Антенна и заземление. Схема, описание

Указанный вопрос приобретает особую остроту тогда, когда речь идёт о выполнении должным образом защиты домашней антенны. Антенны классического вида чаще размещаются на крышах объектов, антенны спутниковые - чаще вывешиваются на балконах, либо наружных стенах здания. Хотя существует варианты их установки на крыше. Объясняется это тем, что заземление антенн, установленных на предприятиях, предусматриваются ещё на стадии проектирования, и требования по данному вопросу достаточно подробно сформулированы в СО 153-34.21.122-2003 , для объектов сотовой связи - в
РД 45.162-2001 (Ведомственные нормы технологического проектирования).
Антенны размещаются открыто, что позволяет говорить о весьма высокой вероятности попадания в них молнии. Для минимизации негативных последствий подобного события применяются специальные меры технической защиты конструкции антенны, например: комплексное проведение выравнивания потенциалов, заземление установки. Практика показывает, что эффективная защита всех подключённых устройств, которые имеют высокую чувствительность, возможно только при выполнении предварительного подключения приборов, защищающих от перенапряжения.

Нормативы, регламентирующие молниезащиту

На сегодняшний день подавляющее большинство работ, которые проводятся квалифицированными специалистами, обеспечивающими молниезащиту антенн, учитываются требования европейских нормативов, введённых Европейским комитетом электротехнической стандартизации CENELEC. В первую очередь, речь идёт о положениях стандарта EN 50083-1. Этим документом регламентированы основные меры защиты от последствий разряда молнии, попавшей в антенну. Важно понимать, что положения указанного норматива распространяются только на устройства постоянные, либо смонтированные в кемпингах. Они не относятся к любительским радиостанциям, работающим на платформе VSAT. Кроме вышеназванного следует обязательно учитывать положения ещё двух регламентов: ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010 и ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010. Положения настоящих документов Росстандарт ввёл своим приказом 795-ст, который датирован 30.11.10.

Заземление антенн и уравнивание потенциалов

Внешние фидеры, мачты и собственно антенны любых типов, располагающиеся полностью или частично вне зоны защиты, относятся к объектам, в которые может попасть молния. Этим обусловлено требование об исключении проникновения тока от антенны внутрь помещения с помощью специальной системы, предотвращающей возникновение между её частями разности потенциалов, предоставляющих опасность. Для чего выполняются следующие мероприятия:

заземление ТВ-антенн, обеспечивающее соединение заземляющей установки с выполненной из металла стойкой, на которой закреплена сама антенна. Выполняется это с помощью специального заземляющего провода;
уравнивание потенциалов, которое выполняется путём соединения заземлённой мачты и всех исходящих от неё коаксиальных кабелей.

Если антенная мачта расположена в непосредственной близости от здания, имеющего молниезащиту, то она напрямую соединяется с последней.
Если молниезащиты в здании нет, первоначально монтируется заземляющее устройство, которое, далее соединяется специальным проводом по кратчайшему расстоянию непосредственно с антенной.
Важно помнить, что провод, проложенный в обход тех или иных элементов строения, может генерировать значительную разность потенциалов, обусловленную возникающей от разряда молнии индуктивности в проводах. А это, в свою очередь, может стать причиной возникновения искровых разрядов. В качестве заземлителей применяются проводящие элементы (один или несколько), имеющие максимальную поверхность соприкосновения непосредственно с землёй. Например, заземлитель на основе комплекта модульного заземления ZANDZ ZZ-000-015 ,
Каждый токоотвод от стержневых и тросовых молниеприемников должен быть присоединен к заземлителю, состоящему минимум из двух вертикальных электродов длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом длиной не менее 5 м. Он заглубляется минимум на 500мм и должен иметь минимальное поперечное сечение для меди, равное 50мм 2 , а для стали - 80 мм 2 .

