Грозозащита для антенн в частном доме

Всегда ли нужно заземление?

Многие из нас считают, что громоотвод, установленный на крыше, способен защитить бытовые приборы от молнии. Здесь не все так. Грозозащитный разрядник действительно защищает здание от грозы, так как принимает и отводит в землю основной удар молнии – высоковольтный разряд.

Но прежде чем это произойдет, достаточно создать электромагнитное поле в грозовом разряднике, образуются блуждающие токи, которые могут вызвать перенапряжение в электросети дома и в ЛЭП.

Антенна, установленная на здании, не оборудованном молниезащитой – это очень высокая вероятность попадания молнии в антенну и риск поражения электрическим током.

Чем опасны грозы? Для антенной системы и ТВ-приемников, взаимодействующих с ней, угрозы могут распространяться по следующим сценариям:

• взаимодействие электромагнитного поля грозового разряда с петлями проводов, находящихся в здании;
• если мачта антенны не заземлена, то при прямом попадании в антенну ток молнии может проникнуть в здание. Протекает через различного рода проводящие установки, повреждает в них устройства;
• прямой удар молнии в провода питающих здание линий электропередач;
• разряд в непосредственной близости от объекта может представлять угрозу из-за частичного поступления электричества молнии по закопанным в землю проводникам.

Домашняя телевизионная система очень уязвима к скачкам напряжения во время грозы. Поэтому заземление антенны является одним из важных мероприятий в комплексе защиты, но не единственным.

Нормативы, регламентирующие молниезащиту

На сегодняшний день подавляющее большинство работ, выполняемых квалифицированными специалистами по молниезащите антенн, учитывают требования европейских стандартов, введенных Европейским комитетом по электротехнической стандартизации CENELEC. В первую очередь речь идет о положениях стандарта EN 50083-1.

Этот документ регламентирует основные меры защиты от последствий грозового разряда, поразившего антенну. Важно понимать, что положения этого стандарта распространяются только на устройства, стационарные или устанавливаемые в кемпингах. Они не распространяются на любительские радиостанции, работающие на платформе VSAT.

В дополнение к вышеизложенному важно учитывать положения еще двух нормативных документов: ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010 и ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010. Положения в эти документы внесены Росстандартом приказом 795-ст от 30.11.10.

Нормативные требования

Требования электробезопасности, предъявляемые к телевизионным системам и кабельным сетям, можно найти в «Правилах устройства электроустановок» (7-е издание), а также в инструкции РД 34.21.122-87. Меры, перечисленные в этом основном регламенте, касаются защиты антенных систем, включая спутники, от атмосферных явлений и грозовых разрядов.

Разновидности молниезащиты

Заземление антенны, будь то в частном секторе или в городской высотке, — это способ «закопать» часть энергии на ближайшем газоне в случае прямого удара молнии. Метод естественный, но не стопроцентный. Есть несколько мер предосторожности, которые успешно применяются в телевизионных сетях — использование специальных устройств молниезащиты.

Смотрите сами: телевизор, подключенный к электросети, имеет гнездо для антенны. Таким образом, даже отключенное от сети устройство может выйти из строя, если в антенну ударит молния. Антенный провод перед входом в здание должен пройти через элементы защиты от перенапряжений. Модули коаксиальной защиты специально разработаны для обеспечения молниезащиты коаксиального кабеля.

Чтобы молниезащита коаксиального кабеля была эффективной, все кабели в вашей домашней телевизионной сети должны быть защищены.

Устройство грозозащиты

Если ваша антенна возвышается одна над крышей и это самая высокая точка на вашем участке, вам необходимо комплексно подойти к защите своего имущества и видеотехники. Во-первых, вам нужно оборудовать крышу вашего дома токоотводом молниеотвода (в идеале – медного стержня, диаметром от 8 мм).

Для его фиксации на крыше монтируются металлоконструкции – держатели. Приемник подключается к токоотводу, а он к заземлителю. Это может быть отдельная цепь, а могут быть и заземляющие электроды на вашем участке, если проводку заземляли в доме.

Второй этап молниезащиты — молниезащита видеоцепей — целое семейство микроустройств, работающих по принципу предохранителя, который устанавливается в виде коаксиального отрезка в разрыв кабеля. Целью любой молниезащиты является нейтрализация электромагнитного воздействия при попадании молнии в антенную установку.

Конструкция молниезащиты телевизионных систем такова, что при прохождении через нее высокого напряжения ее чувствительный элемент — плавкая вставка или баллон с газом — разрушается, и модуль выпадает из телекоммуникационной цепи, открывая ее.

