Funkcionalno uzemljenje.. Zaštitno uzemljenje.. Izvori smetnji u mrežama uzemljenja.. Načini zaštite opreme od smetnji.. Izolovana neutralna mreža.. Galvanska izolacija napajanja.. Izolacijski transformator.. Elektromagnetska kompatibilnost opreme (EMC).. Opcije funkcionalnog uzemljenja. .. Rekonstrukcija postojećih objekata .. Projektovanje novih objekata .. Samostalno funkcionalno uzemljenje .. Glavna sabirnica uzemljenja (GZSH) .. Sabirnica funkcionalnog uzemljenja (SHFZ) .. Zona nultog potencijala .. Zaštitna sabirnica PE .. Funkcionalna sabirnica FE . . Sabirnica za izjednačavanje potencijala .. Funkcionalni otpor uzemljenja.. Opravdanost projektnih odluka.. Funkcionalna kutija za uzemljenje..

Funkcionalno (radno) uzemljenje se koristi za normalan rad električne instalacije ili opreme, tj. za njihov normalan rad, a ne u svrhu električne sigurnosti, stoga je njegova upotreba kao jedinog sistema uzemljenja strogo zabranjena.

Ova vrsta uzemljenja se može kombinovati sa zaštitnim uzemljenjem ili izvoditi kao dodatak njemu na osnovu zahteva proizvođača opreme, kupca ili regulatornih dokumenata.

Zaštitno uzemljenje je često izvor prenapona i provodljivih smetnji sistemi niske struje automatska kontrola, mjernu, informacijsku ili drugu opremu osjetljivu na smetnje, koja podstiče pretragu efikasne načine zaštita takve opreme od raznih vrsta smetnji i prenapona.

Načini zaštite informacione opreme od smetnji

1. Mreža sa izolovanom neutralnom. Radikalno rješenje gore opisanih problema sa smetnjama na zaštitnom uzemljenju je korištenje galvanske izolacije za napajanje (IT - mreža) sa odvojenim uzemljenjem energetskih i mjernih dijelova sistema, čime se eliminiše protok interferentnih struja iz napajanja. tlo.
Implementacija galvanske izolacije može se izvesti pomoću izolacionog (izolacionog) transformatora ili korišćenjem autonomnih izvora napajanja: galvanskih baterija i baterija.

Osnovna ideja galvanske izolacije leži u činjenici da je u električnom kolu potpuno eliminisan put kroz koji je moguć prijenos provodljivih smetnji. Budući da u takvoj mreži nema galvanske veze između uzemljenja, faze i nule, zatvorena strujna petlja sa zemljom se ne formira i dodirivanje bilo kojeg od izlaza snage izolacijskog transformatora je sigurno. Struje curenja u zemlji su mikroamperi, što je mnogo manje od nivoa sigurnosnih struja i ne predstavlja prijetnju za ljude.
Izolacijski transformator je, osim toga, dobra zaštita od impulsa, udara groma, što osigurava pouzdaniji rad priključene opreme.
Na ovaj način, visoka pouzdanost, električna sigurnost i otpornost na buku mreža sa izolovanim neutralnim elementom njihova je neosporna prednost.
Kako god, primjena izolacijskih transformatora sa sistemima za nadzor izolacije (IIS) zahteva dosta novca i postoji legitimno pitanje o primjerenosti takvih troškova. Ova tema zaslužuje

2. Elektromagnetna kompatibilnost opreme (EMC).

U većini slučajeva, kvarovi i kvarovi u radu sistema automatizacije, računarske i mjerne opreme mogu se izbjeći poštovanjem zahtjeva za elektromagnetsku kompatibilnost opreme i pravila za uzemljenje takvih sistema:

Upotreba opreme koja ispunjava zahtjeve relevantnih standarda elektromagnetne kompatibilnosti (EMC);
Primjena uređaja za zaštitu od prenapona u strujnim krugovima napajanja;
Pričvršćivanje metalnih omotača kablova na kombinovani sistem izjednačavanja potencijala;
Razdvajanje energetskih i signalnih kablova i pravilno izvođenje njihovih raskrsnica;
Upotreba signalnih i informacijskih kablova koji ispunjavaju zahtjeve proizvođača za elektromagnetnu kompatibilnost;
Energetski i signalni kablovi moraju biti odvojeni od donjih provodnika sistema za zaštitu od groma na minimalnom rastojanju ili zaštitom u skladu sa IEC 62305-3.
Napajanje niskostrujnih mikroprocesorskih uređaja mora se napajati iz izvora neprekidnog napajanja (UPS) sa linijskim filterima koji potiskuju buku.
Eksterne proširene mreže napajanja moraju biti položene kablom sa zaštitnim omotačem koji je priključen na postojeće kolo zaštitno uzemljenje.
Spajanje funkcionalnih i zaštitnih uzemljivača radi izjednačavanja potencijala između njih treba izvršiti u jednoj tački na SUP ili GZSH sabirnici - struje curenja duž PE provodnika ne bi trebalo da padaju na ekrane kablova.

3. Pravilno uzemljenje. Ovo je jedna od glavnih i dostupnih metoda za smanjenje impulsne buke i prenapona, koji dovode do kvarova u radu niskostrujne mikroprocesorske opreme. Pravilno uzemljenje obično rješava b o većina pitanja smanjenja prenapona i smetnji.

4. Izjednačavanje potencijala između uređaja za uzemljenje različitih namjena je glavni uvjet za osiguranje električne sigurnosti osoblja. U prostorijama namijenjenim za rad opreme osjetljive na smetnje, potrebno je napraviti sistem za izjednačavanje potencijala. Na unutrašnjem obodu zgrade treba da se nalazi prstenasti spojni provodnik povezan sa glavnim uzemljenjem. Prstenasti provodnici za izjednačavanje potencijala također moraju biti smješteni na svakom spratu. Primjer unutrašnja kontura prikazan je sistem izjednačavanja potencijala duž perimetra zgrade pirinač. jedan.

Rice. jedan

Funkcionalne opcije uzemljenja

1. Rekonstrukcija postojećih objekata. U ovom slučaju, prema uslovima rada informacione opreme, često je potreban uzemljivač niskog otpora, koji se izvodi uz postojeće zaštitno uzemljenje električne instalacije zgrade.
Prema PUE 1.7.55 " Prije svega, moraju se poštovati zahtjevi za zaštitno uzemljenje.". Drugim riječima, na prvom mjestu treba biti zaštita života i zdravlja ljudi. Shodno tome, funkcionalna sabirnica uzemljenja (SFZ) mora biti povezana sa zaštitnom zemljom na glavnoj sabirnici uzemljenja (GZSH) glavnog sistema za izjednačavanje potencijala električne instalacije zgrade, kao što je prikazano na pirinač. 2.

Ova shema uzemljenja omogućava vam da osigurate električnu sigurnost u skladu sa zahtjevima GOST R 50571-4-44-2011 (IEC 60364-4-44), kao i PUE Ch. 1.7 pod uslovom da je postojeće zaštitno uzemljenje izvedeno u potpunosti u skladu sa JKP.
Iskustvo rekonstrukcije postojećih objekata pokazuje da se kod gotovo svih objekata, a posebno onih koji su u funkciji 10 i više godina, konstatuju jedan ili drugi nedostaci u uzemljivanju: korozija uređaja za uzemljenje, neusklađenost sa zahtjevima za otpornost uzemljivača, neusklađenost sa zahtjevima elektromagnetne kompatibilnosti ...
Stoga prije instaliranja informatičke opreme potrebno je pregledati uređaje zaštitnog uzemljenja. Pregled uređaja za uzemljenje uključuje: vizuelni pregled, otvaranje (ako je potrebno) provodnike koji se nalaze u zemlji, kao i set mjerenja parametara uređaja za uzemljenje.
Prema rezultatima mjerenja potrebno je izvršiti odgovarajuću količinu posla kako bi se vratili parametri zaštitnog uzemljenja, što bi se trebalo kombinovati sa ugradnjom funkcionalnog uzemljenja i prelaskom (ako je potrebno) na TN-S ili TN-C-S sistem napajanja.

Funkcionalno uzemljenje niskog otpora u ovom slučaju, poželjno je izvršiti prema shemi uzemljenja "beam", koja osigurava stabilan rad opreme. U skučenim uslovima moguće je koristiti kompozitnu, duboko uzemljenu elektrodu.