Где будет стоять антенна на вашем участке, и каким образом следует её ориентировать, зависит от достаточно большого количества внешних факторов. Основными можно считать:

тип выбранной вами антенны;
местоположение участка;
состояние местности (рельеф);
уровни и виды внешних помех;
помехи, обусловленные параметрами питания, видом АФУ и т.п.

Если антенна монтируется на крыше, то, в качестве основания, используется мачта небольшой высоты из металлической трубы диаметром до 40мм, либо мачта из деревянного бруса (50*50), закреплённая на стропильных балках. Антенна в указанных случаях поднимается над верхней точкой крыши на 2000мм или более.

ЗАПРЕЩЕНО:

крепить антенну (её мачту) к вентиляционным каналам и дымоходам, к электрическим «гуськам» и телефонным стойкам, а также к слуховым окнам.
крепить растяжки антенны таким образом, чтобы они проходили близко от её вибраторов, либо электропроводки, к трубам системы водоснабжения или подоконникам.

Виды существующей молниезащиты

Заземление спутниковых тарелок и антенн классических типов осуществляется по одной из двух базовых классических схем:

Традиционная молниезащита (пассивная).
При минимальных финансовых вложениях, относительно простых технологиях монтажа и последующего обслуживания позволяет достаточно надёжно выполнить защиту антенн от молний.
В состав подобной системы защиты входят токоотводы , молниеприёмники, заземлители , которые сведены в единую электрическую цепь. В качестве молниеприёмников чаще всего используют стержневые и сетчатые молниеприёмники.
Внутренняя молниезащита.
Данное определение включает весь комплекс работ по защите расположенных внутри помещения элементов электропроводки и оборудования от частичных токов и/или наводок, которые, преодолев внешние системы защиты, могли проникнуть через существующие системы коммуникации. При этом возможность возникновения негативных воздействий подразделяют на следующие группы: o разряд молнии непосредственное воздействовал на электроаппаратуру (попадание через линии питания, кабели связи, заземление и т.п.); o электромагнитные наводки, имеющие разнообразную природу.

Согласно существующей в настоящее время зонной концепцией, к рассматриваемой группе молниезащиты относят три зоны защиты. На границах зон устанавливаются специальные УЗИП (защитные устройства), которые подразделяются на УЗИП 1,2 и 3 классов.

Требования по молниезащите

Если антенна «А» установлена вне зоны, защищённой громоотводом, то потребуется выполнить ряд мероприятий защитного характера, для выполнения молниезащиты ТВ-антенн и спутниковых тарелок.
Перечень указанных мероприятий прямо зависит от ряда внешних факторов:

конструкции опоры для монтажа антенны;
типа кровли жилища;
места, где данное оборудование размещено.

Если «А» смонтирована на кровле со штатным заземлением (металл), то мачта крепления «А», просто соединяется с кровлей, что обеспечивает заземление антенн на даче. Многие антенны имеют в качестве УСС вибратор петлевой.

Основными элементами системы молниезащиты антенн, общими практически для любых конструкций, являются заземляющее устройство и токоотвод. Эти элементы не должны оказывать негативного влияния на работу антенны. Для этого токоотвод подключается обязательно к месту «нулевого потенциала», которое может находиться в различных местах конструкции антенны.
Если точка с «0» потенциалом отсутствует, в электросхему установленной «А» вводится дроссель (Д) с большим показателем индуктивности, который подключается к специальным клеммам антенны. Середина отвода (Д) является искомой точкой.

На мачте из деревянного бруса, предварительно прокладывается толстый металлический (лучше медный) провод для отведения токов, диаметр которого не может быть менее 5мм, либо медную шину аналогичного сечения. 2-ой конец заземляющего контура подключается к заземлителям. Роль таковых может выполнять сама шина, либо вкопанные в землю элементы заземляющего устройства.

Отвечая на вопрос, нужно ли заземление на даче, можно однозначно сказать, что нужно, если на даче есть хотя бы несколько мощных электроприборов и розеток.

Для проверки вам понадобится омметр и молоток.