Для всех кабелей требуется правильный выбор подходящей защиты от перенапряжения, чтобы не ухудшить полезный сигнал и в то же время обеспечить эффективную защиту.

Нормативные документы для молниезащиты антенн

Часто антенна защищена только заземляющим проводом. Теория и практика показывают, что этого явно недостаточно. Современная защита телевизионной антенны должна соответствовать стандартам электротехнической стандартизации CENELEC, изложенным в стандарте EN50083-1, и положениям, приведенным Росстандартом в ГОСТ Р IEC62305.

Применение указанных в этих документах способов защищает антенны и приемные устройства не только от прямого воздействия молнии, но и от токов, наводимых при электрической связи и работе высоких потенциалов.

Внешние способы грозозащиты телеантенн

Приемную ТВ-антенну с петлевым вибратором защищают от молнии путем соединения средней точки вибратора и оплетки коаксиального кабеля с верхней частью металлоконструкций мачты или крыши, разумеется, если крыша покрыта железо.

Этот способ предусматривает наличие контура заземления, к которому присоединяется нижняя часть металлической мачты или металлической крыши.

Заземлитель размещается в земле и представляет собой замкнутую цепь из металлической полосы и заземлителей, выполненную чаще всего в виде равностороннего треугольника.

В качестве заземлителей используются металлические элементы, которые соответствующим образом забиваются в землю на глубину 1,5÷2,0 метра тяжелой кувалдой, это могут быть уголки с толщиной полки не менее 4 мм, гладкие или гофрированные стержни диаметром более 10 мм или трубы.

Заземлители располагаются в углах треугольника и соединяются металлической полосой толщиной не менее 4,0 мм в единую цепь с помощью электросварки. На поверхность земли выводится контакт, к которому подключается токоведущая шина.

Допускается простое заземляющее устройство, состоящее из двух металлических стержней длиной 3,0 м, вбитых в землю на расстоянии не менее 5,0 м друг от друга и соединенных металлической полосой. Нормы запрещают использовать в качестве заземления подземные коммуникации в виде водопроводных и других металлических труб.

В старых нормативных документах можно было встретить такие схемы заземления телевизионных антенн, как показано на рисунке справа. Все они имеют право на существование, единственное, глубина забивки стержней должна обеспечивать необходимое сопротивление заземления, а это зависит не только от конструкции, но и от характера грунта.

Для заземления мачты, имеющей участки из диэлектрических материалов, прокладывается проводник диаметром 5 мм, который подключается к контуру заземления. При размещении на частном доме нескольких приемных антенн их можно подключать к общему контуру заземления при условии, что антенны размещены не дальше 20 метров друг от друга.

Для предотвращения проникновения наведенного тока в помещение осуществляют мероприятия по выравниванию потенциалов. Для этого все токопроводящие элементы антенны и оболочки, подключенные к ней кабели подключаются к контуру заземления.

Внутренняя защита телевизионных антенн

Проблема часто заключается в том, что антенна доминирует над окружающими зданиями, что затрудняет или делает невозможным размещение ее под защитным конусом основного молниеотвода. Кроме того, даже надежная защита не исключает влияния электромагнитных сил молнии на электрическую связь антенны, учитывая малые расстояния между токоотводом и самой антенной.

Измерения показывают, что ЭДС в проводах достигает 1000 вольт только в радиусе 2,0 метра от разрядных палуб. На пути к земле часть наведенного тока попадает в ответвительный кабель и по нему на блок приемника или антенный усилитель, если таковой установлен.

Учитывая это, соединение антенного кабеля и ТВ-приемника напрямую — бомба замедленного действия. Для предотвращения попадания токов в приемную аппаратуру применяют специальные устройства, в которых искровые разрядники, ограничители перенапряжений и варисторы собраны в общем корпусе.

Устройство монтируется в разрезе ответвительного кабеля, разрядник может пропускать пульсирующий ток до 2,5 кА, а перенапряжение снижается до безопасного уровня с помощью варистора.

Также возможна передача постоянного напряжения до 24 вольт. Для защиты источника питания от наводок используются специальные устройства (УЗП) или средства местной защиты.

Последние просты в использовании, достаточно подключить такое устройство к розетке, подключить к нему ТВ-приемник, использовать антенные кабели и защита обеспечена.