Funkcionalno tlo ima svoje zahtjeve za otpornost uzemljenja, koji odgovaraju zahtjevima proizvođača opreme ili uredbi odjela. Na primjer, za računarsku tehnologiju i informatiku, prema CH 512-78 otpor uzemljenja ne smije biti veći od 1 oma, za visoko osjetljivu medicinsku opremu u skladu sa Vodič za dizajn za SNiP 2.08.02-89- ne više od 2 oma, itd.

2. Projektovanje novih objekata.

Rice. 3

Prilikom projektovanja novih objekata to postaje moguće izvršiti uzemljivač za ponovno zaštitno uzemljenje na ulazu u električnu instalaciju zgrade na potreban funkcionalni otpor uzemljenja , koji se mora koristiti istovremeno za sve vrste građevinske opreme.
Šema uređaja za uzemljenje ponavljano zaštitno uzemljenje do potrebnog funkcionalnog otpora uzemljenja prikazano je na pirinač. 3.
U zgradi ugrađena je glavna sabirnica uzemljenja (GZSH), na koju su priključeni: uzemljivač ponovljenog zaštitnog uzemljenja, PEN provodnik, provodnik sistema za izjednačavanje potencijala, PE sabirnica napojnog voda u TN sistemu, uzemljenje uređaj gromobranskog sistema 2. i 3. kategorije, kao i funkcionalno uzemljenje sabirnice (SFZ).

Takva šema dobija u poslednje vreme široku upotrebu prilikom projektovanja novih objekata i u skladu sa visoki nivo električna sigurnost.

3. Nezavisno funkcionalno uzemljenje. Ponekad se funkcionalni uzemljivač mora postaviti zasebno, izvan zone uticaja prirodnih i veštačkih uzemljivača električne instalacije zgrade.

Izvođenje funkcionalnog uzemljenja, koje nije povezano sa zaštitnim uzemljivačem i glavnim sistemom izjednačavanja potencijala zgrade, treba posmatrati kao poseban slučaj,u kojem se moraju poduzeti posebne mjere za zaštitu ljudi od strujnog udara, isključujući mogućnost istovremenog kontakta sa dijelovima priključenim na sistem za izjednačavanje potencijala električne instalacije zgrade i dijelovima opreme priključenim na samostalni uređaj za uzemljenje funkcionalnog uzemljenja.

Uvijek postoji mogućnost potencijalne razlike između odvojenih sistema uzemljenja, ako su ti sistemi uzemljenja unutar zone različitog od nule potencijala. Opasna razlika potencijala može se pojaviti, na primjer, kada kratki spoj na tijelu električne opreme u TN-S mreži (prije aktiviranja sistema zaštite), kada se aktivira zaštita od groma (stepeni napon), kada je izložena vanjskim elektromagnetnim poljima itd.
U pogledu električne sigurnosti Dozvoljena je opcija nezavisnog funkcionalnog uzemljenja (nije spojeno na zaštitni uređaj za uzemljenje). I m, ako se oprema napaja izolacijskim transformatorom ili su uzemljivači za različite namjene na takvoj udaljenosti da između njih postoji zona nultog potencijala. Udaljenost između ove dvije elektrode za uzemljenje mora biti ≥ 20 m.
Više o geografski bliskim i nezavisnim uređajima za uzemljenje pogledajte članakShema nezavisnog funkcionalnog uzemljenja prikazana je u pirinač. 4.

Potreba za nezavisnim funkcionalnim uređajem za uzemljenje može nastati, na primjer, kada proizvođač informacijske opreme direktno ukaže na potrebu za autonomnim uzemljenjem (oprema ne radi bez zasebnog "funkcionalnog uzemljenja"). U ovom slučaju, proizvođač obezbjeđuje dva uzemljiva autobusa u ormaru opreme:
zaštitni PE;
funkcionalni F.E.
Funkcijska šina FE izolovan od kabineta. Na njega su pričvršćeni oklopi signalnih (kontrolnih) kablova. FE sabirnica je povezana izolovanim bakrenim kablom (kako bi se izbegao kontakt sa metalne konstrukcije zgrada) poprečnog presjeka od najmanje 1x25 mm2 sa uzemljivačem udaljenim od zaštitnog (ili bilo kojeg drugog) uzemljivača na udaljenosti od najmanje 20 m. Zaštitno uzemljenje tijela ormara izvodi se PE vodičem do sabirnica za izjednačavanje potencijala povezana na glavnu sabirnicu za uzemljenje. Imajte na umu da ovu FE sabirnicu unutar ormarića obezbjeđuje sam proizvođač opreme.