Прежде чем переходить непосредственно к проверке, обратите внимание на то, что разделители бывают контурные и выносные. Разница состоит в том, что выносные заземлители расположены за пределами здания, а контурные – по всему периметру дома. Обычно контурные прокладываются по стенам дома.
Теперь необходимо осмотреть места соединений контактов между заземлителями и заземляющими устройствами. Простучите небольшим молотком места соединений и проверьте, нет ли разрывов.
При помощи омметра измерьте сопротивление – нормальный показатель сопротивления составляет 0, 05 Ом.
Переносные заземления состоят из зажимов, которые и присоединяются к заземляемым приборам. Проверять их следует один раз в квартал, тогда как стационарные – после каждого ремонта или не реже одного раза в 10 лет.

Для дачи отличным вариантом будет создание заземляющего контура. Его легко можно смонтировать самостоятельно. Комплект заземления для дачи представляет три стальных электрода, которые необходимо вбить на глубину полтора – два метра. Между собой эти электроды должны быть приварены при помощи стальной балки.

Разноска электрода обычно колеблется от метра до трех. Размер зависит от грунта, чем больше в нем воды, тем меньше можно делать расстояние между электродами. Сейчас несложно купить комплект заземления для дачи, в который обычно входят стальные электроды на резьбовых соединениях.

Иногда на эту тему можно узнать много полезного, электроды не вбивают в землю, а закладывают в пробуренные скважины. При этом после монтажа скважины нужно будет заполнить суглинком с солью.

Даже если грунт имеет плохую электропроводность, ее легко можно повысить. Для этого достаточно в грунте сделать несколько скважин и заполнить их соляным раствором. При этом заземление тт на даче будет более эффективным.

Очень многие стремятся ставить на дачи телевизионные антенны. Однако, для безопасной работы такого устройства, его необходимо хорошо заземлить.

Чтобы осуществить заземление телевизионной антенны, понадобится металлическая арматура, и кабель, при помощи которого антенна будет с ним соединяться.

Арматура, диаметром 20 мм, вбивается на два метра в землю. При этом примерно 20-30 см необходимо оставить над землей. Чтобы все было более качественным, следует сам кабель прикрутить на хомут.

В некоторых случаях антенны не заземляют, так как из-за этого может ухудшиться сигнал передачи. Правда при этом степень безопасности использования антенны значительно уменьшается.

Цена заземления, если выполнять его самостоятельно, будет равняться стоимости комплекта. Средняя стоимость такого комплекта составляет от 3 до 8 тысяч рублей.

Более дорогие обойдутся в 15-20 тысяч.

Купить заземление для дачи можно как в интернете, так и в реальных магазинах. Выбирать тип и размер комплекта следует в зависимости от размера дома и количество электроприборов в нем.

Фото заземлений на даче, представленные на сайте, позволят упростить процесс установки заземляющих устройств.

Заземление антенны представляет собой создание электрического соединения между оборудованием и заземляющим устройством. Необходимость заземления вызвана характером их размещения: антенны устанавливают под открытым небом. Поэтому существует определенная вероятность попадания молнии на металлическую поверхность. Заземление позволяет уменьшить напряжение до безопасного уровня для живых существ.

Всегда ли нужно заземление

Практически все специалисты рекомендуют делать заземление антенны. Действительно, лучше перестраховаться и заземлить принимающее устройство. Однако реальная опасность попадания существует лишь в тех случаях, когда в пятиметровом радиусе от антенны отсутствуют какие-либо объекты, высота которых не превышает 1 м (например, дерево или громоотвод). В связи с этим разумнее заземлять не саму антенну, а поставить рядом с ней отводящее устройство.

Главная цель молниезащиты - встретить молнию раньше, чем она ударит по защищаемому объекту (в данном случае по антенне) и отвести разряд в землю. Она включает три компонента, объединенных в одну электрическую цепь:

молниеприемник;
токоотвод;
заземлительный контур (заземлитель).

Молниеприемник

Данное устройство устанавливают рядом с мачтой антенны. Молниеприемники продаются в специализированных магазинах. Также их легко соорудить своими руками, используя обычный металлический штырь.