На рисунке справа показан такой локальный адаптер устройства (конкретно в данном случае от DEHN+SOHNE), а ниже — схема защиты телевизионного оборудования без использования внешней системы молниезащиты.

Достаточно надежным способом снижения токов наводки и обеспечения стабильных условий работы антенного кабеля является размещение его части внутри стойки, на которой размещена антенна. При этом все металлические элементы антенны заземляются для предотвращения прохождения тока молнии по коаксиальному кабелю, который для этого не предназначен.

Практически отсутствует опасность пробоя металла или расплавления антенны при прямом разряде, так как сечение вибратора не используется ниже значения, допускаемого стандартами для алюминиевых токоотводов при воздействии прямого удара молнии (25 мм²).

Нормы не запрещают использовать антенную стойку для размещения громоотвода, необходимо только соблюдать безопасное расстояние между молниеприемником и антенной, которое рассчитывается по формулам, приведенным в ГОСТ IEC62305-3.

В этом случае за счет того, что громоотвод расположен на стойке антенны, можно значительно уменьшить высоту, а значит сэкономить. Правда, на изолированный взрывозащищенный токоотвод придется потратиться.

По возможности все же желательно не превращать антенну в громоотвод. Тогда вам не придется чинить деформированные патрубки вибраторов или с сожалением смотреть на оплавленные отверстия в зеркале спутниковой антенны.

Специально установленный молниезащитный разрядник лучше еще и тем, что он убирает токопроводы тока молнии от кабелей к антенной системе, и уже одно это снижает уровни электромагнитных наводок.

Как делать заземление ТВ антенны на даче

Дачные дома и антенны, которые устанавливают на них дачники, являются весьма уязвимыми целями в грозу: поблизости вряд ли найдется достаточно высокая «приманка» для молнии (высокие старые деревья, вышки мобильных операторов и т.п.). Особенно, если дачное хозяйство расположено на земле, которая только осваивается.

Если в непогоду на антенну попадет прямой электрический разряд, даже установленный рядом громоотвод не защитит ни телевизор, ни тюнер в доме. Выброс обязательно дойдет до ближайших розеток. И здесь речь идет о спасении дома, а не техники.

Громоотвод это конечно хорошо, но от наведенных импульсов и статического электричества он не защитит. Поэтому национальная антенна должна быть надежно заземлена, иметь свой контур заземления.

Как это сделать? Сейчас очень популярен штыревой тип заземления. В готовом заводском комплекте вы, скорее всего, найдете именно в нем этот тип заземлителя. Он поставляется с собственной инструкцией, чтобы вы не ошиблись во время установки.

1. Для тех, кто привык все делать сам: подготовьте контур заземления: металлическая арматура диаметром от 20 мм (подойдет сталь, нержавейка, медь). Кабель-провод (ПВ-16,0 кв.м.), как антенный контакт с заглубленным контуром.
2. Забейте заземлитель на глубину до двух метров, оставив конец металлического стержня на высоте 20 см над землей. К нему нужно подключить провод с помощью зажима или сварки. Подключите другой конец токоприемника к антенне.

Заземление ТВ-антенны в квартирах

Сделать заземление антенны в квартире панельного дома несложно. Ведь такие дома изготавливаются по типовым чертежам, их технические системы оборудованы в строгом соответствии с государственными стандартами. Поэтому они принимают адекватные меры безопасности.

Вам нужно найти специальную цепь, к которой подключены мачты антенн общественного транспорта, и подключить антенну к этой общей цепи заземления.

Молниеприемник

Если мачта антенны заземлена, она будет играть роль громоотвода.

Токоотвод

Это провод, который проводит ток молнии к заземлителю. В качестве токоотвода используется одножильный провод минимального сечения:

• медь 16 мм² (изолированная или неизолированная)
• 25 мм² алюминий (изолированный)
• сталь 50 мм.

Выбор метода заземления антенны зависит от нескольких факторов:

• конструкция антенного стержня
• тип крыши
• где находится оборудование.

Если антенна установлена ​​на заземленной металлической кровле, то для заземления достаточно подключить к кровле металлическую мачту или отдельный громоотвод.

Иногда антенну размещают на отдельной деревянной мачте, стоящей на земле, тогда в качестве токоотвода используется провод, проложенный вдоль мачты и соединенный с вкопанным в землю заземлителем.

Если антенна размещается на неметаллической крыше, токоотвод прокладывается вдоль стены дома и заземляется так же, как и в предыдущем варианте.

