Эта очень-очень важная тема для яхт! Большинство известных мне яхт плохо или вообще не защищены, а ведь моря-окияны, особенно в тропиках, изобилуют грозовыми разрядами... 

ВАЖНО!-  если вы оставляете яхту в регионе с грозами, то первое средство борьбы с молниями- это снять береговой кабель питания, так контур по которому будет идти разряд с соседних яхт разорвется.

Самое грустное, что у меня на кате эта система продумана недостаточно. Конечно я уповаю, на полную экранизацию металлического корпуса внутренних помещений яхты(клетка Фарадея). Это как у самолета, ему удар молнии малоопасен, электрический разряд образует корону на внешней оболочке и внутрь не проникает. А мачты у яхты при этом являются своеобразным громоотводом. Однако внутреннии дивайсы и проводку(как 12в, так и 220в) следует дополнительно защитить. У пластиковых  лодок все значительно сложнее, такие яхты на порядки более уязвимы, чем металличские. Зачастую у них молния попав в мачту уходит в воду через двигатель-вал, датчики эхолота и т.п. разрушая их и выжигая всю внутреннюю электропроводку.

Буду рассматривать усовершенствования уже готовой яхты...

Конечно нужно иметь и "правильный" громоотвод, но это тривиально и выходит за рамки рассматриваемых тут тех.решений. Но замечу, что линия громоотвода не должна соприкосаться с земляным фидером на пластиковой лодке, а напрямую уходить на бронзовую пластину размещенную на днище. Примененые ниже решения предполагают, что прямого удара молнии по электрическим цепям не будет (их примет на себя громоотвод) и они предназначены для исключения импульсных составляющих вызванных паразитными наводками от молний, или от любых других источников (работающих электродвигателей, берегового питания и пр.)...

Сразу разобью на три составляющие- защита цепей DC(12..24в),           AC(220в),               АНТЕНЫ

№ 1. цепи DC(12..24в)

Как и для защиты цепей переменного тока рассмотрю только самые простые, но достаточно эффетивные устрйства. Одним из таких является гаситель перепадов напряжения собранный на лавинных диодах (обзывают-TVSS, TVS-диод или супрессор), такой электронный элемент можно просто вставить паралельно цепи 12вольт(между +12в и землей), например в раздаточных коробках откуда запитываются те или иные приборы (на мостике, штурманском столе и других...).  Они расчитаны на огромные( но непродолжительные токи). Скорость их срабатывания черезвычайно выска (выше чем у варисторов и газоразр.трубок, измеряется в еденицах наносекунд!) Чем больше их поставить, тем лучше, особенно на входе питания ответственных приборов (навигац.приборы, радио, спутн.телефон, электронные блоки управления двигателями и пр.). Будет вообще превосходно, если паралельно им поставить емкости, тогда броски напряжения можно вообще убрать.

Повторяю- установить их легко (пару часов работы), стоят эти дивайсы сосвсем недорого, да и защитят не только от молний, но и от любых бросков по цепи питания 12(24) вольт. Ниже показано как они обозначаются и принцип включения

 

 

 

 

Принцип работы. Импульс поступает на диод, тот пробивается(коротыш), далее сгорает предохранитель. Кондюк помогает сгладить импульс. Результат-нагрузка цела.  

Широко распространены и хорошо зарекомендовали себя малогабаритные диоды TRANSZORBTM серии 1.5КЕ6.8 – 1.5КЕ440 (С)A

 

 

 

 

 

 

Расшифровка маркировки-...нужно только выбрать напряжение пробоя (от 15вольт)...

они выполнены в малогабаритном пластиковом корпусе (диам.5мм х10мм) и их легко привинтить прямо под винтики на распределительных коробках откуда запитываются защищаемые приборы... Конденсаторы лучше взять помехоподавляющие, их я указывал в разделе про автопилот http://2012sillybilly.livejournal.com/63260.html, емкость- чем больше, тем лучше (сможет погасить больший ток).

Двунаправленые можо устанавливать на цепи переменного тока 220в, но их мощсность маловата и лучше использовать устройства указанные ниже....

№2.цепи AC(220в). 