Токоотвод

Компонент представляет собой провод, по которому молния направляется к заземлительному контуру. Он должен быть только цельным и иметь определенное сечение:

Медный изолированный или оголенный - 16 кв.мм.
Алюминиевый изолированный - 25 кв.мм.
Стальной - 50 кв.мм.

Если антенна не оснащена грозозащитой, понадобится выполнить определенные действия, характер которых зависит от внешних факторов:

конструктивные особенности опоры принимающего устройства;
вид кровли;
место размещения оборудования.

В случае установки антенны на заземленной кровле из металла, для целей заземления соединяют металлическую мачту или молниеприемник с материалом крыши. Если антенна находится на деревянной опоре, токоотводом выступает провод, идущий по ней к заземлителю, установленному в грунте. По такому же принципу организуется заземление, если принимающее устройство расположено на неметаллической крыше.

Заземление на кровле из горючих материалов имеет свои особенности. К примеру, верхний участок металлической мачты соединяют с точкой нулевого потенциала антенны и с экранами коаксиальных кабелей. К нижней части мачты присоединяют токоотводящий проводник, который далее направляют вдоль стены строения. Заземляют его путем укладки его на дно траншеи, глубина которой должна быть не меньше 1 м.

Заземлитель

Для обустройства заземления копают яму глубиной 2-3 метра. В ней размещают заземлитель. В качестве заземляющего устройства подойдет металлический лист, труба, арматура или толстый провод. Оптимальный вариант - металлическая труба с толстыми стенками и длиной 1,5-2 метра. К заземлителю приваривают провод диаметром не меньше 5 мм. Конец проводника фиксируют к стене здания, чтобы затем подвести сюда токоотвод.

Нормативные требования

Квалифицированные специалисты при проведении монтажных работ руководствуются требованиями, установленными Европейским комитетом электротехнических стандартов. Основной документ, касающийся заземления антенн, называется EN 50083-1.

В данном нормативном акте расписаны необходимые действия для предотвращения разрушительных последствий попадания молнии в антенну. Требования регламентируют работы, относящиеся к защите только постоянных молниезащитных систем или устройств, установленных в кемпингах. Они не касаются любительских радиостанций, функционирующих на платформе VSAT.

К нормативным актам также относятся еще несколько документов, в том числе:

ГОСТ P МЭК 62305-2-2010.
ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010.
Приказ Росстандарта под номером 795.

Уравнивание потенциалов

Наружные фидеры, мачты, разнообразные антенны, находящиеся полностью или фрагментарно за пределами защитной зоны, подвергаются угрозе попадания молнии. Вследствие этого выдвигается требование о наличии особой системы, позволяющей избежать опасной разности потенциалов. С этой целью предусматриваются следующие защитные барьеры:

Заземление телевизионных антенн, благодаря которому соединяется заземлитель с металлической стойкой. На ней монтируется антенна.
Уравнивание потенциалов. Цель достигается за счет соединения заземленной мачты и отходящих от нее кабелей. Если опора антенны находится близко к зданию, оснащенному молниезащиты, их соединяют в одно целое.

При отсутствии в строении системы защиты от молнии заземление для антенны осуществляют таким образом:

Устанавливают заземление.
Соединяют заземлительное устройство с антенной при помощи провода. При этом выбирают наиболее короткое расстояние между двумя точками.

Обратите внимание! Если проложить провод со значительными изгибами вокруг препятствий, неизбежно возникновение серьезной разницы потенциалов. В этом случае вследствие разрядов молнии в проводниках будет возникать индуктивность. В связи с этим возможно искрение, что небезопасно с пожарной точки зрения.

Все токоотводы от молниеприемников (тросовых и стержневых) соединяют с заземлителем. Последний включает не меньше двух расположенных по вертикали электродов. Длина каждого из них составляет не меньше 3 м. Вертикальные электроды соединяют между собой горизонтальными (его длина - от 5 м). Рекомендуемое поперечное сечение для медного электрода составляет от 16 до 50 мм, а стального - от 50 до 80 мм.

