными приемниками, размещенными рядом с мачтами. 
В обоих случаях следует сохранять безопасные расстояния между защищаемыми мачтами и элементами, используемыми для молниезащиты. Пример такого решения представлен 

(Защита мачты и антенны от прямого удара молнии)

 
Подобные решения применяются также для молниезащиты антенн, используемых в сотовой связи. Примеры защиты антенн от прямого разряда, и защиты антенных кабелей от воздействия тока молнии приведены на рис.

 
   
(Размещение антенных мачт в защищаемых вертикальными молниеприемниками пространствах) 

 
В представленных решениях следует сохранять требуемые защитные расстояния между мачтой и антеннами, приемником и другими элементами молниезащитного устройства. 
Если сохранение требуемых защитных расстояний или создание защищаемых пространств вертикальными приемниками является трудным или невозможным реализовать, то можно применить одно из нижепредложенных решений:

• вертикальный приемник и токоотводы крепятся к защищаемой мачте, безопасное расстояние между этим отводом и защищаемым объектом обеспечивают соответствующим образом подобранные изоляционные дистанцирующие элементы
• для отведения токов молнии используются токоотводы с изоляцией с полупроводящим покрытием

 
Применяя токоотводы в изоляции высокого напряжения следует ограничить скользящие разряды на поверхности изоляции. Этого можно достичь:

• повышая начальное напряжение скользящих разрядов, (например, толщину изоляции отвода)

• применяя экраны в изоляции токоотвода (например, тонкую металлическую фольгу внутри изоляции)

• изменяя распределение напряженности электрического поля в месте появления скользящих разрядов

Два первых метода не нашли до сих пор практического применения при производстве токоотводов , используемых в целях молниезащиты. 
В случае третьего метода, улучшение распределения электрического поля в месте появления скользящих разрядов можно получить, применяя токоотводы в изоляции высокого напряжения с токопроводящим или полупроводящим покрытием. 
 Такой способ защиты от скользящих разрядов применен в токоотводах HVI (High Voltage Insulated), производящихся фирмой DEHN. 
Эти токоотводы имеют изоляцию высокого напряжения, покрытую полупроводящим слоем и ее можно применять в случае необходимости монтирования токоотводов рядом с заземленными проводящими инсталляциями или устройствами. 
Применение таких токоотводов устраняет требование сохранения безопасных расстояний, составляющих около 0,75 м для расстояний в воздухе и около 1,5 м для расстояний в твердом диэлектрике. 
Основные параметры токоотвода HVI представлены в таблице

 
Основные параметры токоотвода HVI

Параметр	Значение
Эквивалентное безопасное расстояние	0,75 м - воздух,1,5 м- твердый диэлектрик
Внешний диаметр	20,0 /23,0 мм
Минимальный радиус изгиба	200 мм
Температура монтажа токоотвода	> 00 С
Максимальный нажим	950 N
Внутренний токоотвод	19 мм2  Cu
Внешнее покрытие	Черное или серое ПХВ 22

 
 
Производитель также обеспечивает кабелями с удобными для монтажа концами (рис.24) и 
соответствующим образом смонтированными и распределенными по длине кабеля скобами 
для уравнивающих соединений с заземленными элементами.

 
 
 
(Готовые токоотводы в изоляции высокого напряжения с различными концами и скобами для монтажа)

 
Токоотводы в изоляции могут заменить представленные классические решения с креплением 
изоляционных кронштейнов

   
(Защита антенн от прямого удара молнии, a) использование вертикального молниеприемника и токоотвода, отстоящего от мачты, b) вертикальный 
молниеприемник с кабелем высокого напряжения )

 
Пример использования токоотводов HVI для защиты антенн базовых станций сотовой связи 
представлен

  
 
(Пример использования кабеля в изоляции высокого напряжения, покрытой 
полупроводящим материалом, для отвода тока молнии)

Если количество размещенных на крыше устройств значительно, то оптимальным решением может оказаться создание молниеприемной сетки над всей поверхностью крыши.  

 
(Молниезащита устройств на крыше строительного объекта)

 Если нельзя создать молниезащиту , исключающую прямое воздействие тока молнии на устройства, установленные на крыше объекта , то можно применить одно из нижеследующих решений: 

• в проводящих инсталляциях, через которые ток молнии может попасть в объект (напр., трубы системы климатизации и вентиляции), следует применить изоляционные элементы с длиной (толщиной) по крайней мере вдвое большей требуемых безопасных расстояний 

• в местах сближения молниезащитных инсталляций и защищаемого устройства или системы следует применить выравнивающие соединения непосредственно или с помощью искровых разрядников 

"Анджей Сова" 

www.dehn.de