Заземление телевизионной антенны
Alkstroy.ru

Строительный портал

Заземление телевизионной антенны

Как самостоятельно сделать заземление и молниезащиту телевизионной антенны?

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).

к содержанию ↑

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:

  1. Медный изолированный или оголенный — 16 кв.мм.
  2. Алюминиевый изолированный — 25 кв.мм.
  3. 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:

  1. ГОСТ P МЭК 62305-2-2010.
  2. ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010.
  3. Приказ Росстандарта под номером 795.
Читать еще:  Заземление на даче своими руками без сварки

к содержанию ↑

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:

  1. Заземление телевизионных антенн, благодаря которому соединяется заземлитель с металлической стойкой. На ней монтируется антенна.
  2. 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:

  1. Устанавливают заземление.
  2. 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.

В качестве защиты антенны от молнии рекомендуется использовать устройства с максимальной степенью соприкосновения с грунтом. К таким заземлителям относится, например, модель ZANDZ ZZ-000-015.

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.

Рекомендации по установке антенны

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:

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

к содержанию ↑

Разновидности молниезащиты

Существует две классические схемы защиты от молнии:

  1. Пассивная. В комплектацию системы включают токоотводы, молниеприемники, заземлительные устройства. Все эти компоненты объединяют в сеть. Молниеприемниками обычно выступают стержни или сетчатые структуры.
  2. 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.

Читать еще:  Цветы из полипропилена своими руками

Заземление антенн

На НЧ-диапазонах доводится часто слышать горячие споры на тему заземления антенн и радиоаппаратуры. Обычно речь идет о двух проблемах первая
— микрофон «кусается», и вторая — чем глубже размещено заземление, тем эффективнее работает антенна. Советы перерастают в горячие споры, а юмору многих советов позавидовал бы Ярослав Гашек.

Для лучшего понимания и усвоения материала добавим и мы в статью немного юмора. Начнем с «кусючего» микрофона. В основном, эта проблема возникает при плохом согласовании и симметрировании антенны, особенно при работе на «веревку», т.е. антенну в виде длинного провода. Для такой антенны противовесом служит осветительная сеть 220 В или водопроводные трубы, если они используются в качестве заземления. ВЧ-энергия при ненастроенной и неотсимметрированной антенне излучается как самой антенной, так и всеми дополнительными проводниками, подключенными к аппаратуре. Генератор или передатчик «не понимает» слова «антенна»: для него это просто нагрузка. Согласованная или несогласованная — это неважно.

В некоторых случаях эту нагрузку можно хорошо согласовать и получить удовлетворительный КСВ, но антенной при этом по-прежнему будут являться полотно антенны, осветительная сеть, водопроводные трубы, проходящие в доме, и прочие проводники, подключенные к аппаратуре. Так чему же удивляться — «укусить» может не только микрофон, но и любой провод, торчащий из-под стола. Сразу рождается идея, что необходимо заземлить аппаратуру. Начинаем опутывать квартиру проводами, соединяя аппаратуру с ближайшим газоном. Иногда это помогает, микрофон перестает «кусать» хозяина, но при этом начинают волноваться соседи этажом выше или ниже. Вот тут «компетентные доброжелатели» начинают давать интересные советы, как лучше сделать заземление, каким проводом, какой сделать контур заземления возле дома и т.д. Некоторые радиолюбители все-таки интуитивно догадываются, что речь идет не о постоянном токе, и советуют сменить квартиру с 5-го этажа на первый, мотивируя это тем, что проводник длиной менее 0,1L уже не излучает. Можно, говорят, еще последовательно с проводником заземления включить конденсатор переменной емкости, чтобы создать последовательный контур для данной частоты.

После таких длительных бесед радиолюбительский народ «зацикливается» на несуществующей проблеме, вместо того чтобы подумать, а что же делают с «кусючим» микрофоном на самолете или МКС, и как же работает заземленный четвертьволновой вибратор?