Выбор места фиксации телевизионной антенны и ее ориентация в пространстве зависит от множества факторов, среди которых:

разновидность антенны;
расположение участка земли;
характер рельефа местности;
интенсивность внешних помех;
помехи, вызванные показателями электропитания, типом АФУ.

При установке ТВ-антенны на крыше, основанием чаще всего выступает мачта. В качестве нее подойдет стальная труба диаметром приблизительно 35-40 мм.

Альтернативой металлическому изделию может стать деревянное – из бруса (50 на 50 мм). Такую мачту фиксируют на стропильных балках. Принимающее устройство должно возвышаться над кровлей по крайней мере на 2 м. Если выбран деревянный брус, по нему прокладывают толстый медный провод или шину. Второй конец контура соединяют с заземляющим устройством, в качестве которого выступает либо шина, либо закопанные в грунт заземлители.

Что делать нельзя:

Прикреплять мачту антенны к каналам вентиляции или дымоходным трубам, к объектам электрической инфраструктуры, стойкам с проводами связи, слуховым окнам.
Фиксировать растяжки принимающего устройства так, чтобы они располагались возле вибраторов, электрической проводки, водопроводных труб или подоконников.

Разновидности молниезащиты

Существует две классические схемы защиты от молнии:

Пассивная. В комплектацию системы включают токоотводы, молниеприемники, заземлительные устройства. Все эти компоненты объединяют в сеть. Молниеприемниками обычно выступают стержни или сетчатые структуры.
Внутренняя. В данное понятие входит весь перечень действий по защите находящихся внутри здания элементов электрической проводки и оборудования от частичных токов и наводок. Нередко от этих воздействий не спасают внешние защитные системы.

В соответствии с общепринятой концепцией выделяют три зоны молниезащиты. По границам каждой из них монтируют особые устройства (УЗИП). Такие элементы также подразделяют на три класса.

Ключевым фактором правильной и безопасной работы антенны является качество ее заземления

Заземление радиочастотной антенны

Некоторые типа антенн являются несимметричными, для их нормальной работы необходимо использование заземления. Симметричные радиочастотные антенны в заземлении не нуждаются если синфазные токи не воздействуют на ввод. Тем не менее, во множестве вертикальных антенн и концевых кабелей заземляющий проводник используется в качестве составной части антенны. Для данных систем требуется хорошее заземление .

Физическое заземление радиочастотной системы выполняют, непосредственно присоединяя ее к земле. Поскольку проводимость грунта относительно невысока, необходимо обеспечить большую площадь контактной поверхности заземляющего электрода .
Заземляющая плоскость . Во многих вертикальных антеннах применяется так называемая заземляющая плоскость (плоскость заземления). Так называют имитацию земли, выполненную из плоского проводника, расположенного вокруг антенны по окружности на расстоянии в четверть длины волны. Зачастую эту плоскость имитируют с использованием нескольких радиально расположенных проводников, также длинной в четверть волны.

Заземление антенны для безопасности

Антенна представляет собой металлический объект, который может в некоторых случаях оказаться под напряжением. Причиной этого может стать короткое замыкание или другие неисправности. Заземление поможет предотвратить опасное воздействие на пользователей и сопряженное оборудование.

Заземление антенны как предотвращение воздействия молнии

Молния представляет собой электрический разряд, величина тока такого атмосферного явления достигает от 3 до 140 кА. Такая огромная энергия, сконцентрированная в точке удара молнии, может нанести колоссальные повреждения. В случае прямого удара молнии защитить антенну от ее воздействия может только система молниезащиты . Однако, даже от косвенного воздействия, индуцированное напряжение может достигать критических величин. Избежать неисправностей можно при использовании устройств защиты от импульсных перенапряжений. Хорошее заземление, правильно выбранное устройство УЗИП и грамотная схема соединения позволят существенно снизить воздействие молнии на оборудование.