Для защиты приборов переменного  тока (инверторы-зарядники, тв, холодильники, стиралки, посудомойки и пр.) существуют УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений и помех). Суть их работы сводиться к недопущению импульсных перенапряжений за счет пробоя импульса на нейтраль и землю. Они бывают разных типов, но для яхты скорее подходит тип3, класс D. Такие УЗИП можно встроить уже в готовую электропроводку. Важно правильно уметь их выбрать , думаю отлично  подойдут на варисторах. Основные параметры- скорость срабатывания не более -25нсек, наибольшее длительное допустимое рабочее напряжение=350...360вольт, минимальное остаточное импульсное напряжение на выходе(обычно 0.8..1.5квт).

УЗИП продаются в стандартных корпусах(как автоматы защиты) и их легко установить на яхте. Если упростить, то чем их больше, тем лучше. Они встраиваются параллельно питающим проводам. Оконечные УЗИП лучше установить вплотную к электроприборам (например рядом с розетками). Предыдущие ступени нужно раскидать по яхте, на входе берегового кабеля(так будет защита и от берегового перенапряжения) и на входе и выходе инвертора-зарядника. Такая последовательная установка обезопасит и от наведенного молнией импульса внутри цепи, а последовательное срабатывание УЗИП еще эффективнее сгладит импульс.

Внизу представлена упрщенная схемка поясняющая как встроитьУЗИП

 

 

 

 

 

 

 

 

...тут защита разбита на три ступени, схема трехфазная- переделывается в одно(двух) фазную путем исключения лишней фазы. Замечу, что чем больше УЗИП в каждой ступени, тем лучше (можно включать пследовательно 2..3шт). Для малых лодок, где динна проводов небольшая (менее 5...10м), лучше использовать  индуктивности (продаются готовые) иммитирующие искуственное удлиннение проводов, так легче будет сгладить импульсы. Тут на схеме индуктивности стоят на выходе инвертора. Про важность использования на яхте УЗО я уже рассказывал (лучше конечно  ставить "диф.автоматы", а не УЗО)

Осталсь определиться с конкретными марками УЗИП. Bх выпускают разные производители(АВВ и пр.), но какие именно лучше-определюсь позже, главное стала понятен общий принцип работы и схема защиты АС220вольт. Нужно знать, что лучше блоки УЗИП почаще менять, особенно после попадания в яхту молнии, когда они могут выйти из строя.

Да и для загородного дома, если вы конечно не хотите обновлять бытовые приборы после грозы)))), лучше встроить УЗИП.... 

Обратите вимание, УЗИП легко встраиваются в существующую цепь электропитания, ведь все соеденения делаются параллельны ей.

3.Защита антенн.

Если вы разберете саму антенку, то как правило в нее встроена индуктивность- небольшая проволочка завитая, вот она и становиться индуктивной нагрузкой молнии не пропуская разряд внутрь дальнейших цепей, лучше такие витые проволочки поставить на все выходящие наружу провода (ходовые огни и пр.), если проволочка будет тонкой, то от разряда она перегорит и спасет дальнейшую электроннику. А еще лучше для невысокочастотных цепей(ход.огни и пр.) такие индуктивности совместить с шунтирующим кондесатором- он ставиться как шунт между +12в и землей.

4. Если вы раздолбай

и поленились сделать описанное выше, то тогда перед грозовым фронтом соберите всю ручную электроннику (мобильники, спутн.тел, Дж-Пи-С, айпады и пр) и положите их в СВЧ(микроволновку). Печка устроена так, что идеально защищает от любых разрядов!

 5. Обратите внимание на конструкцию муфты между двигателем и валом. Если она изолирующая (имеет резиновую вставку), то это превосходно!, но если двигатель имеет электрический контакт с валом, то его надо особенно защитить, ведь эта массивная деталь в первую очередь будет притягивать на себя разряд. Да и стоит он дорого, а после удара молнии может просто оплавиться! Нужно знать, что в случае электр.соеденения двигателя с валом, лучше если отрицательный фидер запитывающий приборы и движок не имеет контакта с шиной идущей к цинковым анодам на днище. 

