В настоящее время существует множество устройств грозозащиты. Но как показывает практика, эффективность их работы низка. Наглядным примером служит случай, когда при прямом ударе молнии в воздушную линию проводного вещания в многоэтажном доме была уничтожена большая часть аппаратуры, в том числе и не имевшая никакого отношения к вещанию.
Анализ разрушений выявил следующую картину: при прямом попадании молнии в линию проводного вещания разряд насквозь прожег магистральный трансформатор 240/30 В и далее, по внутренней проводке дома, через несколько трёхпрограммных громкоговорителей попал в электросеть. В свою очередь телефоны с АОН послужили проводниками разряда из электросети в телефонный кабель, со всеми вытекающими последствиями. Следует добавить, что при таком развитии событий все элементы защиты (разрядники, предохранители и т. п.) исправно сработали, ничего при этом не защитив и только подтвердив один из законов Мерфи: "Всякое устройство, защищаемое предохранителем, как правило, сгорает первым, защитив собой предохранитель".
И если описанные выше явления объясняются непосредственным прохождением разряда по цепи "провод - устройство - другой провод" либо индуктивно наведенной ЭДС в соседних проводах, то отключенный от электросети музыкальный центр, в котором вышел из строя усилитель мощности, сначала вызвал недоумение.
Разгадку подсказала дипольная антенна, разъем которой "висел в воздухе". При ударах молнии в землю на расстоянии нескольких километров в разъеме проскакивала мощная искра между центральным штырем и корпусом разъема, что свидетельствовало о напряженности поля в десятки киловольт на метр.
Таким образом, музыкальный центр получил свои киловольты из "дипольной антенны", образованной проводами разнесенных в стороны акустических систем.
А теперь представьте компьютер, подключенный к электросети, телефонной линии, радиостанции с наружной антенной и еще к чему-либо. При стандартных системах защиты молнии, видимо, не обязательно попадать в клавишу "ENTER", чтобы уничтожить то, что стоит подороже.
Для надежной защиты аппаратуры необходимо следовать двум основным (в добавление к надежному заземлению) правилам: исключить возможность сквозного прохождения разряда через устройство, создав для него цепь между "землёй" и линиями внешней связи, минуя защищаемое устройство, и избегать, по возможности, образования диполей из проводов.
На основе этих принципов, лет десять назад, было разработано устройство защиты, которое еще ни разу не подвело, выдержав десятки гроз (см. рисунок).
|
Как видно из схемы, устройство состоит из отдельных ячеек, монтированных на общей шине заземления, число которых может быть любым, в соответствии с числом внешних линий. Ячейки для телефонной линии и сетевого электропитания имеют одинаковую схему, отличаясь только рабочим напряжением используемых конденсаторов, которые здесь выполняют не только роль фильтрующих элементов, но и как дополнительные "пробиваемые" разрядники при перенапряжениях. Все искровые вакуумные разрядники F1 -F4 - одинаковые, имеющие напряжение пробоя 300...350 В (с коаксиальными разъемами). Антенные ячейки содержат только разрядники и предохранители, номинал которых выбирается исходя из мощности передатчика. Через них также можно подключать приемные антенны.
Конструктивно устройство выполнено на П-образном металлическом шасси. На одной боковой стенке устанавливаются все входные разъемы (на схеме они слева), на другой - выходные (справа). Ламповые панели типа ПЛК-7 под разрядники установлены сверху шасси. Остальные элементы монтируют навесным способом, проводами минимальной длины, с разносом входных и выходных цепей как можно дальше друг от друга. Ячейки разделены между собой сплошными металлическими перегородками. Трансформаторы Т1 и Т2 намотаны на кольцевых магнитопроводах диаметром 15...20 мм из феррита марки 2000НМ и содержат обмотку 2x20 витков провода МГТФ-0,5.
Собранное устройство можно расположить в любом удобном месте, подключив к отдельному заземлению. Провода, соединенные с корпусами аппаратуры, подключают только к винтовым зажимам ХТ10 и ХТ11, находящимся на шасси защитного устройства. И в заключение - о замене разрядников. Используемые в данной конструкции разрядники от телефонных станций УАТСК 50/200 имеют явно завышенное, применительно к современной полупроводниковой аппаратуре, напряжение пробоя, поэтому лучше их заменить импортными Т83-А90Х-F1, F2, F4 и Т83-А350Х-F3.