Заземлитель

Для заземляющего устройства выкапывается яма глубиной 2–3 м, в которую помещается заземляющий электрод. В качестве заземлителя обычно используют металлические пластины, трубы, арматуру, толстую металлическую проволоку и т д.

Лучшим заземлителем является отрезок толстостенной трубы длиной 1,5–2 м. Стальной проводник диаметром не менее К заземлителю необходимо приварить 5 мм, конец которого обычно крепится к стене дома (к этому концу подсоединяется провод токоотвода).

Читайте также: Контур заземления нормы пуэ: схемы устройства, конструкция контура, правила монтажа

Что нельзя делать при заземлении

Как известно, русский народ хитрит на выдумки. Часто эта уловка оборачивается против самих владельцев. Распространенный миф об организации квартирного заземления с помощью перемычек в розетке — хороший тому пример.

Из-за технической неосведомленности, а чаще наглости, граждане предаются различным ухищрениям, не имеющим ничего общего с электробезопасностью. Когда дело доходит до заземления домашней телевизионной сети на случай грозы, знайте, что ни один квалифицированный электрик не посоветует вам сделать следующее:

• прикрепить стойку телевизионной антенны к вентиляционному каналу дома или к дымоходу;
• прикрепите антенные удлинители рядом с электрическими кабелями или водопроводными трубами;
• использовать строительные инженерные системы, такие как заземление. Представьте, что может произойти, если в газопровод попадет мощная электрическая искра!

Многие видели в фильмах, что происходит, когда фен попадает в полноценную ванную комнату. Такого же эффекта можно ожидать, если молния попадет в водопроводную или дренажную сеть.

Уравнивание потенциалов

Наружные фидеры, мачты, различные антенны, находящиеся полностью или частично за пределами охранной зоны, подвержены риску поражения молнией. В результате требуется специальная система, чтобы избежать опасной разности потенциалов. Для этого предусмотрены следующие защитные барьеры:

1. Заземление телевизионных антенн, благодаря которому заземляющий электрод соединяется с металлической стойкой. На нем установлена ​​антенна.
2. Возможное выравнивание. Цель достигается подключением к заземленной мачте и отходящим от нее кабелям. Если опора антенны находится рядом со зданием, оборудованным молниезащитой, их соединяют в одну.

При отсутствии в конструкции системы молниезащиты заземление антенны осуществляется следующим образом:

1. Установить заземление.
2. Подключите заземляющее устройство к антенне с помощью провода. В этом случае выбирается кратчайшее расстояние между двумя точками.

Примечание! Если провести провод со значительными изгибами вокруг препятствий, неизбежна серьезная разность потенциалов. В этом случае из-за грозовых разрядов в проводниках возникнет индуктивность. В связи с этим возможно искрение, что небезопасно с пожарной точки зрения.

Для защиты антенны от молнии рекомендуется использовать устройства с максимальной степенью контакта с землей. К таким заземлителям относится, например, модель ZANDZ ZZ-000-015.

Все токоотводы от молниеотводов (кабельные и стержневые) подключаются к заземлителю. Последний включает не менее двух вертикальных электродов. Длина каждого из них не менее 3 м. Вертикальные электроды соединены между собой с горизонтальными (длина от 5 м). Рекомендуемое сечение для медного электрода составляет от 16 до 50 мм, а для стального электрода от 50 до 80 мм.

Рекомендации по установке антенны

Выбор места крепления телевизионной антенны и ее ориентация в помещении зависит от многих факторов, в том числе:

• тип антенны;
• расположение земли;
• характер местности;
• интенсивность внешних помех;
• помехи, вызванные индикаторами питания, типа AFU.

При установке ТВ-антенны на крыше в качестве основания обычно выступает мачта. Стальная труба диаметром ок. 35-40мм подходит как таковой.

Альтернативой металлическому изделию может стать дерево – из бруса (50 х 50 мм). Такая мачта крепится к стропильным балкам. Приемное устройство должно возвышаться над крышей не менее чем на 2 м. Если выбран деревянный брус, по нему прокладывают толстый медный провод или шину.

Другой конец цепи подключается к заземляющему устройству, которое представляет собой либо сборную шину, либо заземляющие проводники, закопанные в землю.

Чего не делать:

1. Прикрепить мачту антенны к вентиляционным каналам или дымоходам, к электроинфраструктуре, стойкам с кабелями связи, веткам.
2. Прикрепите провода к приемному блоку так, чтобы они располагались вблизи вибраторов, электрических проводов, водопроводных труб или подоконников.