7. Самим в грозу нужно одеть обувь на толстой резиновой подошве и стараться не хватать за железные предметы. Особенно рекомендуется не выбирать (отдавать) цепь руками! Так, например метал.штурвал на лодках оснащенных гидравликой с медными трубками может притянуть на себя большой разряд (трубки длинные, мощые и их забывают заземлить)

8. Очень важно на пластиковых лодках проверить состояние и размер бронзовой пластины на которую сведены токоотводящие шины (с мачты, лееров, и т.п.). Если электроконтакт с ней плох, или она небольшая, то поражение яхты будет больше, чем если бы она  совсем не имела громоотвода. Некоторые продвинутые производители пластиковых яхт вкладывают в поверхности яхт металлические сетки обеспечивающие экранирование внутренних обьемов яхт, но это бывает к сожалению очень редко. Однако, если вы сами клеете лодку, то не поленитесь так сделать, это не сложно, но эффективно.

PSS...даже самая продвинутая яхта оборудованная отличным громоотводом подвержена риску поражения молнией, ведь ее громоотвод идет по мачте, чем длиннее мачта, тем опаснее, ведь в той же мачте проходят разные кабеля (антенны, стояночный огонь и тп.) Приняв на себя удар громоотвод наводит в этих проводах вторичное электричество, а исходя из того, что длинна паралельной укладки проводов и шины громоотвода велика, то и наведенный заряд может исчисляться киловольтами

Вот эти-то кабеля и являются первичной причиной поломок электрооборудования. К сожалению в мачте невозможно приминить известный подход, рекомендующий в местах пересечения шины громоотвода и проводов укладывать их перпендикулярно друг другу. Поэтому громоотвод и провода нужно обязательно пропускать с экранированием мачтой (если она метал), т.е. например, провода внутри ее, а шина громоотвода снаружи. У карбоновых мачт все сложнее, там все провода (даже не ВЧ) нужно исполнять обязательно экранированным проводом. И необходимо включать в них защиту(см.выше пункт #1 и #2). В ВЧ проводах  защиту центральной жилы нужно обеспечить другими способами (п№1 и №2 не подходят), но об этом в пункте #3 "Защита антенн". 

Как доступный способ защиты кабелей в мачте можно использовать алюминевую клейкую ленту, которой оборачивается каждый отдельный кабель в мачте. Но тогда опасные места- это где этот экран заканчивается. Так же в самой мачте нельзя располагать разьемы(NMEA и пр.), ведь хотя такие информацинные шины(идут на датчик ветра, радар и пр.) уложены в экран, но вот сам разьем(NMEA и пр) не защищены экраном и это место может быть подвержено затеканию тока разряда.

ВЫВОД- самое простое с чего начать, надо питающие провода идущие на мачту (стояночный и ходовые огни) вставить индуктивность (намотать на карандаш 20см тоненькой проволоки разнеся витки-длинна 10...15см) и за ней рядом(со стороны подающего питания) прикрутить конденсатор (он возьмет на себя часть высокочастотного разряда на себя). При ударе молнии намотанная индуктивность сгорит и разорвет цепь входа разряда молнии во внутрености яхты, а конденсатор (неполярный, фольгированный, на 5...10мкф), попытается загасить остаток разряда.

Яхтсмены еще по разному изголяются чтобы защитить яхту от электрокоррозии и электрического удара молнии попавшего в соседнию яхту, ведь тут может возникнуть замкнутая цепь- мачта соседней яхты-земляной вывод на ее корпусе(фитинги , винт и пр.), потом через воду разряд зайдет к вам на яхту через винт или цинковые аноды, далее по электроцепи и береговому кабелю контур будет закольцован через береговую розетку на береговую "землю". Яхтсмены опускают вдоль бортов цинки на веревочках -это не поможет, а вот если цинки связать медной проволокой в линию и опустить ее вокруг яхты, а конец проволоки заземлить на берегу, то это отличная защита и от электрокоррозии от соседних яхт и так же превосходная защита от электроразрядов молний пришедших с их бортов, ведь в данном случае и электрокоррозия и удар молний идут по одной цепи и ее надо как-то разорвать.

  

 

gallery/438677_300
gallery/438874_600
gallery/438266_900
gallery/45-6

 

Ниже табличка для подбора проволоки в зависимости от максимального тока который она выдерживает не сгорая, конечно при возможности выбираем только медную-