Ilustracije radi na pirinač. pet data je varijanta nezavisnog funkcionalnog uzemljenja, koji nije povezan sa uređajem za uzemljenje zaštitnog uzemljenja.

Rice. pet

Opravdanost projektnih odluka

Da biste izbjegli komplikacije sa odobrenjem i isporukom projekta, morate biti pažljivi prilikom dobijanja tehničkih specifikacija za dizajn. Ako se u objektu koji se projektuje koristi oprema osjetljiva na smetnje, potrebno je odmah zatražiti od kupca ili proizvođača pasoš za ovu opremu, gdje treba opravdati potrebu za neovisnim uređajem za uzemljenje i navesti potreban funkcionalni otpor uzemljenja. Pasoši (sertifikati) za upotrebljenu opremu su priloženi projektu i služe kao obrazloženje za projektne odluke u svim fazama odobrenja projekta.
Nezavisno funkcionalno uzemljenje izvodi se prema shemi na pirinač. 4.

Ako proizvođač opreme nije osigurao nezavisni funkcionalni uzemljivač, tada se u ovom slučaju funkcionalno uzemljenje mora izvesti prema jednoj od shema ( pirinač. 2, 3) uzimajući u obzir zahtjeve za elektromagnetnu kompatibilnost. U ovom slučaju, izolirana funkcionalna sabirnica za uzemljenje može se ugraditi u zasebnu kutiju za uzemljenje, što isključuje istovremeni kontakt s dijelovima koji mogu biti pod opasnom razlikom potencijala ako je izolacija oštećena.
Primjer takva funkcionalna kutija za uzemljenje je prikazana na pirinač. 6.

Zaštitne mjere u električnim instalacijama. Zaštitne mjere za indirektni dodir

Važna mjera za osiguranje električne sigurnosti osoblja koje servisira električne instalacije je zaštitno uzemljenje ili nuliranje metalnih nestrujnih (konstruktivnih) dijelova električnih instalacija i električne opreme koji nisu normalno pod naponom, ali mogu biti pod naponom u odnosu na zemlju u slučaju opasnosti. načini rada (u slučaju oštećenja izolacije).

uzemljenje je namjerno električno povezivanje bilo koje tačke u mreži, električne instalacije ili opreme sa uređajem za uzemljenje.

Uzemljenje se deli na:

1. radno tlo;
2. zaštitno uzemljenje.

PUE daje sljedeće osnovne definicije u vezi sa uzemljenjem:

Radno uzemljenje naziva se uzemljenje tačke ili tačaka strujnih delova električne instalacije, koje se vrši radi obezbeđivanja rada električne instalacije (da bi se obezbedio ispravan rad instalacije u normalnom i vanrednom režimu).

Radno uzemljenje se može izvesti direktno ili preko posebnih uređaja (otpornici, odvodnici, prigušnici, itd.)

Zaštitno uzemljenje u električnim instalacijama napona do 1 kV naziva se namjerno povezivanje otvorenih vodljivih dijelova sa uzemljenim neutralom generatora ili transformatora u trofaznim strujnim mrežama, sa uzemljenim izlazom izvora jednofazna struja, sa uzemljenom izvornom tačkom u mrežama jednosmerna struja izvedeno u svrhu električne sigurnosti.

Nulti zaštitni provodnik- zaštitni provodnik u električnim instalacijama do 1 kV, dizajniran za spajanje otvorenih provodnih dijelova na čvrsto uzemljenu nultu izvora napajanja.

Nulti radni (neutralni) provodnik (N)- provodnik u električnim instalacijama do 1 kV, predviđen za napajanje električnih prijemnika i priključen na uzemljeni nul generatora ili transformatora u trofaznim strujnim mrežama, sa uzemljenim izlazom jednofaznog izvora struje.

Uređaj za uzemljenje- set uzemljivača i uzemljivača.

Provodnik uzemljenja- provodnik koji povezuje tačku uzemljenja sa uzemljujućom elektrodom.

uzemljivač - provodni dio ili skup međusobno povezanih provodnih dijelova koji se nalaze u električni kontakt sa zemljom direktno ili preko srednjeg provodnog medija.

Napon uređaja za uzemljenje - napon koji nastaje kada struja teče iz uzemljene elektrode u zemlju između tačke ulaza struje u uzemljujuću elektrodu i zone nultog potencijala.

Otpor uređaja za uzemljenje - odnos napona na uređaju za uzemljenje i struje koja teče iz uzemljivača u zemlju.

Uzemljenje se koristi za pretvaranje zemljospoja u zemljospoj kako bi se smanjio napon na kućištu na uzemljenje na sigurnu vrijednost.

Zaštitno uzemljenje

Glavna svrha zaštitnog uzemljenja:

1. otklanjanje opasnosti od strujnog udara u slučaju dodirivanja tijela ili drugih metalnih dijelova električne instalacije koji ne nose struju koji su pod naponom.

Zaštitno uzemljenje se koristi u 3-faznim mrežama do 1 kV sa izolovanim neutralnim i u mrežama iznad 1 kV sa bilo kojim neutralnim režimom. Šematski dijagram zaštitnog uzemljenja prikazan je na sl. 4.7.

Sl.4.7. Šematski dijagrami zaštitno uzemljenje (a) u mreži sa izolovanim neutralnim elementom i (b) u mreži sa uzemljenom neutralom.
1 - kućišta zaštitne opreme;
2 - zaštitno uzemljenje;
3 - provodnik za uzemljenje radnog neutralnog uzemljenja izvora struje; R3 i Ro - zaštitni i radni otpori uzemljenja.

Princip rada zaštitnog uzemljenja zasniva se na smanjenju napona između kućišta pod naponom i uzemljenja na sigurnu vrijednost.

Objasnimo ovo na primjeru mreže do 1 kV sa izolovanim neutralnim elementom.

Ako tijelo električne opreme nije uzemljeno i u kontaktu je s fazom, tada je dodirivanje takvog tijela osobe jednako dodiru fazna žica. U ovom slučaju, struja koja prolazi kroz osobu može se odrediti formulom (2.5).

Sa niskim otporom cipela, poda i izolacije žice u odnosu na tlo, ova struja može dostići opasne vrijednosti.

Ako je kućište uzemljeno, tada struja koja prolazi kroz osobu na R o= R n = 0 se može odrediti iz sljedećeg izraza:

(4.1)

Ovaj izraz se dobija na sledeći način:

iz uzemljenog kućišta (slika 4.8), struja teče u zemlju kroz uzemljujuću elektrodu ( I) i preko osobe ( I h). Ukupna struja je data sa:

gdje:
R ukupno - ukupan otpor paralelno povezanih R I R h:

Sl.4.8. O pitanju principa rada zaštitnog uzemljenja u mreži sa izolovanim neutralnim elementom.

Iz dijagrama na sl. 4.8

I h × R h \u003d I s R s = I ukupno × R ukupno., gdje će struja kroz ljudsko tijelo biti:

nakon izvođenja najjednostavnijih transformacija, dobijamo izraz (4.1).

Na malom R u odnosu na R h I R out ovaj izraz je pojednostavljen:

(4.2)

gdje:
R- otpor uzemljenja tijela, Ohm

At R= 4 oma, R h\u003d 1000 Ohma, R out\u003d 4500 Ohm, struja kroz ljudsko tijelo bit će:

Ova struja je sigurna za ljude.

Napon dodira u ovom slučaju će također biti beznačajan:

U pr=I h × R h = 0,00058×1000=0,58V

Što manje R- što se bolje koriste zaštitna svojstva zaštitnog uzemljenja.

sadržaj:

Tokom rada električne opreme postaje neophodno koristiti uređaje za uzemljenje. Ovisno o namjeni, može se koristiti zaštitno i radno uzemljenje. U prvom slučaju je osigurana sigurnost osoblja koje radi na električnim instalacijama, au drugom slučaju govorimo o normalnom radu uređaja u normalnom i hitnom režimu. Oba osnova su različita i ne mogu se koristiti zajedno. Da biste bolje razumjeli svrhu i princip rada, morate detaljnije razmotriti svaki od njih.

Ono što se zove zaštitno uzemljenje

Zaštitni uređaji za uzemljenje se izvode namjerno električni priključak sa uzemljenjem metalnih delova na koje nije spojen struja i koja može iznenada postati energizirana.

Razmatra se glavna funkcija zaštitnog uzemljenja pouzdana zaštita osobe od strujnog udara u slučaju kontakta s metalnim dijelovima koji ne nose struju koji su pod naponom iz različitih razloga, uglavnom zbog oštećenja izolacije.

Zaštitno uzemljenje ne treba brkati sa, radnim i ponovnim uzemljenjem, neutralnim zaštitnim vodičem. Njegovo djelovanje prvenstveno je usmjereno na smanjenje na sigurnu vrijednost napona koraka i dodira koji nastaju prilikom kratkog spoja na kućište. To se postiže smanjenjem potencijala uzemljene opreme smanjenjem otpora uređaja za uzemljenje. Istovremeno se izjednačavaju potencijali baze u kojoj se osoba nalazi i same uzemljene opreme.

Zaštitno uzemljenje se koristi u sljedećim područjima:

• V, napon do 1 kV s.
• U jednofaznim dvožičnim mrežama naizmjenična struja izolovan od zemlje, napona do 1 kV.
• U dvožičnim DC mrežama u kojima je izolovana sredina namotaja izvora struje.
• U AC i DC mrežama s bilo kojim načinom namotaja izvora struje na naponu većem od 1 kV.

Direktan kontakt sa zemljom ili njenim ekvivalentom ostvaruje se uz pomoć uzemljenih elektroda. Podijeljeni su u dvije glavne vrste:

1. Veštačko uzemljenje. Koristi se samo za uzemljenje. Izrađuju se od raznih čeličnih konstrukcija i ne smiju se farbati. Za zaštitu od korozije, pocinčani premaz, povećan broj uzemljenih elektroda, specijal električna zaštita. U nekim slučajevima, električno provodljivi beton može se koristiti kao uzemljiva elektroda.
2. Prirodno uzemljenje. U tu svrhu koriste se električno vodljivi dijelovi mreža i komunikacija u zgradama i objektima koji su u kontaktu sa zemljom. Uzemljenje električnih instalacija preporučuje se prvenstveno iz prirodnih uzemljivača. Treba koristiti vodovodne i sisteme grijanja, zgrade i konstrukcije od metala i armiranog betona, šinske kolosijeke, olovne omotače kablova itd. Cjevovodi koji prenose zapaljive tekućine, plinove ili mješavine ne smiju se koristiti.

Ono što se zove radno uzemljenje

Radnim uzemljenjem smatra se namjerno povezivanje sa uzemljenjem određenih tačaka dostupnih električna kola. Prije svega, to su neutralne točke namotaja generatora i transformatora. Kao spojevi koriste se pouzdani provodnici, kao i specijalna oprema u obliku ubodnih osigurača, odvodnika, otpornika itd.

Osnovna svrha radnog uzemljenja je stvaranje prepreka za kvarove i kratke spojeve, održavanje sistema u slučaju nužde. Pod njegovim uticajem dolazi do smanjenja električni napon u dijelovima i dijelovima mehanizma koji su direktno pod naponom. Poduzete mjere doprinose lokalizaciji električnih kvarova, njihovom otklanjanju i sprječavanju daljeg širenja.

U skladu sa sigurnosnim propisima, zabranjeno je kombinirati zaštitno i radno uzemljenje. To je zbog činjenice da se različite struje interferencije, kao što su atmosferska električna pražnjenja, mogu nametnuti strujama koje teku u jednožičnim krugovima. To može dovesti do kršenja vanjskih komunikacija uređaja, pa čak i oštećenja opreme. Osim toga, takve kombinacije mogu učiniti naponsku zaštitu nedjelotvornom. Kada hitne slučajeve radit će kao radnik ili neće funkcionirati uopće.

Otpor radnog tla ne smije biti veći od 4 oma. Ovo ograničenje je povezano sa veličinom napona koji se javlja u odnosu na tlo neutralna žica, tokom protoka struje zemljospoja kroz radnu zemlju. Ovo se posebno odnosi na kratki spoj namotaja transformatora. visokog napona na niskonaponski namotaj.