Индивидуальные телевизионные антенны широко применяются в частных загородных домах и на дачах. Довольно часто эти устройства используются и во время грозы, когда совсем не хочется отрываться от просмотра интересной передачи. Такие действия представляют определенную опасность, тем более при отсутствии молниезащиты. Поэтому в целях безопасности самой антенны и аппаратуры, установленной в доме, проводятся различные защитные мероприятия. Среди них особенно популярна грозозащита для антенны, которая считается одним из наиболее эффективных средств.
Грозозащита телевизионных антенн определен нормативами электротехнической стандартизации CENELEC, стандартом EN50083-1 и положениями Росстандарта, отраженными в ГОСТ Р МЭК62305. Приведенные здесь методы обеспечивают защиту антенн и приемных устройств не только от прямых ударов молнии, но и от наведенных токов и высоких потенциалов, попадающих в электрические коммуникации различными путями.
Грозозащита антенн внешними способами
Защита приемной телевизионной антенны от ударов молнии осуществляется следующим образом: средняя точка вибратора и оплетка коаксиального кабеля соединяется с металлическими конструкциями в верхней части мачты. Для этих же целей может использоваться металлическая кровля. В этом случае потребуется устройство заземляющего контура, соединяющегося с металлической крышей или нижней частью мачты.
Конструкции заземления выполняются в виде замкнутого контура, укладываемого в землю. В его состав входит металлическая полоса и заземлители, расположенные равносторонним треугольником. Для изготовления заземлителей могут использоваться уголки, трубы, гладкая или рифленая арматура. Они соединяются между собой с помощью металлической полосы в общий контур методом сваривания. На поверхности земли остается выведенный контакт для соединения с токоотводными шинами.
Для простого заземления, допустимого к использованию, потребуется всего два металлических стержня по 3 метра каждый, забиваемых в землю на расстоянии 5 метров между собой. Оба они соединяются с помощью металлической полосы. Стержни должны забиваться на такую глубину, которая бы обеспечила необходимое сопротивление заземления. При этом следует учитывать не только конструкцию контура, но и особенности грунта. В соответствии с нормативными документами, запрещено использование для заземления подземных коммуникаций, в состав которых входят различные металлические трубы.
Заземление мачты осуществляется за счет прокладки проводника диаметром 5 мм, соединенным с заземляющим контуром. Если на крыше частного дома расположено сразу несколько телевизионных антенн, все они могут соединяться с общим заземляющим контуром. При этом, каждая антенна должна располагаться не более чем в 20 метрах друг от друга. С контуром заземления соединяются и все токопроводящие части антенн и оболочки подключенных кабелей. Это позволяет предотвратить проникновение наведенных токов внутрь помещений и обеспечить выравнивание потенциалов.
Методы внутренней защиты телевизионных антенн
Все телевизионные антенны располагаются значительно выше окружающих зданий, что существенно осложняет их защиту из-за невозможности воспользоваться защитным конусом молниеприемника. Во многих случаях даже наличие, казалось бы, надежной защиты, не может предотвратить воздействие электромагнитных сил на электрические части антенны в результате удара молнии. Это связано с незначительными расстояниями между самой антенной и токоотводом.
После проведения замеров было установлено, что ЭДС, возникающая в проводах, может достичь величины 1000 вольт в радиусе всего лишь 2-х метров от токоотвода. При отводе в землю, наведенный ток частично попадает в кабель, а уже по нему в антенный усилитель или непосредственно в приемное устройство.
Таким образом, антенный кабель становится потенциально опасным для телевизионного приемника. Для того чтобы токи не попали в приемную аппаратуру, используется конструкция состоящая из ограничителей перенапряжения, искровых разрядников и варисторов. Монтаж таких приборов осуществляется в разрез кабеля снижения. При этом, разрядник способен выдерживать значение импульсного тока до 2,5 кА, а варистор снимает перенапряжение до безопасного уровня.
Эти устройства дают возможность передавать постоянное напряжение в пределах 24 В. Чтобы защитить блок питания от наведенных токов используются локальные защитные средства или УЗИП устройства для защиты от импульсных перенапряжений. Локальный защитный прибор вставляется в розетку, после чего к нему можно подключать телевизор с антенным кабелем.
Одним из эффективных способов снижения наведенных токов является частичное помещение антенного кабеля внутрь стойки, на которой закреплена сама антенна. При этом должно быть выполнено заземление всех металлических элементов антенны, чтобы ток молнии не смог пройти через телевизионный кабель, не рассчитанный на такие нагрузки. При прямом попадании разряда антенна не будет оплавлена, а металл не окажется пробитым, поскольку вибратор имеет сечение, допускаемое нормами и легко выдерживающее такие удары.
Установленные нормы разрешают применять антенную стойку для установки и крепления на ней молниеприемника. Основным условием является соблюдение расстояния между приемником и антенной, обеспечивающего необходимую безопасность. Этот размер определяется путем вычислений при помощи специальных формул, размещенных в ГОСТе МЭК62305-3. Размещение молниеприемника на стойке антенны позволяет значительно снизить его высоту, что даст определенную экономию материалов. Однако, дополнительно придется покупать взрывобезопасный изолированный токоотвод.
Специалисты не рекомендуют совмещать антенну с молниезащитой. Молниеотвод, установленный отдельно, и так снижает токовые наводки за счет удаленного расположения токопровода.