Представьте, что нам нужно полить водой грядку через участок соседа, а шланг дырявый . Вместо того чтобы починить шланг, мы начинаем придумывать различные приспособления,чтобы не залить участок соседа. Да и вообще, почему мы хотим «забить» часть ВЧ-энергии в землю, она что, лишняя? Может, лучше поработать с антенно-фидерным устройством и излучать эту энергию в эфир? Заземлять антенну и аппаратуру, конечно, необходимо в целях электробезопасности и грозозащиты, но это никак не относится к проблеме «кусючего» микрофона. При работе на «веревку» длина проводника должна составлять половину длины волны нижнего диапазона, чтобы полуволновой вибратор был образован самим полотном антенны, а не куском провода с дополнением из проводов осветительной сети или труб отопления.

При работе на кратных частотах в этом случае будет изменяться только диаграмма направленности этого вибратора. Блок согласования антенна — кабель должен находиться у антенны, а не под столом. В качестве простейшего согласующего устройства следует применить хотя бы параллельный контур с отводом.

Читать еще:  Врезка в полипропиленовую трубу под давлением

Теперь поговорим о хорошем заземлении и КПД антенны — эти два понятия вообще никак не связаны между собой. Классической формой вертикального излучателя является четвертьволновой штырь над экраном. Это полуволновой излучатель, а недостающий четвертьволновой отрезок вибратора образуется т.н. «зеркальным изображением» от экрана Физическая сущность метода зеркального изображения заключается в том, что электромагнитные волны вибратора, падающие на поверхность экрана, возбуждают в нем токи, под действием которых появляется отраженная волна, фаза которой в момент отражения от экрана не меняется. Если предположить, что экран бесконечный и является идеальным проводником, то КПД антенны без учета потерь равен 100%. Заметьте, что мы говорим об отражающем экране, а не о заземлении. Нам необходимо возбудить в нем токи и отразить волну, а не поглотить. Касается экран при этом земли или нет, не имеет никакого значения. Так как основная масса радиолюбителей не располагает большими площадями для установки антенн, экран хочется сделать как можно меньших размеров. Для этой цели и используются радиально расположенные четвертьволновые проводники, настроенные в резонанс, позволяющие при относительно малой площади создать хороший отражающий экран. Чем больше количество радиалов, тем большая часть энергии перехватывается и отражается, а не поглощается землей, тем больше КПД антенны. Из вышесказанного следует, что все разговоры о длинной трубе, забитой глубоко в землю и, якобы, улучшающей КПД антенны, абсурдны. Мы вновь пытаемся часть энергии «закопать» в землю.

При изготовлении вертикалов применяйте петлевые вибраторы. Такое решение имеет ряд достоинств. Электрически антенна связана с заземлением, с механической точки зрения мачта без изолятора прочнее. Антенна имеет более широкую полосу пропускания, а ее входное сопротивление увеличивается. Антенны с малым входным сопротивлением сложнее согласовывать с фидером, КПД таких антенн, как правило, ниже, т.к. сопротивление потерь может быть соизмеримо с сопротивлением излучения, что связано как с длиной проводников в НЧ-диапазоне, так и с материалами, из которых изготовлена мачта (например, применются стальные трубы, в которых много стыков). Часть подводимой к антенне мощности излучается в пространство, а другая часть в проводниках антенны превращается в тепло. Поэтому антенну можно представить как эквивалентное нагрузочное сопротивление, состоящее из двух составляющих: сопротивления потерь и сопротивления излучения. КПД антенны есть отношение полезной (излучаемой) мощности к суммарной мощности, подводимой к антенне Чем больше сопротивление излучения по отношению к сопротивлению потерь, тем больше КПД антенны. Если вертикалы устанавливаются на высоких зданиях и имеют длинный фидер, то по длине этого фидера необходимо расположить несколько запирающих дросселей. Это могут быть ферритовые кольца любой проницаемости, на которые наматывают по несколько витков фидера, что препятствует затеканию тока по оплетке кабеля. В УКВ- диапазоне на кабель в качестве запирающих элементов устанавливают четвертьволновые стаканы, закорачивая один конец стакана на оплетку кабеля. Стаканы изготавливают из металлической трубы или из оплетки кабеля большего диаметра.

В частном секторе кабель питания антенны закапывают в землю, осуществляя разводку под землей, что также препятствует затеканию тока и одновременно служит грозозащитой. При этом необходимо иметь два контура заземления: один — у антенны, второй — на вводе в дом.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector