Система уравнивания потенциалов пуэ: Система уравнивания потенциалов

Системы уравнивания потенциалов

Уравнивание потенциалов —  электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов. ПУЭ, п. 1.7.32. Защита от косвенного прикосновения.  

Так как защитное  заземление  (ЗУ) имеет сопротивление, и в случае протекания через него тока оказывается под напряжением, его одного недостаточно для защиты людей от поражения током.

Правильная защита создается путём организации системы уравнивания потенциалов (СУП), то есть электрического соединения и PE проводки, и всех доступных для прикосновения металлических частей здания (в первую очередь водопроводы и отопительные трубопроводы).

В этом случае, даже если ЗУ окажется под напряжением, под ним же оказывается всё металлическое и доступное для прикосновения ,т.е. происходит  растекание  тока по  значительной поверхности,  что снижает напряжение, и как  следствие — риск поражения током.

В кирпичных домах советского периода, как правило, СУП  не организовывалась, в панельных же (1970-е и позже) — организовывалась путем соединения в подвале дома и рамы электрощитков  (

PEN) и водопроводов.

 Определения:

 Защитное заземление –заземление, выполняемое в целях электробезопасности — ПУЭ п.1.7.29.

Рабочее (функциональное) заземление – заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки ( не в целях электробезопасности) — ПУЭ п. 1.7.30.

Определение FE для сетей питания информационного оборудования и систем связи дано в следующих пунктах:

«Функциональное заземление: заземление для обеспечения нормального функционирования аппарата, на корпусе которого по требованию разработчика не должен присутствовать даже малейший электрический потенциал ( иногда для этого требуется наличие отдельного электрически независимого заземлителя )» — 

ГОСТ Р 50571.22-2000  п. 3.14.

«Функциональное заземление может выполняться путём использования защитного проводника (РЕ-проводника) цепи питания оборудования информационных технологий в системе заземления TN-S.

«Допускается функциональный заземляющий проводник ( FE-проводник ) и защитный проводник (РЕ-проводник) объединять в один специальный проводник и присоединять его к  главной заземляющей шине (ГЗШ)» — ГОСТ Р 50571.21-2000  п. 548.3.1

Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части:

1 ) нулевой защитный РЕ- или РЕN- проводник питающей линии в системе TN;

2 ) заземляющий проводник, присоединённый к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и TT;

3 ) заземляющий проводник, присоединённый к заземлителю повторного заземления на вводе в здание;

4) металлические трубы коммуникаций , входящих в здание…

5 ) металлические части каркаса здания;

6 ) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования….

7 ) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категории;

8 ) заземляющий проводник функционального ( рабочего ) заземления, если таковое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;

9 ) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов — 

ПУЭ п. 1.7.82.

Система дополнительного уравнивания потенциалов должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток — ПУЭ п. 1.7.83. ГОСТ Р 50571.3-94.

 Система местного уравнивания потенциалов.

Незаземлённая система местного уравнивания потенциалов предназначена для предотвращения появления опасного напряжения прикосновения.

Все открытые проводящие части и сторонние проводящие части, одновременно доступные для прикосновения, должны быть объединены.

Система местного уравнивания потенциалов не должна иметь связи с землёй ни непосредственно, ни посредством открытых или сторонних проводящих частей.

 Обозначения:

РЕ – защитное заземление

FE – рабочее ( функциональное, технологическое ) заземление

Функциональное заземление применительно к учреждениям ЛПУ — для обеспечения нормальной, без помех работы высокочувствительной электроаппаратуры при питании от разделительного трансформатора или согласно техническим требованиям на некоторые виды оборудования

( электрокардиограф, электроэнцефалограф, реограф, рентгеновский компьютерный томограф и тп. ) в помещениях операционных, реанимационных, родовых, палатах интенсивной терапии, кабинетах функциональной диагностики и других помещениях при установке в них указанной аппаратуры.

При отсутствии особых требований изготовителей аппаратуры общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства не должно превышать 2 Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Где  ГЗШ – главная заземляющая шина защитного заземления.

        ГШФЗ – главная шина функционального ( рабочего ) заземления.

Вариант «А», с точки зрения электробезопасности, допустим только при условии, что аппаратура питается от разделительного трансформатора ( IT – сеть ).

Использовать данный вариант для сетей типа TNS категорически не рекомендуется !

  Рис.2. Схема протекания тока замыкания на корпус аппарата при использовании независимого функциональног заземления в сети типа TN.

Так как функциональное заземление в отличие от защитного не имеет точки соединения с ГЗШ, а соответственно с нейтралью, то токи короткого замыкания составят не сотни и тысячи ампер, как это происходит при защитном заземлении, а всего лишь десятки ампер. Ситуация усугубится при условии, что FE по заданию выполнено 10 Ом, а в цепи отсутствует УЗО ( вычислительная техника, томографы, рентгеновское оборудование и тд. ).

Максимальный ток короткого замыкания составит 15,7А.

I_кз = 220(В) / (4 + 10)(Ом) = 15,7(А)

При данной схеме питания лучше воспользоваться вариантом «В» или «С», особенно если речь идет о мощном стационарном оборудовании ( рентгенаппараты, МРТ и тд. ).

Помимо сказанного выше, ситуация ( с точки зрения электробезопасности ) осложняется вероятностью возникновения разности потенциалов на раздельных системах заземления, тем более если эти системы заземления находятся в пределах одного помещения см. рис.3.

1. Шаговое напряжение при срабатывании системы молниезащиты.
2. КЗ на корпус в сети ТN-S до срабатывания системы защиты
3. Внешние электромагнитные поля.

Вариант «В» удобен при реконструкции уже действующих объектов. Функциональное заземление при этом нередко выполняют с использованием составного, глубинного заземлителя. Второй положительный момент – функциональные заземлители и заземлители защитного заземления связанные между собой проводником уравнивания потенциала взаимно дублируют друг друга увеличивая надежность системы заземления.

Недостатки по электробезопасности, по сравнению с вариантом «А», либо отсутствуют, либо эффективно снижаются в десятки раз, а «лучевая» схема заземления обеспечивает стабильную работу оборудования.

Вариант «С» последнее время получает широкое распространение при проектировании новых объектов и соответствует высокому уровню электробезопасности.

В отечественных нормативных документах существуют противоречия в необходимости применения функционального заземления для заземления высокочувствительной и ответственной  медицинской аппаратуры. Ниже приведена таблица с указанием документов относящихся к данной теме.

 

 Подробные консультации и стоимость услуг Вы можете получить , связавшись с нами:

 

• тел/факс: (8212)21-30-20

 

 

 

Проводники системы уравнивания потенциалов / ПУЭ 7 / Библиотека / Элек.ру

• 13 декабря 2006 г. в 18:44
• 2573350

• Поделиться

• Пожаловаться

Раздел 1. Общие правила

Глава 1.7. Заземление и защитные меры электробезопасности

Проводники системы уравнивания потенциалов

1.7.136. В качестве проводников системы уравнивания потенциалов могут быть использованы открытые и сторонние проводящие части, указанные в 1.7.121, или специально проложенные проводники, или их сочетание.

1.7.137. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм² по меди или равноценное ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных — 6 мм

2, алюминиевых — 16 мм², стальных — 50 мм².

1.7.138. Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее:

• при соединении двух открытых проводящих частей — сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям;
• при соединении открытой проводящей части и сторонней проводящей части половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части.

Сечения проводников дополнительного уравнивания потенциалов, не входящих в состав кабеля, должны соответствовать требованиям 1.7.127.

×

• ВКонтакте
• elec.ru/library/direction/pue.html»>Facebook
• Twitter
• Pinterest

Система уравнивания потенциалов | Элкомэлектро

Электролаборатория » Вопросы и ответы » Система уравнивания потенциалов

В настоящее время большое внимание уделяется проверке правильности монтажа системы уравнивания потенциалов. Инженеры нашей электролаборатории обратили внимание на то, что все государственные инспекторы Ростехнадзора, первым делом выйдя на строительный объект, осматривают и проверяют на соответствие проектной документации, ПУЭ и ГОСТам систему уравнивания потенциалов. Система уравнивания потенциалов обязательно должна быть с монтирована в тех системах, в которых защитные меры безопасности обеспечиваются автоматическим отключением электропитания, например автоматическими выключателями. В наше время используются только такие системы электропитания, соответственно система уравнивания потенциалов должна быть во всех электроустановках.

На фото показано, как правильно подключить проводник уравнивания потенциалов к трубе горячего водоснабжения в ванной комнате в квартире. Данный проводник с другой стороны подключается к коробке уравнивания потенциалов (КУП), в которой происходит объединение данных проводников.

Что такое система уравнивания потенциалов? Для чего система уравнивания потенциалов и как её смонтировать?

Система уравнивания потенциалов состоит из основной системы и дополнительной системы уравнивания потенциалов. Основная система уравнивания потенциалов в электрсистемах до 1000 Вольт объединяет в себе следующие элементы: заземляющий проводник, присоединенный к повторному контуру заземления на вводе в здание (если есть заземлитель или контур заземления),  металлические трубы холодного водоснабжения и горячего водоснабжения, трубы канализации, трубы отопления, трубы газоснабжения. Хочу отметить тенденцию в последнее время проводить водопровод и канализацию пластиковыми трубами. В случае устройства коммуникация пластиковыми трубами, объединять их в систему уравнивания потенциалов нужно, используя для крепления проводников металлические гребёнки, обратные клапаны, краны и другую арматуру. Если туба имеет диэлектрическую вставку, а сама изготовлена из металла, то присоединять её к основной системе необходимо после вставки, изнутри здания, также присоединяются металлические части каркаса здания, это касается металлических ангаров, строительных бытовок и других построек, имеющих корпус из металла, так же металлические части централизованных систем кондиционирования и вентиляции. Во многих офисных помещениях стали использовать обособленные системы вентиляции и кондиционирования воздуха, такие системы необходимо присоединять к шине РЕ щитка, от которого осуществляется питание данной установки. Неукоснительным правилом является подключение к основной системе уравнивания потенциалов, контура заземления системы молниезащиты, металлические оболочки телекоммуникационных кабелей. Хочу заострить внимание на присоединение заземляющего проводника рабочего или функционального заземления, но только в случае отсутствия обоснованного указания заводом производителем на запрет присоединения функционального контура заземления к основной системе уравнивания потенциалов. Функциональное заземление можно встретить в поликлиниках и больницах, центрах обработки данных и других объектах требующих отдельное заземление для специальной аппаратуры.

Все вышеперечисленные элементы следует объединять как можно ближе их ввода в здание. Объединять данные элементу нужно проводниками уравнивания потенциалов, подключённых к главной заземляющей шине (ГЗШ).

На фотографии изображена Главная заземляющая шина с присоединёнными проводниками системы уравнивания потенциалов. Проводники системы уравнивания потенциалов должны иметь жёлто-зеленую окраску, быть оконцованными и иметь бирку с наименованием присоединяемого элемента.

Подытожим:

Основная система уравнивания потенциалов в электрсистемах до 1000 Вольт объединяет в себе металлические части электроустановки: все металлические трубы, оболочки силовых или телекоммуникационных кабелей, дополнительный контур заземления на вводе здания, контур заземления молниезащиты, металлические короба систем кондиционирования и вентиляции.

Проверить качество монтажа системы уравнивания потенциалов можно путём проверки наличия цепи между заземлёнными электроустановками и элементами заземлённой электроустановки или металлосвязи. Данная проверка производится с помощью анализа схемы уравнивания потенциалов.

На фотографии изображена схема уравнивания потенциалов.

Далее ответим на вопрос, что такое и для чего нужна дополнительная система уравнивания потенциалов?

Дополнительная система уравнивания потенциалов служит для защиты от поражения электрическим током в случае одновременного прикосновения человека к металлическим частям электроустановки, которые в случае аварийной ситуации могут оказаться под напряжением.

Проверка металлосвязи, инженеры нашей электролаборатории проводит с помощью прибора MIC – 3. Данный прибор состоит в госреестре и проходит ежегодную поверку в метрологическом органе. Он имеет достаточный класс точности для проверки переходного сопротивления контактов. Согласно правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП, приложение 3, таблица 28.5) переходное сопротивление контактов должно быть не более 0,05 Ом.

На фотографии изображён прибор для проверки металлосвязи MIC – 3.

Cистема уравнивания потенциалов | Заметки электрика

Здравствуйте, дорогие читатели сайта http://zametkielectrika.ru.

Сегодняшняя статья называется система уравнивания потенциалов.

Многие наверное слышали это название, но не все понимают что это такое, а главное для чего она нужна?

В данной статье я подробно Вам расскажу, что такое система уравнивания потенциалов, или сокращенно — СУП.

Итак, поехали.

Что это такое?

В прошлых статьях мы говорили с Вами от системах заземления TN-C-S, TN-S, где по современным требованиям ПУЭ (7-ого издания) электропроводка жилых, бытовых и административных зданий запрещена без применения защитных проводников, т. е. проводников PE. Это в первую очередь положительно сказывается на электробезопасности.

Также в ПУЭ говорится о создании системы уравнивания потенциалов (СУП).

Систему уравнивания потенциалов в домах с системой заземления TN-C делать запрещено!!!

Система уравнивания потенциалов (СУП) бывает 2 видов:

• основная система уравнивания потенциалов (ОСУП)
• дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП)

Так что же это такое?

СУП предназначена для выравнивания потенциала всех проводящих частей здания:

• элементы здания
• конструкции здания
• инженерные сети и коммуникации
• системы молниезащиты

Соединение выполняется защитными проводниками PE, которые прокладываются отдельно, либо могут входить в состав линий электроснабжения. Эти проводники образуют так называемую «сетку» в здании и должны соединять все его вышеперечисленные части с заземляющим устройством и заземлителями.

В случае повреждения в электроустановке и попадания на проводящие части здания потенциала (напряжения), возникает ток короткого замыкания, либо большие токи утечки, которые приводят к отключению поврежденного участка цепи от источника питания, путем срабатывания автоматических выключателей или УЗО.

Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП)

Состоит из:

• контура заземления (заземляющее устройство)
• главной заземляющей шины (ГЗШ)
• «сетки» защитных проводников PE
• проводников уравнивания потенциалов

Главная заземляющая шина (ГЗШ), она же шина РЕ, устанавливается в вводном распределительном устройстве (ВРУ) здания. Более подробно о ней Вы можете прочитать в статье главная заземляющая шина (ГЗШ).

К главной заземляющей шине (ГЗШ) подключается стальная полоса, идущая от контура заземления (заземляющее устройство). Выглядит это примерно следующим образом:

К этой же главной заземляющей шине (ГЗШ) подключается:

Далее от главной заземляющей шины отходят PE-проводники групповых линий электропроводки, а также PE-проводники уравнивания потенциалов проводящих частей здания.

 

Важно знать!!! Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП)

1. Соединение PE-проводников с N-проводниками запрещено.

Начиная от главной заземляющей шины (ГЗШ) соединение защитных PE-проводников с нулевыми рабочими N-проводниками запрещено.

2. Схема соединения к заземляемым конструкциям

Схема соединения к заземляемым конструкциям, элементам и инженерным сетям здания должна быть радиальной.

Радиальная схема выполняется следующим образом: на каждую заземляемую часть здания приходится свой проводник уравнивания потенциалов.

Соединять PE-проводники уравнивания потенциалов шлейфом строго запрещено!!!

3. Коммутационные аппараты защиты

Запрещено устанавливать в цепях защитных PE-проводников различные коммутационные аппараты защиты. Потому как непрерывность защитных проводников — это самое главное и основное требование.

 

Дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП)

С основной системой уравнивания потенциалов (ОСУП) мы разобрались. Теперь давайте рассмотрим, что же такое дополнительная система уравнивания потенциалов. ДСУП необходима для обеспечения дополнительной электробезопасности в помещениях с повышенной опасностью, например, ванная комната или душевое помещение.

Состоит из:

• коробки уравнивания потенциалов, сокращенно КУП
• проводников уравнивания потенциалов

Как произвести электромонтаж дополнительной системы уравнивания потенциалов (ДСУП)?

В первую очередь необходимо определиться с местом установки коробки уравнивания потенциалов (КУП).

Далее нужно соединить шину PE вводного электрического щитка (квартиры, дачи) с шиной PE, расположенной в коробке уравнивания потенциалов (КУП). Делается это медным проводом сечением 6 кв.мм.

Третьим шагом будет, произвести заземление всех металлических конструкций ванной комнаты:

• отопление
• холодный водопровод
• горячий водопровод
• ванна или душевая кабина

Защитные проводники уравнивания потенциалов от заземленных конструкций прокладываем и подключаем к шине PE в коробке уравнивания потенциалов (КУП).

Крепление защитных проводников уравнивания потенциалов к трубам можно производить с помощью металлических хомутов.  

Также дополнительному заземлению подлежат все розетки, установленные в ванной комнате.

Сечение защитных проводников уравнивания потенциалов выполняются медным проводом сечением 2,5 — 6 кв.мм.

После проведения электромонтажа системы уравнивания потенциала необходимо пригласить специалистов электролаборатории для проведения следующих электрических измерений:

P.S. На этом статью я завершаю. Думаю, что данный материал будет Вам полезен, а главное понятен. Если у Вас все-таки  возникли вопросы по данной теме, то задавайте их в комментариях к данной статье.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Защитное заземление. Основная и дополнительная системы уравнивания потенциалов. Сторонние проводящие части

Согласно Правилам устройства электроустановок (п. 1.7.29), которыми руководствуются в РФ, защитное заземление – заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

Рассматривая данное определение подробнее, можно сказать, что защитное заземление выполняется преднамеренно и представляет собой электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, у которых есть возможность оказаться под напряжением из-за нарушения изоляции.

Цель защитного заземления – уберечь людей и животных от поражения током.

Цель достигается путем снижения напряжения до безопасной величины (относительно земли) на металлических частях оборудования. При замыкании на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения. Следствием является снижение тока, проходящего через тело при прикосновении.

При электрическом переменном токе промышленной частоты, равным 50 герц, берут во внимание только активное сопротивление человеческого тела и соотносят его с величиной равной 1 кОм. В обычном состоянии сопротивление тела постоянному току соотносится с диапазоном от 3 до 100 кОм, но при длительном прохождении снижается до 300 Ом.

Корпус заземлен

Корпус без заземления

На рисунках указаны примерные значения, но они позволяют оценить эффективность и необходимость защитного заземления.

Величина тока короткого замыкания и сопротивление системы заземления сильно влияют на ток, проходящий через тело. Максимально допустимое значение сопротивления заземления в установках до 1 кВ:

• 10 Ом – при мощности генераторов + трансформаторов ≤ 100 кВА,
• 4 Ом – во всех остальных случаях.

Нормы рассчитаны с допустимой величиной напряжения прикосновения, которая в сетях до 1 кВ не должна превышать 40 В.

Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях:

• напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью,
• с напряжением 1 кВ и выше – с любым режимом нейтрали.

Обратите внимание!
Присоединение корпусов электроустановки к заземлителю или магистрали заземления необходимо выполнять только отдельным ответвлением. Категорически запрещено последовательное подключение (см. рисунки)!

 

Виды заземляющих устройств

Группировать заземляющие устройства можно следующим образом:

Естественные заземлители

К естественным заземляющим устройствам относятся все конструкции, постоянно находящиеся в земле:

• металлические конструкции здания и фундаменты;
• металлические оболочки кабелей;
• обсадные трубы артезианских скважин.

Категорически запрещено использовать в качестве заземлителей:

• газопроводы и трубопроводы с горючими жидкостями;
• алюминиевые оболочки подземных кабелей;
• трубы теплотрасс;
• трубы холодного и горячего водоснабжения.

К естественному заземлителю необходимо минимум 2 подключения в разных местах.

Искусственные заземлители

Искусственное заземление является специальным подсоединением к заземляющему устройству. К искусственным заземлителям относятся:

• стальные трубы определенных размеров;
• полосовая сталь толщиной от 4 мм;
• угловая сталь от 4 мм;
• прутковая сталь определенных размеров.

Пользуются популярностью глубинные заземлители с омедненными или оцинкованными электродами. Они существенно превосходят традиционные методы по долговечности и затратам на изготовление заземлителя.

Специфические проблемы существуют для грунта в условиях вечной мерзлоты. Здесь эффективным решением могут стать системы электролитического заземления:

Состояние обычного заземлителя через несколько лет эксплуатации в вечномерзлых грунтах.	Пример схемы электролитического заземлителя

Примечания:

• Достоинство контурного заземления состоит в выравнивании потенциалов в защищаемой зоне и уменьшении напряжения шага.
• Выносные заземлители позволяют выбрать место с минимальным сопротивлением грунта.
• Более подробную информацию о заземлителях можно найти в ГОСТ Р 50571.5.54-2013 «…Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов».

 

Основная система уравнивания потенциалов

Под основной системой уравнивания потенциалов понимается создание эквипотенциальной зоны в пределах электрооборудования. Цель создания – обеспечить безопасность человека и оборудования в экстренных ситуациях: срабатывание системы защиты от молний, занос потенциала, коротком замыкании.

В электрооборудовании до 1 кВ основная система уравнивания потенциалов соединяет перечисленные проводники:

• нулевой защитный РЕ- или РЕN-проводник питающей линии в системе TN;
• заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и TT;
• заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание;
• металлические конструкции здания: трубы коммуникаций, части каркаса здания и централизованных систем вентиляции и кондиционирования;
• заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категории;
• заземляющий проводник функционального, действующего, заземления при его наличии и отсутствии ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;
• металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

По Правилам устройства электроустановок (п. 1.7.82) все указанные составляющие должны присоединяться к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов – это и является соединением с основной системой уравнивания потенциалов.

На рисунке указан специализированный искровой разрядник с малым напряжением срабатывания для систем уравнивания потенциалов.

Элемент, который не соединен с главной заземляющей шиной, является очень грубым нарушением целостности основной системы уравнивания потенциалов. Появление разности потенциалов, которое может привести к возникновению искры, – непосредственная угроза жизни человека и безопасности объекта.

 

Система дополнительного уравнивания потенциалов

Правила устройства электроустановок (п. 1.7.83) предписывают соединение друг с другом всех одновременно доступных прикосновению открытых проводящих частей стационарного электрооборудования и сторонних проводящих частей. К ним относятся:

• доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания,
• нулевые защитные проводники в системе TN,
• защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, в том числе защитные проводники штепсельных розеток.

Система дополнительного уравнивания потенциалов служит для существенного улучшения электробезопасности в помещении. Формирование эквипотенциальной зоны по принципу основной системы уравнивания потенциалов происходит за счет коротких проводников защитного заземления и уравнивания потенциалов, сведенные на шину.

На рисунках выше можно заметить значительные изменения схемы электропитания. Соединение контактов заземления розеток и клемм заземления стационарных приборов на шину дополнительного уравнивания потенциалов является крайне важным! В случае отсутствия соединений корпусов приборов с шиной, система все равно сохранит свою эффективность по безопасности. Если же земли розеток и приборов не подключены к шине, электробезопасность ухудшается в разы.

 

Сторонняя проводящая часть

Проводник, который не является частью электроустановки, называется сторонней проводящей частью. Формальным примером служат металлическая дверная ручка или петля.

Можно ориентироваться на 2 принципа, согласно которым выбираются части для подключения на шину дополнительного уравнивания потенциалов. Задача – не делать систему чрезмерно перегруженной.

• Фактическая или потенциальная возможность связи с «землей».
• Возможность появления потенциала на сторонней проводящей части при аварии электрооборудования в процессе эксплуатации.

В таблице ниже приведены примеры сторонних проводящих частей, которые стоит или нет подключать к шине дополнительного уравнивания потенциалов:

Вопросы, связанные с уравниванием потенциалов в ванных и душевых помещениях, регулируются циркуляром № 23/2009.

Один из распространенных вопросов: может ли быть сторонней проводящей частью водопроводная вода, подающаяся по пластиковым трубам? Указанный циркуляр дает такой ответ: « …Водопроводная вода нормального качества …не рассматривается как сторонняя проводящая часть». Это означает, что такая возможность существует, как минимум из-за значительного присутствия различных железистых соединений в воде. Циркуляр рекомендует использовать токопроводящие вставки на отводах от стояков водопровода, подключив их к шине дополнительного уравнивания потенциалов.

 

Практика выполнения дополнительной системы уравнивания потенциалов

Наиболее распространенные варианты создания шин системы дополнительного уравнивания потенциалов:

• С использованием стандартных коробок уравнивания потенциалов (КУП).
• Стальная шина 4х40 (4х50) с приварными болтами опоясывающая помещение.
• Стальная шина, уложенная в стандартный пластиковый короб.
• Использование шины заземления в РЩ (для небольших помещений).
• С использованием специализированного щитка типа ЩРМ – ЩЗ (встроенный щиток с шиной 100 мм2 (Cu) со степенью защиты IP54).

Выполнение двух требований является обязательным:

• возможность осмотра соединения,
• возможность индивидуального отключения.

Длина проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов, соединяющих контакты штепсельных розеток, сторонние проводящие части и корпуса электрооборудования, должна быть не более 2,5 метров. Сечение от 2,5 до 4 кв.мм Сu (ПВ-1, ПВ-3). Подробнее на рис. 1.7.7 в ПУЭ п. 1.7.82.

Для электроустановки в здании с применением негорючих (ВВГнг –FRLS) кабелей использовать кабеля марки ПВ-1, ПВ-3 (проводники уравнивания потенциалов от дополнительной системы уравнивания потенциалов до ГЗШ или щитовой шины заземления) следует аккуратно. Если ПВ-1 и ПВ-3 уложить рядом с негорючими кабелями, то система (в теории) превращается в распространяющую пламя. Чаще всего контролирующие органы относятся к этому спокойно, однако иногда лучше использовать негорючие одножильные кабеля той же марки с нанесением соответствующей маркировки.

Необходимо учесть и заранее проверить: для зданий детских дошкольных учреждений, больниц, специальных домов престарелых и других учреждений применяемые пластиковые короба и линолеум должны иметь сертификат о невыделении токсичных веществ при горении.

В ГОСТ Р 50571.28 п.710.413.1.6.3 сказано: «Шина уравнивания потенциалов должны быть расположены в самом медицинском помещении или в непосредственной близости от него. В каждом распределительном шкафу или в непосредственной близости от него должны быть расположена шина системы дополнительного уравнивания потенциалов, к которой должны быть подключены проводники…».

Для учреждений здравоохранения в помещениях гр.1 и особенно в помещениях гр.2 (чистые помещения) наиболее подходящий вариант № 5, схема которого представлена на рисунке выше.

 

Технический директор компании ЗАО «НПФ Полигон»
Соснин Владимир Вячеславович
тел.: (812) 327 07 06
e-mail: [email protected]

Уравнивания потенциалов. Виды и применение. Установка

Когда в ванной бьет током от металлических труб, то решить такую проблему можно установив специальную защиту для металлических объектов, которая называется система уравнивания потенциалов.

Обычно в новостройках планируют и выполняют такие защитные системы от поражения током. Но в старых домах такой вариант не всегда работает. Разберемся, что представляет собой система уравнивания потенциалов (ее сокращенная аббревиатура СУП), ее виды, и как можно самому ее сделать.

Назначение

Выясним, необходима ли система уравнивания потенциалов в обычной квартире. Все предметы, выполненные из металла, проводят электрический ток. Это нам известно из школьных уроков по физике. В наших квартирах опасными местами являются отопительные трубы, а также трубы водоснабжения, водосточная труба, водопровод, полотенцесушитель в ванной, коробы вентиляции.

Все металлические коммуникации в доме связаны друг с другом. При возникновении разности потенциалов между некоторыми объектами из металла, например, ванной и радиатором отопления, касание человека сразу этих двух объектов может привести к удару электрическим током. Это происходит потому, что тело выступает в качестве перемычки между батареей и ванной, поэтому ток протекает по телу человека от объекта, имеющего больший потенциал, к объекту с наименьшим значением потенциала.

Подобный случай опасности – это появление разности потенциалов на трубах канализации и водопровода. При возникновении утечки тока на водопроводных трубах, когда человек моется в ванной, будет высока вероятность удара током при касании включенного крана. Вода проводит ток от водопровода к канализации, а вы замыкаете своим телом эту цепь.

Чтобы исключить наличие такой опасности, необходимо уравнивание потенциалов с помощью специальной системы, установленной в квартире.

Виды

Существует два вида систем уравнивания потенциалов:

1. Основная (ОСУП).
2. Дополнительная (ДСУП).

ОСУП

Это главная система уравнивания потенциалов, представляющая собой контур, объединяющий следующие элементы этой системы:

• Заземлитель.
• ГЗШ – главная заземляющая шина. Она расположена на вводе в здание.
• Металлические части арматуры жилого дома.
• Короба вентиляционной системы.
• Трубы водопровода из металла (горячее и холодное водоснабжение).
• Защита от молнии.

В ранние времена при объединении всех этих частей не было опасности появления разности потенциалов. Но сегодня положение в корне изменилось, так как хозяева многих квартир заменяют прогнившие металлические трубы пластиковыми, либо полипропиленовыми, которые не проводят электрический ток. Пластиковые трубы разрывают цепь, в результате появляется разность потенциалов между разными металлическими деталями в ванной.

У основного вида системы имеется существенная проблема, которая заключается в том, что на значительной протяженности труб, например, в 12-этажном доме, электрический потенциал одной и той же трубы на первом и последнем этаже будет иметь большое отличие. Это приводит к опасной ситуации. Поэтому необходима вспомогательная система, о которой расскажем ниже.

ДСУП

Эта система является дополнительной, и располагается в ванной комнате. Она включает в себя такие элементы:

• Корпус душевой кабины, либо ванны.
• Сушка для полотенца.
• Трубы: газовые, водоснабжения, отопления.
• Канализационная система.
• Короб вентиляционной системы.

Каждый элемент этой системы соединяется отдельным проводом с медной жилой. Второй конец этого провода выводят в специальную коробку (КУП).

Существуют определенные требования к созданию ДСУП по правилам ПУЭ:

• Нельзя подключать составные части ДСУП шлейфом.
• Запрещается выполнять ДСУП, при условии, если в квартире не установлен контур заземления.
• Дополнительная система не должна разрываться на своем протяжении от коробки КУП до квартирного щита. В цепи нельзя устанавливать аппараты коммутации.

Если у вас нет такого защитного контура, как уравнивание потенциалов, расскажем ниже, как его можно выполнить своими силами.

Установка системы уравнивания потенциалов

Установить вспомогательную систему по выравниванию потенциалов не составляет большой сложности. Ее называют местной системой. Но такую работу лучше выполнять при проведении ремонта в квартире, так как необходимо проводит провод до щита от коробки КУП под полом, а это связано с нарушением покрытия пола, и сопутствующих ремонтных работ.

Для начала монтажа готовят некоторые материалы по следующему перечню:

• Клеммная коробка в комплекте с шиной из меди (ШДУП).
• Медные провода, состоящие из одной жилы. Площадь сечения проводов должна быть от 2,5 до 6 мм², марки ПВ-1.
• Крепежные элементы: болты, хомуты, фиксирующие лепестки. Они необходимы для соединения проводов всей системы уравнивания с трубами и металлическими частями.

С таким комплектом элементов можно начинать установку ДСУП. Сначала составляют схему соединений, чтобы выполнить правильное уравнивание потенциалов. На схеме также изображают места прохода провода от коробки КУП до шины заземления в квартирном щите. На рисунке показан один из примеров проекта.

Далее, готовятся к подключению сами коммуникации, то есть, зачищаются место контакта хомута с трубой, до появления металлического блеска. Это необходимо для надежности соединения. В опасной ситуации уравнивание потенциалов сработает как положено.

Затем подключают провода к каждому элементу системы. Если вы уверены в том, что не произойдет повреждения провода, то достаточно сечения провода размером 2,5 мм². Но если имеются какие-либо сомнения по этому поводу, то лучше применить провод на 4 мм². Все проводники проводят в коробку и выполняют надежное соединение с шиной.

Клеммная коробка для ванной комнаты должна иметь степень защиты не менее IР54. от шины коробки должен быть выведен провод сечением 6 мм² до квартирного щита. Здесь имеется свое требование в том, что этот провод не должен иметь пересечения с другими кабелями разных линий.

В конце работы провод соединяют с заземляющей шиной щита. На этом монтаж можно считать законченным. Для самоуспокоения можно вызвать квалифицированного электромонтера для проверки работы системы с помощью приборов, а также визуальным осмотром.

Ограничения монтажа СУП

Установку СУП рекомендуется производить во время строительства здания. Но есть некоторые ограничения по ее использованию в уже построенных домах, в которых заземление выполнено по системе ТN-С, с объединенным РЕN проводником. В таких домах запрещается выполнять уравнивание потенциалов. Иначе, во время обрыва нулевого провода создается опасность удара электрическим током жильцов других квартир, в которых нет ДСУП. Чаще всего такое ограничение распространяется для многоэтажных домов старого фонда.

Эту проблему разрешают путем перехода на заземление по системе ТN-С-S. Для этого в распределительном щите дома на главной шине заземления проводник РЕN разъединяют на РЕ и N проводы, осуществляют подключение заземляющего контура и подключают его к основной шине заземления медным проводником.

В настоящее время имеется тенденция замены металлических труб на пластиковые, которые не требуют их подключение к СУП. Если у вас уже имеется дополнительное уравнивание потенциалов металлических труб, а вы решили заменить трубы на пластиковые, то это приведет к разрыву электрической связи с шиной заземления остальных элементов, изготовленных из металла. Это сделает их опасными для человека при прикосновении одновременно к нескольким частям.

Новые правила и нормы строительства направлены на соблюдение правильности установки уравнивания потенциалов. Эту систему подвергают осмотру, проверяют по проекту перед сдачей дома. Электрическая безопасность создается при выполнении электрических соединений всех металлических частей, доступных для касания человека, с основной заземляющей шиной путем РЕ проводов.

Основная система дополняется местными системами уравнивания в местах с большой опасностью удара электрическим током. Нельзя забывать, что при установке СУП должна быть обеспечена надежная связь между элементами системы, которые подключены по радиальной схеме. При этом сечение провода должно быть не менее рекомендованного значения.

Уравнивания потенциалов молниезащитной системы

При ударе молнии возникает большая сила тока и скорость его нарастания. Из-за этого появляется разница потенциалов больше, чем от утечки тока в сети. Поэтому для создания защиты от молнии необходимо выровнять потенциалы.

Чтобы при ударе молнии не было неконтролируемых замыканий, нужно непосредственно соединить электрические устройства, металлические элементы, заземление, защитную систему от молнии с устройствами защиты. Проводники всей системы соединяются с уравнивающей шиной, которая должна быть доступна для целей испытания, она соединяется с заземляющим контуром. Большие здания обычно имеют несколько таких шин. При этом все они соединены друг с другом.

Система уравнивания потенциалов молниезащиты осуществляется на вводе в здание, и в местах, где нельзя соблюсти безопасные расстояния, например, на уровне земли, либо в подвале.

В бетонном здании, либо с каркасом из металла или имеющем молниезащиту отдельного исполнения, уравнивание молниезащиты выполняется только на уровне грунта. В высоких зданиях выше 30 метров, на каждые 20 метров делается уравнивание потенциалов молниезащиты.

Молниепроводящие детали располагают на безопасном расстоянии от СУП, во избежание импульсных перекрытий. Если такое расстояние нельзя обеспечить, то создаются вспомогательные связи между молниеотводом, молниеприемником и СУП. При этом учитывают фактор того, что вспомогательные связи дают возможность захода высокого потенциала в здание.

Похожие темы:

Выбор сечения проводника основной системы уравнивания потенциалов

Несмотря на то, что данная тема достаточно простая, думаю все равно она будет полезная, т.к. в ней хочу рассказать про выбор проводника основной системы уравнивания потенциалов на примере своих проектов, по которым получал замечания.

Так получилось, что в последнее время практически в каждом проекте мне дают замечания по сечению проводника ОСУП. И это не значит, что я не знаю и не понимаю, как определить сечение проводника основной системы уравнивания потенциалов. У каждого случая своя история.

Сперва давайте посмотрим в нормативных документах требования по ОСУП:

ПУЭ п.1.7.137: Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм² по меди или равноценное ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных — 6 мм², алюминиевых — 16 мм², стальных — 50 мм².

В РБ и РФ одни и те же требования, только в РБ нужно смотреть ТКП 339-2011 п.4.3.16.2.

Чтобы определить сечение ОСУП нужно знать сечение питающего кабеля. Делим сечение питающего кабеля на 2 и получим сечение ОСУП. При этом, оно не должно превышать 25 мм² по меди и не может быть менее 6 мм².

Сечение питающей сети, медь/алюминий, мм2:	Сечение ОСУП, медь/алюминий/сталь, мм2
До 10/ до 16	6/16/50
16/25	10/16/64
25/35	16/25/100
35/50	25/35/140
Более 50 мм2/ более 70 мм2	25/35/200

А теперь закрепим эти знания на моих реальных проектах.

1 Капремонт жилого дома. Питающий кабель АВбБШв-4×70.

Это был один из первых моих капремонтов. В данном случае я применил оцинкованную полосу 4×40, хотя должен был применить полосу 4×50, т.к. 70Al=50Cu, 50/2=25 мм² по меди, что соответствует стальной полосе 25*8=200 мм².

Например, в каталоге ДКС нет полосы 4×50, только 4×40 и 4×25, на некоторых ресурсах встречается полоса 5×50. Решил применить то, что имеется у ДКС. В нормах ничего не сказано на счет того, что оцинкованную полосу можно применять меньшего сечения. Это была моя ошибка, заменил оцинкованную полосу 4×40 на стальную 4×50.

Проводники DKC

2 Капремонт жилого дома. Питающий кабель АВбБШв-4×50, расчетный ток 170А.

В этом проекте я применил стальную полосу 4×50. Дело в том, что раньше, при строительстве домов, были меньше удельные нагрузки на квартиры и при капремонте получается увеличение мощности, но в мои обязанности не входила замена питающих кабелей от ТП до дома. Разумеется, сечение питающего кабеля нужно увеличивать и оно будет не менее 95 мм². Именно из этого я исходил при выборе сечения проводника ОСУП.

Эксперт настоял на том, чтобы сечение было выбрано исходя из существующего положения, с чем я кране с ним не согласен. Полосу 4×50 пришлось заменить на полосу 4×40 (35/2=17,5*8=140).

3 Делал проект мини-котельной, которую нужно было подключить от ВРУ детского сада. До мини-котельной проложил кабель ВВГнг(А) -LS-5×4. Мини-котельная располагалась примерно в 20 м от здания детского сада.

В качестве ОСУП применил оцинкованную полосу 4×25. Получил замечание, что завышено сечение ОСУП. Полосу 4×25 применил, т.к., на мой взгляд, это самое распространенное небольшое сечение полосы. Опять давайте заглянем в каталог ДКС…

Замечание еще не снято. Согласно нормам, я должен применить полосу сечением не менее 50 мм². Формально я ничего не нарушил, я применил полосу не менее 50 мм².  Ближайшая полоса 5×10. Надеюсь устроит эксперта, а монтажники смогут ее купить Как вариант, можно применить пруток-катанку диаметром 8 мм.

4 Выполнял привязку жилого 11-ти этажного дома. Типовой проект разработан в 2016 г другой организацией, прошел экспертизу, уже даже построено несколько домов. В данном проекте ОСУП выполнили проводом АПВ 1×50. Почему? Я изначально не мог понять, как такой проект прошел экспертизу. Я не стал менять сечение, т.к. хотел посмотреть, что на это скажет экспертиза. В итоге получил замечание. Эксперт полностью прав. Сечение будет изменено на 35 мм².

Какой проводник выбрать для ОСУП, сравним цены:

Советую почитать:

Вы можете пролистать до конца и оставить комментарий. Уведомления сейчас отключены.

Выравнивание потенциалов

Выравнивание потенциалов используется для создания электрических соединений между проводящими компонентами с целью достижения равенства потенциалов. Кроме того, проводящее соединение обеспечивает выравнивание разницы зарядов между двумя корпусами или компонентами. Все защитные проводники и проводники уравнивания потенциалов соединяются на главной заземляющей шине (PE-шине) и подключаются к заземлению фундамента (стальная арматура в бетонных плитах) через заземляющий провод.

Выравнивание потенциалов также предназначено для защиты от опасного электростатического разряда (ESD). Для этого люди и оборудование подключаются к заземлению фундамента через специальные устройства, чтобы обезопасить разность потенциалов.

Это выравнивание потенциалов может выполнять две разные задачи при электрическом монтаже машины:

▪

Индивидуальная защита от поражения электрическим током в случае неисправности машины или системы с помощью системы защитных проводов.

2. Функциональное выравнивание потенциалов

▪

Для предотвращения неисправностей (в результате повреждения экрана) и улучшения электромагнитной совместимости (ЭМС) чувствительных электронных компонентов.

Следующая принципиальная схема иллюстрирует цель выравнивания потенциалов:

Выравнивание потенциалов также является «требованием для защиты от поражения электрическим током». Он указан в международном стандарте IEC 60364-4-41: 2005 и немецком стандарте DIN VDE 0100-410: 2007-06.

Подключение всех токопроводящих корпусов электрических компонентов к заземленному защитному проводу и основной шине заземления является основой защиты от поражения электрическим током. Основная защитная мера, указанная в стандарте VDE, то есть автоматическое отключение источника питания в случае неисправности, обеспечивается посредством установки в соответствии со стандартами и последующего тестирования системы. Испытание также служит для проверки достаточного малого сопротивления контура для автоматического отключения в случае неисправности.

Техническая реализация выравнивания потенциалов, определение размеров поперечных сечений и стандартизованная терминология указаны в международном стандарте IEC 60364-5-54: 2011 и немецком стандарте DIN VDE 0100-540: 2012-06.

Разделение защитного и нулевого проводов! Убедитесь, что в сети есть отдельные защитный (PE) и нейтральный (N) проводники и что два проводника не подключены к одному и тому же потенциалу (защитный и нейтральный проводники = PEN).

Системы электроснабжения

	В системе TN-C точка звезды всех кабелей (L1, L2, L3 и PEN) заземлена напрямую . Нейтральный провод (N) и защитный провод (PE) объединены в один провод (PEN). В трехфазном источнике питания используются четыре кабеля, как показано в примере слева: L1, L2, L3 и PEN. В следующем разделе описаны системы TN-S, рекомендованные Beckhoff Automation GmbH & Co. KG с точки зрения электромагнитной совместимости (ЭМС).
	Подобно системе TN-C, в системе TN-S точка звезды всех кабелей (L1, L2, L3, N и PE) также напрямую заземлена. Нейтральный провод (N) и защитный провод (PE) подключаются к потребителю отдельно. В трехфазном источнике питания используются пять кабелей, как показано в примере слева: L1, L2, L3, N и PE. Переход от системы TN-C к системе TN-S обозначен синим кабелем.
Система «звезда» (прочно заземленная звезда)
	В системе «звезда» точка звезды всех кабелей (L1, L2, L3, N и GND) заземлена и соединена вместе. центр. В этой системе электроснабжения провод защитного заземления (GND) не должен пропускать ток.Нейтральный провод N (заземленный провод) должен быть отдельным и отводиться только в системе потребителя. В Германии используются системы электроснабжения TN-C-S. Во многих случаях такие системы также используются в США в качестве стандарта. В трехфазном источнике питания используются пять кабелей, как показано в примере слева: L1, L2, L3, необязательно N и GND.
Система треугольника (треугольник с заземлением в углу)
	В системе треугольником все подключенные компоненты заземлены напрямую.Это делается независимо от заземления источника тока. Провод защитного заземления (GND) не должен пропускать ток! Нейтральный провод N (заземленный провод) должен быть отдельным и отводиться только в системе потребителя. Специальные меры, например сетевые фильтры, должны применяться в соответствии с требованиями ЭМС. Эти системы не имеют прямого аналога в стандарте IEC. Заземление осуществляется либо через одну из фаз (с заземлением в углу), либо через центральный отвод между двумя фазами (High-Leg). В трехфазном источнике питания используются пять кабелей, как показано в примере слева: L1, L2, L3, необязательно N и GND.
	В двухфазной системе заземление происходит через центральный отвод между двумя фазами. Оттуда выводится нейтральный проводник. В трехфазном источнике питания используются четыре кабеля, как показано в примере слева: L1, N, L2 и GND.

Потенциальные различия:

▪

Несколько пространственно разделенных монтажных пластин внутри шкафа управления

▪

Несколько шкафов управления, которые пространственно разделены внутри приложения

▪

Работа несколько локальных сервоприводов (AX5000 / AX8000)

▪

Питание компонентов шкафа управления от разных поставщиков

Все разности потенциалов приводят к токам утечки (токам выравнивания потенциалов).Для получения дополнительной информации обратитесь к разделу «Токи утечки» в системном руководстве для сервопривода AX5000.

Возможные различия также влияют на сигналы управления и обратной связи, вызывают помехи в устройствах связи и могут вывести электронные компоненты из строя.

Чтобы уменьшить разность потенциалов, вам необходимо:

▪

Установить выравнивание потенциалов. Для соединения неокрашенных монтажных плат и шкафов управления следует использовать заземляющие ленты с большой поверхностью и большой площадью контакта.

▪

Подключите источник питания с общим потенциалом.

▪

Обеспечьте подключение экрана с большой площадью поверхности.

Вопросы электробезопасности и электромагнитной совместимости

▪

С точки зрения мер индивидуальной защиты (PPM), PE-шина в шкафу управления используется как точка звезды.

▪

С точки зрения электромагнитной совместимости Beckhoff Automation GmbH & Co. KG рекомендует использовать неокрашенную монтажную пластину в шкафу управления в качестве точки нейтрали для выравнивания потенциалов.

Сечения проводников для кабелей выравнивания потенциалов Кабели выравнивания потенциалов должны быть как можно короче. Сечение жилы должно быть прямоугольным и плоским. Поперечное сечение кабеля уравнивания потенциалов должно иметь соответствующие размеры.

На следующей диаграмме показан пример конфигурации выравнивания потенциалов с различными компонентами.Обратите внимание, что выравнивание потенциалов зависит от конкретного приложения, поэтому следующий образец не следует рассматривать как стандартное решение!

	Дверь шкафа управления с заземляющей перемычкой
	DIN-рейка для монтажа компонентов
	Неокрашенная монтажная пластина в шкафу управления
	Заземляющая лента, соединяющая шину PE и неокрашенную монтажную пластину
	Соединение кабельного канала большой площади
	Кабельный канал из листового металла
	Выравнивание потенциалов между двигателем (OCT) и кабельным каналом (HF-совместимым) через фланцевую переходную пластину
	Разделительная планка в кабельном канале для сигнального (зеленый) и силового кабеля (оранжевый)
	Выравнивание потенциалов между Заземление рамы машины и фундамента
	Токопроводящее соединение металлического кабельного канала
	Заземление фундамента с помощью стальной арматуры в бетонной плите
	Заземляющее соединение между блоками управления заземление шкафа и фундамента
	Шина PE в шкафу управления

Установка выравнивания потенциалов При установке выравнивания потенциалов обратите внимание на следующее: • Подключение защитного провода Подсоедините двери шкафа управления (1) к шкафу управления через кабель защитного заземления (сечение ≥ 10 мм² Cu). Соедините монтажную пластину шкафа управления (3) с шиной защитного заземления (13) с помощью кабеля защитного заземления (сечение ≥ 10 мм² Cu). Подключите шкаф управления к заземлению фундамента (11) с помощью кабеля защитного заземления (сечение ≥ 10 мм² Cu). Кроме того, все кабельные каналы должны быть подключены к шкафу управления с помощью кабеля защитного заземления (сечение ≥ 10 мм² Cu). • Подключение двигателей и редукторов Подключите все двигатели и редукторы вашего приложения к металлическим кабельным каналам с помощью заземляющих лент. • Соединение металлических кабельных каналов Металлические кабельные каналы всегда должны соединяться друг с другом на большой площади. Соединения кабелей защитного заземления должны быть как можно короче. Все соединения должны быть металлически чистыми! Никогда не подключайте защитные провода к окрашенным поверхностям! Перед подключением компонентов очистите все соединения промышленным очистителем.

•

Установка в шкафу управления

Молниезащита объекта — Конструкции vs.Системы

Риск поражения молнией и разрушения промышленности и собственности США постоянно растет. Стоимость ущерба, связанного с молнией, в настоящее время оценивается в 8–10 миллиардов долларов в год ⁽¹⁾ и растет на 20% в год. Помимо физической деградации, большая часть общих затрат связана с простоями оборудования и прерыванием бизнес-операций.

Тот факт, что молния может разрушить как внешние конструкции, так и внутренние системы, часто игнорируется, пока не становится слишком поздно.Однако внедрение комплексной системы молниезащиты объекта (FLPS) может снизить риск повреждения и сбоя в обоих случаях. Эффективный FLPS не только защищает крыши, стены и другие конструктивные элементы от прямых ударов молнии, но также экранирует электрические цепи, коммуникации, системы управления технологическими процессами и другие элементы, уязвимые для непрямых ударов.

Нейтрализация прямых ударов молнии

Прямые удары молнии можно нейтрализовать с помощью структурной системы молниезащиты (структурная СМЗ).Основными компонентами этой системы являются молниеотводы (также известные как молниеотводы), проводники, соединяющие молниеотводы, и токоотводы, которые соединяют молниеотводы с землей. В соответствии с основными принципами физики структурная СМЗ генерирует электрическую «косу», которая перехватывает нисходящий электрический «лидер» из грозового облака. Этот перехват устанавливает цепь, позволяющую структурной СМЗ проводить ток молнии к земле, минуя конструкцию здания, при этом уравновешивая потенциал между облаком и землей.

Фото: активность восходящего и нисходящего лидера при ударе молнии

Конструктивная СМЗ не притягивает молнии, и удар молнии в месте не зависит от того, была ли установлена ​​защита. Вместо этого структурная СМЗ просто обеспечивает предпочтительный путь для тока молнии, протекающего к земле. Эта форма заземления отличается от обычного электрического заземления, устанавливаемого для повседневной безопасной работы электрических систем, которое не предназначено для работы с чрезвычайно высокими уровнями мгновенного напряжения и тока (100 миллионов вольт, 30 000 ампер или более), которые типичны для удар молнии.

Узнайте больше об образовании молний на веб-сайте Национального управления океанических и атмосферных исследований NOAA ⁽²⁾ .

Одного пути к земле недостаточно, чтобы гарантировать, что молния будет правильно отводиться от конструкции здания. Множественные токопроводящие дорожки должны быть проложены на правильном расстоянии от защищаемого здания.

Стандарты для этих систем молниезащиты включают NFPA 780 и UL 96A для США и IEC-62305 на международном уровне.Программа UL Master Label Certificate охватывает проверку и сертификацию этих систем.

Схема: воздушный терминал, проводник и расстояние между нижним проводником для LPS

Индукционный ток и косвенное повреждение

Молния также производит электромагнитный импульс (ЭМИ), который наводит ток в любых черных металлах в здании. Близлежащие удары молнии, удары по электросети или системам связи или даже удары от облака к облаку могут вызвать опасный ток в объекте и его системах.Ток может вызвать возгорание проводов и оборудования. Это также может привести к внутреннему отказу электрического оборудования, оборудования связи и управления технологическим процессом, даже если нет видимых снаружи повреждений.

Таким образом, представление о том, что молния должна поразить здание напрямую, чтобы нанести ущерб или причинить убытки, является мифом. Наведенный ток, который, например, повреждает системы управления технологическим процессом на объекте, может вызвать столько же простоев, как и физическое повреждение всей конструкции здания. Кроме того, здание и его оборудование с большей вероятностью будут повреждены индукцией вспомогательного тока, чем прямым ударом.

Необходимость как структурных, так и системных систем молниезащиты

Конструкционная СМЗ сама по себе не защитит объект от риска индукции. В то время как структурная система молниезащиты имеет решающее значение для защиты физической конструкции, а выравнивание потенциала, которое она обеспечивает, может снизить наведенные токи, внутренние системы требуют дополнительных мер защиты.

К счастью, другие технологии позволяют защитить производственные системы, электрические компоненты, коммуникации и средства управления процессами так же эффективно, как и саму конструкцию.Эту защиту обеспечивает:

• Системы заземления с низким сопротивлением (низкое переходное сопротивление)
• Выравнивание потенциалов
• Устройства защиты от перенапряжения (УЗИП)

Системы заземления с низким сопротивлением (низкое переходное сопротивление)

Стандарты

для полных систем молниезащиты основаны на принципе обеспечения прямого или квазипрямого пути с низким сопротивлением и низким сопротивлением для безопасного прохождения тока молнии до земли. Достижение низкого импеданса требует правильного обращения с сопротивлением и реактивным сопротивлением (емкостью и индуктивностью) системы.

Невнимательность или необоснованные предположения об эффективности системы заземления могут способствовать повреждению, связанному с молнией, и прерыванию работы. Практические правила предотвращения этого риска включают следующее:

• Системы заземления должны быть спроектированы и испытаны на достаточно низкое сопротивление заземления, обычно менее 25 Ом, для каждого заземляющего соединения. Там, где требуется заземление с особенно низким импедансом, например, для средств связи, или если сама почва имеет большое сопротивление, можно использовать стержень электролитического заземления или другое усиление заземления.
• Существующие системы необходимо регулярно проверять, чтобы гарантировать их работоспособность и неповрежденность: например, заземляющие стержни, установленные несколько лет назад, теперь могут быть корродированы или повреждены иным образом.
• Новые системы должны быть долговечными. Например, система заземления с низким сопротивлением, которая работает только в течение трех лет, не является подходящим решением, хотя она и хороша в течение этого времени.

Выравнивание потенциалов

Молния может проходить через почву и поэтому может улавливаться подземными водоводами, входящими в здание.Неправильное выравнивание потенциалов между электрическими и служебными линиями (вода, газ, телефонная связь, кабельное телевидение) и зданием, которое они обслуживают, может подвергнуть людей воздействию высоких уровней потенциалов прикосновения и сделать объект уязвимым для косвенного поражения молнией. Следовательно:

• Все системы на объекте, а также физическая структура должны быть надлежащим образом соединены вместе и подключены к одной и той же системе заземления для выравнивания потенциалов (уравнивания потенциалов). Эти системы включают в себя электроснабжение переменного тока, телекоммуникации, газ, воду, кабельное телевидение, системы управления и антенны.
• Служба, которая должна оставаться изолированной, которая не может быть напрямую связана с системой заземления здания, должна использовать разрядник с газоразрядной трубкой (GDT), установленный между службой и системой заземления здания. GDT обеспечит путь разряда к земле для выравнивания потенциалов.

Эквипотенциальное соединение не заменяет кабелепроводы или служебные линии для заземления системы молниезащиты. Это также не подвергает эти системы большему риску. Вместо этого он позволяет отводить заряды от систем через общий потенциал земли, что также снижает риск боковой вспышки, искрения и воздействия на людей смертельного потенциала прикосновения в результате удара молнии.

Устройства защиты от перенапряжения (SPD)

УЗИП (устройство защиты от перенапряжения) предназначено для защиты электрооборудования от скачков напряжения. Он ограничивает напряжение, подаваемое на оборудование, до безопасного уровня, блокируя или отводя избыточные напряжения на землю, в том числе передаваемые в конструкцию электрическими цепями, линиями связи или линиями передачи данных. УЗИП может также называться ограничителем перенапряжения, устройством защиты от перенапряжения или ограничителем перенапряжения (TVSS).

Неправильное использование SPD является обычным явлением, и неправильная реализация может вызвать ложное ощущение защиты.К распространенным ошибкам относятся:

• Неправильно расположенные или установленные SPD
  Правильная установка и размещение SPD является критическим фактором в обеспечении защиты. Точки входа в служебные линии являются ключевыми местами для установки УЗИП из-за обширных систем, которые образуют служебные линии для непрямой передачи молнии. По той же причине следует оборудовать другие электрические проводники здания, такие как антенные системы, УЗИП в точках входа.
• Неправильное сквозное напряжение
  УЗИП предназначен для пропускания напряжения до определенного предела, известного как сквозное напряжение. Минимизация сквозного напряжения важна для защиты подключенного оборудования. УЗИП для питания переменного тока часто устанавливают на служебном входе, но в зависимости от используемых УЗИП и их установки сквозное напряжение может быть недостаточно низким для надлежащей защиты всего оборудования, расположенного ниже по цепочке. Дополнительные SPD могут потребоваться в точках разветвления и рядом с оборудованием для дальнейшего снижения сквозного напряжения.
• Отсутствующие SPD
  SPD также важны для низковольтных коммуникационных проводников, которые входят в производственную или технологическую панель управления. Хотя они часто являются наиболее уязвимыми системами, их часто упускают из виду при развертывании SPD. В более общем плане ни одно устройство защиты от перенапряжения не может защитить всю конструкцию, и SPD всегда должны быть развернуты в нескольких местах для надлежащей защиты оборудования.

Заключение

Сегодняшние объекты должны постоянно работать, что делает простои недопустимыми.К счастью, сбои и повреждения, связанные с молнией, можно предотвратить, используя доступные сейчас технологии. Правильно спроектированная и интегрированная система заземления объектов с низким сопротивлением / низким сопротивлением, выравнивание потенциалов и SPD может эффективно защитить современные цифровые системы, в то время как структурная система молниезащиты защищает здание, в котором они находятся.

Полная система молниезащиты объекта также важна для обеспечения безопасной и эффективной защиты. Частичные системы оставляют объекты уязвимыми к переходным напряжениям и токам, а также к боковым вспышкам для незащищенных проводящих компонентов и, следовательно, к повреждению, потере и прерыванию работы.Только за счет полной интеграции защиты как от прямого, так и от непрямого поражения молнией предприятия США могут рассчитывать на сокращение или даже устранение ежегодного ущерба и сбоев, связанных с молнией, на сумму от 8 до 10 млрд долларов.

Схема: структурная СМЗ, заземление, выравнивание потенциалов и защита от перенапряжения (SPD / TVSS)

Тодд Д. Воут, вице-президент по развитию бизнеса, VFC — BSBA, более 30 лет опыта в разработке и внедрении систем молниезащиты.Сертификат LPI № 861

Ларри Лабайен, старший инженер по приложениям, Lyncole — BS Electronics and Communications, имеет более чем 30-летний опыт работы в области электроники и телекоммуникационной отрасли.

Артикул:

Выравнивание потенциалов (SPE) | Рейн Медикал

ВАЖНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ

Армин Гертнер Дипл. Инж. [MEng.]

В следующей статье описывается важность дополнительного выравнивания потенциалов (SPE) для медицинских технологий.Следует различать стационарно установленные системы общего выравнивания потенциалов в соответствии с DIN VDE 0100, части 410 и 540 и SPE, которые должны отдельно подключаться с помощью гибкого кабеля со специальной вилкой для мобильных активных и неактивных медицинских устройств, которые мобильный и мобильный в определенном месте. SPE стандартизирован в соответствии с VDE 0107 (старый) и VDE 0100 часть 710 (новый).

Из-за своей конструкции, как правило, на деталях устройства, к которым прикасаются, существуют лишь очень небольшие напряжения прикосновения, которые при прикосновении становятся токами утечки устройства.В случае неисправности могут возникнуть более высокие токи утечки устройства в виде токов повреждения. При первом повреждении эти остаточные токи могут привести к высоким напряжениям прикосновения, если отсутствует дополнительное выравнивание потенциалов.

Дополнительное выравнивание потенциалов, таким образом, представляет собой превентивную меру для защиты пациента, пользователя и третьих лиц от напряжений прикосновения, которые могут возникнуть из-за потенциалов напряжения между прикосновенными проводящими частями и мобильным оборудованием.

Далее описывается необходимость выравнивания потенциалов и соответствующая философия безопасности дополнительного выравнивания потенциалов (SPE), чтобы лучше понять и применить меру, которой часто пренебрегают или игнорируют на практике.

1. ПОСТОЯННО УСТАНОВЛЕННОЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Рис. 1: Схема прокладки кабеля защитного проводника и выравнивания потенциалов в операционных с указанием возможных направлений потока компенсационных токов

В зданиях больницы, помимо электроустановок, проложено большое количество токопроводящих трубопроводов, например из меди для воды или газов, которые могут хорошо проводить электричество благодаря своему большому поперечному сечению.Эти трубопроводы являются посторонними токопроводящими частями в соответствии с DIN VDE 0100 часть 200. К ним также относятся токопроводящие строительные конструкции или монтаж, который вставляется в бетон.

Поскольку в последние годы объем силовых установок все больше и больше увеличивается, следует ожидать, что электрические токи будут протекать не только через предусмотренные защитные проводники, но и через токопроводящие трубопроводы в соответствии с законами Кирхгофа. Такие токи могут течь не только в случае неисправности, но и во время нормальной работы.

По этой причине, например, трубопроводная система может получать напряжение во время нормальной работы, а тем более в случае повреждения. Если выравнивание потенциалов отсутствует, электрический ток может протекать через человека, касающегося двух разных систем трубопроводов, одна из которых заземлена. В зависимости от контактных сопротивлений контактное напряжение при простом замыкании на землю ниже сетевого напряжения 230 В.

Эти напряжения прикосновения (потенциалы) должны быть уменьшены до значений, безвредных для человека, путем соединения всех проводящих систем, таких как трубопроводы или корпуса оборудования, с помощью проводников выравнивания потенциалов.Для полного выравнивания потенциалов к основной шине выравнивания потенциалов рядом с главным распределительным щитом низкого напряжения подключаются вилки заземления фундамента и молнии, внутренние газовые трубы, водопроводные трубы, линии подачи и возврата отопления, паропроводы, трубы медицинского газа и т. Д.

На рисунке 1 показаны проблемы электробезопасности и безошибочное протекание компенсирующих токов.

На иллюстрации показано, как возможны компенсационные токи, которые при работе двигателей, лифтов, систем кондиционирования и т. Д., могут представлять опасность для пациента из-за армированной железом брони из других зон здания через операционные, операционные блоки питания, оборудование и т. д., если выравнивание потенциалов отсутствует или не подключено.

Вольтметр, изображенный над операционным столом, показывает возможные разности потенциалов между отдельными частями оборудования. Они могут позволить компенсационным токам течь во время операции через сердце пациента.

Требования предыдущих систем электропитания VDE 0107 в больницах и помещениях, используемых для медицинских целей за пределами больниц.

VDE 0107 делит помещения, используемые в медицинских целях, на группы приложений (AG) 0, 1 и 2. Для помещений AG 2 обычно требуется медицинская ИТ-сеть с плавающим потенциалом и дополнительным специальным выравниванием потенциалов. Медицинские ИТ-сети используются таким образом, чтобы при первом коротком замыкании на землю или на землю не происходило отключение. Только в случае короткого замыкания или чрезмерной перегрузки невозможно продолжить работу медицинского электрооборудования.

Примечание. Термин «ИТ-сеть» как обозначение этой конкретной формы электропитания не следует путать с идентичным термином «ИТ-сеть информационных технологий (ИТ)».

В помещениях AG 2 (операционные, отделения интенсивной терапии, отделения катетеризации левых отделов сердца) в соответствии с DIN VDE 0107, в дополнение к защитным мерам в соответствии с DIN VDE 0100, часть 410, все посторонние проводящие части в окружающей среде пациента электрически соединены друг с другом и с шиной защитного проводника. С помощью этой меры можно достичь даже очень низкого напряжения прикосновения.

Это означает, например, для операции, что все:

• стационарные операционные столы, кроме устройств класса защиты I,
• токопроводящий хирургический пол,
• потолочные подвески, если они не являются устройствами класса защиты I
• раковины при условии, что они установлены рядом с пациентом и являются посторонними токопроводящими частями,
• металлических каркасов при условии, что они находятся рядом с пациентом и являются инородными токопроводящими частями, и
Столешницы из нержавеющей стали
• при условии, что они установлены в окружающей среде пациента и являются посторонними токопроводящими частями

должен быть включен в уравнение потенциалов.Установление дополнительного выравнивания потенциалов требует функциональности основного выравнивания потенциалов. Номинальное поперечное сечение основного проводника выравнивания потенциалов рассчитывается в соответствии со стандартом DIN VDE 0100, часть 540.

За этими мерами стоят соображения и опыт, позволяющие избежать возможных перепадов напряжения, которые могут возникать в качестве источников напряжения в непосредственной близости от пациента. или на пациенте. Эти источники напряжения могут вызывать токи через сопротивление тела, которые не только проходят через пациента, но также могут нанести вред врачу и медперсоналу или даже подвергнуть их опасности.Кроме того, функционирование активного медицинского оборудования также ухудшается из-за утечки тока или даже из-за его неисправности.

ТРЕБОВАНИЯ НОВОГО VDE 0100 ЧАСТЬ 710

Предыдущий VDE 0107 был заменен новым VDE 0100 Part 710 в конце 2002 года. Дополнительное выравнивание потенциалов требуется без изменений, как предписано. Метрологическая проверка разности потенциалов в помещениях 2-й группы не проводится. От этого требования отказались, поскольку оно является стандартом для строительства новых установок или адаптации старых установок после существенной модификации.Новый стандарт содержит строгий запрет PEN, то есть PE-проводники и N-проводники больше не могут объединяться до напольного распределителя как сети TN-C, но должны быть отделены от главного распределителя, как показано на рис. 2. Новая часть VDE 0100 Part 710 предписывает сеть TN-S для новых зданий и переоборудования, в которых нет соединения между PE и N при правильной установке. На рисунке 2 слева показана сеть TN-C, а справа — сеть TN-S, которая будет установлена ​​для переоборудования и строительства новых зданий.

Рис.2: TN-C и TN-S-net

В сети TN-C необходимо соблюдать параллельное соединение с трубами, экранами сетей EDP, арматурой и другими проводящими телами, в результате чего происходит разделение обратных токов в зависимости от проводимости и диаметра материалов. Частичные токи текут обратно к источнику через PEN. Токовые клещи можно использовать для определения тока, протекающего в основном потенциальном кабеле. Токи протекают по всем проводящим частям, т.е.е. по всем материалам, которые являются проводящими и соединены с землей, то есть даже система металлических труб представляет собой потенциальный проводник.

Соединение между PE и N или вызванное повреждением изоляции может быть установлено непреднамеренно, что никто бы не заметил без измерения и контроля с помощью так называемой процедуры RCM (RCM = Контроль остаточного тока). Мониторы RCM — это устройства контроля остаточного тока в соответствии с DIN EN 62020, которые позволяют целенаправленно контролировать отдельные устройства или компоненты системы.

Новый стандарт также требует, чтобы сеть TN-S была полностью установлена ​​от главного низковольтного распределительного щита, а не только от главного распределительного щита здания; с помощью мониторинга RCM срабатывает сигнал тревоги, если происходит нарушение изоляции или перемычка между замыканиями PE и N.

В принципе, согласно VDE 0100, часть 710, блуждающие токи больше не должны возникать, если сеть TN-S полностью контролируется от источника. По этой причине измерение разности напряжений 10 мВ между осязаемыми проводящими частями в операционной также было исключено из нового стандарта, поскольку философия стандарта основана на предположении, что мониторинг обратного тока означает наличие больше никакой опасности.

Поэтому рекомендуется постоянно контролировать системы TN-S. В этих условиях при нормальной работе не может возникнуть вредных блуждающих токов. Однако важно отметить, что мониторинг с помощью RCM не ограничивает ток, а только дает индикацию, когда достигнут предел срабатывания сигнализации! Следовательно, это не защитная мера и не указывает, где находится источник токов выравнивания потенциалов или источники напряжения.

Ток в проводнике защитного заземления никогда не будет равен нулю, поскольку всегда есть токи утечки устройства из-за пределов изоляции и естественных изменений из-за старения изоляции.Чем больше оборудования подключено к источнику, тем выше токи утечки. Таким образом, в зависимости от использования помещения, предел сигнализации цепей RCM должен превышать сумму токов утечки, чтобы обнаруживать спонтанные события, которые вызывают повышение тока утечки или указывают на возрастающее старение изоляции.

Предельное значение для измерения в группе 2 зоны кардиологического наблюдения с помощью катетера для левого сердца должно быть соответствующим образом скорректировано. Следовательно, увеличение компенсационных токов, измеренных методом RCM, может указывать на опасную разность потенциалов.Увеличение общих токов утечки можно контролировать, следя за изменением отображения измеренных значений при включении приборов.

Таким образом, в случае изменения типа использования помещений, используемых для медицинских целей, или существенного изменения оборудования помещения, электрическая установка должна быть адаптирована к новому VDE 0100, часть 710; в таких случаях необходимо адаптироваться.

Выполнение и соблюдение требований к электрическому монтажу в соответствии с VDE 0100, часть 710 имеет смысл только в том случае, если философия установки VDE 0100, которая заканчивается сетевой розеткой, последовательно продолжается в помещениях, используемых для медицинских целей, и в медицинских помещениях. оборудование подключено.Однако важно отметить, что непреднамеренные и ошибочные соединения между различными группами помещений 1 и 2 с ИТ-сетями через антенны, системы внутренней связи, видео / аудиолинии, сети EDP или системы молниезащиты могут свести на нет философию безопасности VDE 0100, часть 710.

Во всех зданиях с помещениями, используемыми для медицинских целей, необходимо проверить, присутствует ли по крайней мере общее локальное выравнивание потенциалов в соответствии с предыдущим стандартом VDE 0107.

При рассмотрении проблемы установки необходимо проверить следующие моменты:

• образование петли
• индукции
• векторное сложение токов
• гармоники

В медицинских помещениях группы 2 соединительные болты для кабелей выравнивания потенциалов в соответствии с DIN 42801 должны быть установлены рядом с положением пациента, чтобы включить мобильное медицинское электрическое оборудование и передвижные хирургические светильники в дополнительное выравнивание потенциалов (рис.3).

Рис. 3: Дополнительное выравнивание потенциалов на интенсивном рельсе

ШИНА ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Шина выравнивания потенциалов для дополнительного выравнивания потенциалов должна располагаться в или рядом с областью медицинского назначения (комнатой или группой помещений). Шина уравнивания потенциалов должна быть расположена внутри или рядом с каждым назначенным распределителем, к которому должны быть подключены провод уравнивания потенциалов и защитный провод. Подключения должны быть такими, чтобы два проводника были четко различимы и разделялись.

2. ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛА ДЛЯ МОБИЛЬНОГО МЕДИЦИНСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

При обсуждении важности выравнивания потенциалов для мобильного портативного медицинского оборудования необходимо также соблюдать все еще действующие правила применения VDE 0753 Часть 2 / 02.83 для электромедицинского оборудования для внутрисердечных вмешательств. VDE 0753 предусматривает, что при использовании активного мобильного медицинского оборудования с классом безопасности I в медицинских помещениях Группы 2 перед использованием медицинского оборудования необходимо проверить правильность подключения дополнительных кабелей выравнивания потенциалов и оборудования для выравнивания потенциалов в помещении.

Токи утечки от электрического оборудования, токи выравнивания потенциалов между металлическими частями помещения, а также токи измерительных цепей от электрического оборудования могут протекать через сердце через внутрисердечные катетеры или датчики, размещенные на обнаженном сердце; та же проблема относится к мозгу.

Согласно VDE 0753 часть 2, постоянный ток или низкочастотный переменный ток до 1000 Гц и 10 мА по-прежнему считаются физиологически совместимыми. Все электрическое оборудование, которое излучает энергию в любой форме пациенту или только проводящим образом соединено с пациентом, может излучать эти крошечные количества энергии и, следовательно, представлять источник опасности в любое время.

Дополнительное выравнивание потенциалов для мобильного или портативного медицинского оборудования по-прежнему представляет собой профилактическую меру, позволяющую избежать податливого напряжения, которое может возникнуть из-за разницы напряжений (потенциалов) между прикосновенным оборудованием и пациентом, и привести все напряжения к общему потенциалу.

Согласно закону Ома, I = U / R, для операционной требуются низкие значения 10 мВ или 10 мА, поскольку коэффициент защиты кожи обычно отменяется с принятым средним значением прибл.1 кОм для медицинских приложений.

На рис. 4 схематично представлены электрические законы согласно закону Ома (напряжение прикосновения Ub = 10 мВ, среднее сопротивление тела Rbody = 1 кВт, предельное значение для фибрилляции сердца = 10 мА) и, таким образом, электротехническая основа для ограничения токов и напряжения в непосредственной близости от пациента.

На рис. 4 показана все еще превалирующая необходимость измерения и поддержания максимального напряжения прикосновения 10 мВ, даже если оно больше не включено в новую часть 710 стандарта VDE 0100 по причинам, указанным выше.

Во время применения оборудования, непосредственно контактирующего с пациентом, должна быть создана зона с выравниванием потенциалов, по крайней мере, вокруг пациента (так называемая среда пациента) через центральную точку выравнивания потенциалов рядом с пациентом, к которой выполняется выравнивание потенциалов. проводники оборудования подключены.

Рис. 5: Подключение выравнивания потенциалов для различного оборудования

Рис.6: Выравнивание потенциалов подключения оборудования

Рис.7: Дополнительные соединительные элементы для выравнивания потенциалов согласно DIN 42801

Рис. 8: Установка дополнительного устройства выравнивания потенциалов на тележке для мобильного оборудования

Рис.9: Сетевой кабель управления приоритетом и кабель выравнивания потенциалов

В помещениях группы 2 необходимо установить соединительные болты для проводов выравнивания потенциалов рядом с положением пациента, с помощью которых мобильное медицинское электрическое оборудование для внутрисердечных вмешательств и мобильные операционные столы должны быть включены в выравнивание потенциалов при проведении ВЧ хирургии.Выравнивание потенциалов должно быть ограничено областью, непосредственно окружающей пациента, то есть в пределах 1,5 м от операционного стола или кровати в отделении интенсивной терапии.

Если в этой области находится более одного пациента, различные точки выравнивания потенциалов должны быть подключены к центральной шине выравнивания потенциалов, которая соединена с защитным проводом источника питания для рассматриваемой области.

В случае медицинских устройств (рис. 6) с версиями класса безопасности I и II, металлические части устройств, доступные для прикосновения, также должны быть подключены к дополнительным точкам подключения выравнивания потенциалов в помещении через гибкие кабели выравнивания потенциалов с использованием соединительных элементов в в соответствии с DIN 42801 (см. рис.7).

Выравнивание потенциалов может состоять из фиксированных постоянных соединений или ряда отдельных соединений, которые устанавливаются при установке оборудования рядом с пациентом. Необходимые точки подключения для кабелей выравнивания потенциалов, отмеченные зеленым / желтым (стандартное обозначение ЗЕЛЕНО-ЖЕЛТЫЙ), конечно, должны быть предусмотрены как на устройствах, так и в системе. На рис. 8 показан пример правильной установки или дооснащения кабелей выравнивания потенциалов на тележке с мобильным оборудованием в операционной.

В случае мобильного мобильного медицинского оборудования дополнительное выравнивание потенциалов решает несколько задач:

• предотвращение или компенсация разности потенциалов между корпусами электрического оборудования и стационарно установленными токопроводящими частями в непосредственной близости от пациента
Разряд
• или уменьшение повышенных токов утечки согласно Приложению BBB DIN EN 60601-1-1: 2001 (системный стандарт)
• резервирование подключения защитного провода согласно DIN EN 60601-1-1: 2001 в случае обрыва защитного провода оборудования

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ АКТИВНОГО МЕДИЦИНСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

DIN VDE 0750 / EN 60601 / IEC 601 (области действия: Германия / Европа / мир) прямо не требует наличия заземляющего штыря для каждой единицы оборудования.Хотя в стандарте описаны механические размеры болта, он не содержит никаких требований к установке, так что медицинское оборудование без этого соединения также может быть предложено на рынке.

Это означает, что оператору, возможно, придется модернизировать подключение к медицинскому продукту или прибору или, возможно, придется указать это требование при выборе / тендере или спецификациях услуг.

Мобильные тележки для оборудования, предназначенные для размещения медицинской электрической системы в соответствии с DIN EN 60601-1-1, всегда должны содержать подходящее устройство для дополнительного выравнивания потенциалов в виде звезды (см.5).

Дополнительное выравнивание потенциалов может потребоваться, если эквивалентные токи утечки оборудования превышают допустимые предельные значения и не установлен разделительный трансформатор.

Это означает, что на практике медицинское устройство без болтов заземления использовать нельзя, и поэтому следует приобретать только медицинские устройства с соединением для выравнивания потенциалов. Это требование также распространяется на немедицинские устройства, такие как видеомониторы, видеопринтеры и записывающие устройства, используемые в медицинских помещениях Группы 1 и Группы 2.

Каким образом медицинское устройство или прибор можно включить в систему дополнительного выравнивания потенциалов без болта? Поэтому производителю рекомендуется с самого начала прикреплять такое устройство к компонентам, которые связаны или могут быть связаны с инвазивными компонентами в самом широком смысле.

Если этого требует приложение (группа помещений 2, инвазивный, общий ток утечки> 1 мА), болт необходимо дооснастить тележками для мобильного оборудования или медицинскими изделиями.

В случае старых устройств, которые были закуплены до и во время действия MedGV (Регламента по медицинским устройствам), это может сделать опытный медицинский техник (с учетом всех применимых технических регламентов — в частности, должны (что иногда может быть проблематично для дочерних мониторов), при необходимости ввод в эксплуатацию должен выполняться специалистом.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ДЛЯ СИСТЕМ, КАК МЕДИЦИНСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ В СООТВЕТСТВИИ С DIN EN 60601-1-1

Информационное приложение AAA к Стандарту 60601-1-1 добавляет к разделу 19.201 токи утечки, указывая, что для немедицинского оборудования в соответствующих стандартах могут быть разрешены более высокие токи утечки корпуса, чем предельные значения в 60601-1-1. Если немедицинское оборудование эксплуатируется вне помещения, в котором находится пациент, эти повышенные токи утечки в корпусе могут быть допустимы.

Дополнительное выравнивание потенциалов для систем медицинского электрооборудования

В настройках пациента необходимо ограничить разность потенциалов между различными частями системы. При ограничении этой разности потенциалов в системе защитных проводов существенную роль играет качество соединения и центральное уплотнение. Поэтому важно не допускать прерывания защитных мер в любой части системы.

• Дополнительные проводники выравнивания потенциалов могут использоваться, если ток утечки корпуса превышает допустимые пределы при первом повреждении.
• Дополнительные защитные проводники для медицинского электрооборудования, соответствующие IEC 60601-1-1, не требуются. Однако в случае немедицинского электрического оборудования эта мера может предотвратить превышение допустимых пределов тока утечки корпуса.

Как показано на рис.9, желто-зеленый дополнительный провод выравнивания потенциалов всегда должен быть обязательно подсоединен к сетевому кабелю до сетевой вилки, чтобы пользователь вставлял оба кабеля, а, следовательно, и кабель выравнивания потенциалов в предназначенный для этого гнездо подключения.

РЕЗЮМЕ

Необходимость выравнивания потенциалов для предотвращения разницы потенциалов как источника рабочего напряжения с опасными потенциалами все еще очевидна.

Мониторинг обратного тока в заземляющем проводе с помощью технологии RCM не заменяет философию превентивного предотвращения перепадов напряжения как движущей силы для источников напряжения с потенциальной опасностью для пациентов и пользователей в медицинских помещениях. Поэтому все пользователи медицинского оборудования должны быть подробно проинформированы о важности и необходимости дополнительного выравнивания потенциалов.Для мобильного оборудования кабель выравнивания потенциалов должен быть проложен к сетевой вилке вместе с сетевым кабелем, и следует приобретать только медицинские изделия и оборудование, у которых есть соединительный болт для дополнительного выравнивания потенциалов.

ЛИТЕРАТУРА

1. VDE 0753 Часть 2 / 02.83 Правила использования электромедицинского оборудования во внутрисердечной хирургии
2. VDE 0100 Part 710: 2002.11.01 Монтаж низковольтных систем в областях медицинского назначения
3. VDE 0107 Высоковольтные системы в больницах и медицинских помещениях вне больниц
4. Гертнер, А.; Безопасность медицинского оборудования — Руководство для оператора, TÜV-Publishing Company Cologne, 2001, ISBN 3-8249-0672-4
5. Gärtner, A .; Требования к тележкам для мобильной техники, мт медицинской техники, 6/2002, с. 211 — 217
6. Hofheinz, W .; Электробезопасность в помещениях медицинского назначения, VDE Publishing Company 2001, ISBN 3-800-2527-4
7. Sudkamp, ​​N .; Электрические системы в больницах, TÜV-Publishing Company Cologne, 2001, ISBN 3-8249-0533-7
8. DIN EN 62020: 1999-07, Электромонтажные материалы. Устройства контроля остаточного тока для домашнего и аналогичного использования (RCM)
9. DIN 42801 Издание: 1980-04, Соединительные болты для кабелей выравнивания потенциалов
10. DIN 42801-2, редакция: 1984-01 Кабели выравнивания потенциалов; розетка

Заземление и соединение электрических систем Справка

Используйте поиск, чтобы быстро найти ответы на вопросы — откройте окно поиска (ctrl + f), затем введите ключевое слово из вопроса, чтобы перейти к этим терминам в материале курса

Цель.

Целью этого курса является ознакомление инженеров с проблемами заземления и соединения электрических систем, связанными с глухозаземленными системами под напряжением 600 В. Этот курс может служить введением в заземление и подключение для инженеров, не имеющих или почти не имеющих опыта профессионального проектирования электрооборудования. В курсе также представлена ​​практическая, но не совсем известная информация по применению заземления и соединения, которая будет полезна даже самому опытному профессионалу в области проектирования электротехники.

Зачем тратить время на изучение заземления и подключения?

 Многие специалисты в области электротехники придерживаются популярного и ошибочного убеждения, что заземление металлического объекта (путем прямого подключения к земле)
поможет снять опасное напряжение, вызванное замыканием линии на землю.Заземление объекта не способствует снятию опасного напряжения или снижению напряжения прикосновения или шагового напряжения, которые являются причиной нескольких смертельных случаев каждый год.

 Неправильное заземление и подключение — частая причина несчастных случаев с электрическим током.

 Эффективное заземление играет важную роль в правильной работе чувствительного электронного оборудования.

 «Более 80% всех отказов электронных систем, которые связаны с аномалиями питания, на самом деле являются результатом ошибок электропроводки или заземления или вызваны другими нагрузками на предприятии заказчика.”EPRI (Исследовательский институт электроэнергетики)

“ Из всех проблем с питанием и заземлением, влияющих на электронное оборудование, почти 90% вызваны электропитанием и условиями заземления внутри объекта, в котором используется оборудование… Что еще более важно, почти 75% Проблемы с качеством электроэнергии внутри объекта связаны с заземлением, что делает его единственным наиболее важным фактором с точки зрения объекта, обеспечивающего надежную работу оборудования ». Уоррен Льюис, ECM Magazine

 Издание 2005 г. Национального электротехнического кодекса (NEC) включало полный пересмотр и переименование статьи 250 (ранее называвшейся «Заземление»), которая, по словам редакторов Справочника NEC, « одно из самых значительных изменений, произошедших в новейшей истории Кодекса ».

Основа и ресурсы.

Следующие ресурсы служат в качестве первичной основы информации, представленной в этом курсе
и будут использоваться в материалах курса:

 Статья 250 Национального электрического кодекса (NEC) — издание 2005 г.

 Стандарт IEEE 1100-1999 рекомендуется Практика питания и заземления чувствительного электронного оборудования

 Стандарт IEEE 142-1982 Заземление промышленных и коммерческих систем питания

 Общие сведения о тестировании сопротивления заземления AEMC (рабочая тетрадь, издание 6.0)

Для многих инженеров, подрядчиков и техников Национальный электротехнический кодекс и его статья 250 (Заземление и соединение) являются единственной основой при проектировании и установке системы заземления.

Перед тем, как начать курс, жизненно важно, чтобы мы рассмотрели цель и ограничения Национального электрического кодекса (NEC) — чтобы понять, как следует применять NEC.

Статья 90.1 Национального электротехнического кодекса устанавливает его цель и намеренные ограничения:

90.1 Цель

(A) Практическая защита — Целью настоящего Кодекса является практическая защита людей и имущества от опасностей, возникающих в результате использования электричества.

(B) Соответствие — этот Кодекс содержит положения, которые считаются необходимыми для обеспечения безопасности. Их соблюдение и надлежащее обслуживание приводят к установке, которая по существу не опасна, но не обязательно эффективна, удобна или адекватна для хорошего обслуживания или будущего расширения использования электричества.

(C) Намерение — Этот Кодекс не предназначен в качестве проектной спецификации или руководства по эксплуатации для неподготовленных людей!

Согласно NEC — Инженеры, проектирующие и определяющие заземление и подключение, не должны использовать Национальный электрический кодекс (NEC) в качестве поваренной книги.

NEC не заменяет понимание теории, лежащей в основе требований кодекса.

Чтобы понять заземление и связывание, важно знать значения слов, которые мы будем использовать. В статье 110 Национального электротехнического кодекса содержатся определения слов, которые мы будем использовать в этом курсе. Они перечислены в порядке важности, не обязательно в алфавитном порядке.

Приложение 1 Различные компоненты заземления и соединения.

Заземленный проводник. Система или проводник цепи, который намеренно заземлен. Его также обычно называют нейтральным проводником в заземленной звездообразной системе.

Заземляющий провод. Проводник, используемый для соединения оборудования или заземленной цепи системы электропроводки с заземляющим электродом или электродами.

Заземляющий провод, оборудование. Проводник, используемый для подключения нетоковедущих металлических частей оборудования, кабельных каналов и других кожухов к заземленному проводнику системы, проводнику заземляющего электрода или к тому и другому на сервисном оборудовании или в источнике отдельно созданной системы.Статья 250.118 NEC описывает различные типы заземляющих проводов оборудования. Правильный выбор заземляющих проводов оборудования приведен в 250.122 и таблице 250.122.

Электрод заземления. Устройство, обеспечивающее электрическое соединение с землей.

Провод заземляющего электрода. Проводник, используемый для подключения заземляющего электрода (ов) к заземляющему проводу оборудования, к заземленному проводу или к обоим при обслуживании, в каждом здании или сооружении, где питание подается от фидера (ов) или ответвительной цепи (ов). , или в источнике отдельно производной системы.

Склеивание (скрепленное). Постоянное соединение металлических частей для образования электропроводящего пути, обеспечивающего непрерывность электрической цепи и способность безопасно проводить любой ток, который может возникнуть.

Назначение соединения — установить эффективный путь для тока короткого замыкания, который, в свою очередь, облегчает работу устройства защиты от сверхтока. Это объясняется в статьях 250.4 (A) (3) и (4) и 250.4 (B) (3) и (4) Национального электротехнического кодекса. Конкретные требования к соединению содержатся в Части V Статьи 250 и в других разделах Кодекса, как указано в Статье 250 NEC.3.

Соединительная перемычка. Надежный проводник для обеспечения необходимой электропроводности между металлическими частями, которые необходимо электрически соединить.

Заглушки концентрического и эксцентрического типа могут ухудшить электрическую проводимость между металлическими частями и фактически вызвать ненужное сопротивление в цепи заземления. Установка соединительных перемычек — это один из часто используемых методов между металлическими дорожками качения и металлическими частями для обеспечения электропроводности. Связывающие перемычки можно найти в сервисном оборудовании [NEC 250.92 (B)], подключение более 250 В (NEC 250.97) и расширительные фитинги в металлических дорожках качения (NEC 250.98). На рис. 2 показана разница между выбивками концентрического и эксцентрического типов. На Таблице 2 также показан один из методов установки соединительных перемычек при этих типах заглушек.

Приложение 2 Соединительные перемычки устанавливаются вокруг концентрических или эксцентрических выбивных участков.

Соединительная перемычка, оборудование. Соединение между двумя или более частями заземляющего провода оборудования.

Соединительная перемычка, основная. Соединение между заземленным проводом цепи и заземляющим проводом оборудования при обслуживании.

На рисунке 3 показана основная перемычка, используемая для обеспечения соединения между заземленным рабочим проводом и заземляющим проводом оборудования на рабочем месте. Связывающие перемычки могут быть расположены по всей электрической системе, но основная перемычка заземления находится только в служебных помещениях. Основные требования к перемычкам подключения приведены в NEC 250.28.

Приложение 3. Основная перемычка, устанавливаемая на сервисе, между заземленным проводником и заземляющим проводом оборудования.

Соединительная перемычка, System. Соединение между проводником заземленной цепи и проводом заземления оборудования в отдельно выделенной системе.

На рисунке 4. показана перемычка для соединения системы, используемая для обеспечения соединения между заземленным проводником и заземляющим проводом (проводами) оборудования трансформатора, используемого как отдельно производная система.

Приложение 4. Перемычка заземления системы, устанавливаемая рядом с источником отдельно выделенной системы между заземленным проводником системы и заземляющим проводом (проводниками) оборудования.

Перемычки соединения системы расположены рядом с источником отдельно производной системы. В производной системе используется соединительная перемычка, если производная система содержит заземленный провод. Подобно основной перемычке заземления на сервисном оборудовании, перемычка заземления системы обеспечивает необходимое соединение между заземляющими проводниками оборудования и заземленным проводом системы, чтобы создать эффективный путь для тока замыкания на землю. Требования к перемычкам для подключения системы находятся в NEC 250.30 (А) (1).

Заземлен. Подключен к земле или к какому-либо проводящему телу, которое служит вместо земли.

Эффективно заземлено. Преднамеренно подключено к земле через заземляющее соединение или соединения с достаточно низким сопротивлением и достаточной допустимой нагрузкой по току для предотвращения повышения напряжения, которое может привести к чрезмерной опасности для подключенного оборудования или людей.

С глухим заземлением. Подключен к земле без установки резистора или устройства импеданса.

 Распространенное заблуждение состоит в том, что заземление и соединение — это одно и то же. Хотя они связаны, это не одно и то же. Цель этого курса — прояснить каждую тему.

 В редакции Национального электротехнического кодекса 2005 г. это признается и изменено название статьи 250 (которая ранее называлась «Заземление») на «Заземление и соединение», чтобы усилить, что заземление и соединение — это две отдельные концепции, но не исключающие друг друга фактически, напрямую связаны между собой требованиями статьи 250.

 Соединение — это соединение двух или более проводящих объектов друг с другом с помощью проводника, такого как провод.

 Заземление, также называемое «заземлением», представляет собой особую форму соединения, при которой один или несколько проводящих объектов соединяются с землей с помощью проводника, такого как провод или стержень.

 Правильное заземление объектов (проводников) в поле обычно включает как связи между объектами, так и особую связь с землей (землей).

Заземление для целей этого курса означает намеренное соединение с землей или другим проводящим телом относительно большой протяженности, которое служит вместо земли.Другое слово для обозначения заземления — «заземление». Если мы будем помнить об этом и использовать термин «заземление» всякий раз, когда мы используем термин «заземление», это поможет нам понять, что такое заземление (или заземление), а что нет.

Связывание — это соединение проводящих частей между собой с целью поддержания общего электрического потенциала и обеспечения электрического проводящего пути, который будет гарантировать непрерывность электрической цепи и способность безопасно проводить любой ток, который может возникнуть. IEEE Std. 1100–1999.

В соответствии со статьей 250.4 (A) Национального электротехнического кодекса, ниже приведены общие требования к заземлению и соединению заземленных систем. В системе с заземлением вторичные обмотки питающего трансформатора могут иметь конфигурацию «звезда» с заземленной общей ветвью или конфигурация «треугольник» с заземленным центральным отводом или заземленным углом.

Следующие общие требования определяют, какие заземления и соединения электрических систем необходимо выполнить. Для соответствия эксплуатационным требованиям этого раздела необходимо следовать предписывающим методам, содержащимся в Статье 250.

(1) Заземление электрической системы Заземленные электрические системы должны быть подключены к земле таким образом, чтобы ограничить напряжение, создаваемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и стабилизировать напряжение относительно земли во время нормальной работы. операция.

(2) Заземление электрического оборудования Нетоковедущие проводящие материалы, охватывающие электрические проводники или оборудование или составляющие часть такого оборудования, должны быть заземлены, чтобы ограничить напряжение относительно земли на этих материалах.

(3) Соединение электрического оборудования Нетоковедущие проводящие материалы, охватывающие электрические проводники или оборудование или составляющие часть такого оборудования, должны быть соединены вместе и с источником электропитания таким образом, чтобы установить эффективный ток замыкания на землю. дорожка.

(4) Соединение электропроводящих материалов и другого оборудования. Электропроводящие материалы, которые могут оказаться под напряжением, должны быть
соединены вместе и с источником электропитания таким образом, чтобы создать эффективный путь тока замыкания на землю.

(5) Эффективный путь тока замыкания на землю Электрооборудование, проводка и другие электропроводящие материалы, которые могут оказаться под напряжением, должны быть установлены таким образом, чтобы создать постоянную цепь с низким сопротивлением, облегчающую работу устройства максимального тока или детектора заземления для системы с высокоомным заземлением. Он должен быть способен безопасно пропускать максимальный ток замыкания на землю, который может быть наложен на него из любой точки системы электропроводки, где может произойти замыкание на землю источника электропитания.Заземление не должно рассматриваться как эффективный путь тока замыкания на землю.

Давайте рассмотрим с предыдущей страницы общие требования, представленные в Национальном электротехническом кодексе для заземления и соединения, чтобы лучше понять, какие требования выполняются посредством заземления (заземления), а какие — посредством методов соединения.

 Требования (1) и (2) относятся к заземлению — они конкретно относятся к «заземлению».

 Требование (1) — заземление системы или преднамеренное соединение системного проводника в заземленной системе с землей.Заявленная цель этого преднамеренного подключения к земле состоит в том, чтобы ограничить напряжение, создаваемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и это стабилизирует напряжение относительно земли во время нормальной работы.

 Требование (2) выполняется путем присоединения нетоковедущих металлических предметов к заземляющему проводу оборудования, который присоединен к проводнику заземляющего электрода на служебном входе и на стороне нагрузки каждой отдельно выведенной системы.

 Требования (3), (4) и (5) являются связующими. Путем соединения всех металлических предметов, которые могут оказаться под напряжением в случае неисправности (и обеспечения заземляющего проводника оборудования, соединенного с этими элементами и с источником), обеспечивается эффективный путь заземления, облегчающий работу устройств защиты от перегрузки по току. Проще говоря, путь тока короткого замыкания должен иметь достаточно низкое сопротивление, чтобы пропускать ток короткого замыкания достаточно высокой величины, чтобы вызвать срабатывание защитного устройства на входе.Связывание также помогает обеспечить безопасность персонала, так что кто-то, прикоснувшись к двум частям оборудования одновременно, не получит шока, став путем выравнивания, если они окажутся под разными потенциалами. По той же причине, по которой соединение защищает людей, оно защищает оборудование, уменьшая ток по проводам питания и данных между частями оборудования с разными потенциалами.

Важно понимать разницу между соединением и заземлением. Имейте в виду, что земля (грунт) является плохим проводником, и на нее нельзя полагаться как на часть пути возврата тока замыкания на землю — это путь, предназначенный для устранения замыкания.Причина, по которой никогда нельзя полагаться на землю / почву как часть обратного пути от замыкания на землю, связана с ее высоким сопротивлением.

Сопротивление земли примерно в один миллиард раз больше, чем у меди (в соответствии со стандартом IEEE 142, раздел 2.2.8), и обеспечивает возврат к источнику только нескольких ампер (1-10).

Стандарт 142 Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике гласит: «Самая сложная система заземления, которую можно спроектировать, может оказаться неадекватной, если соединение системы с землей не является адекватным и имеет низкое сопротивление.Отсюда следует, что заземление является одной из наиболее важных частей всей системы заземления. Это также самая сложная часть для проектирования и получения … Для небольших подстанций и промышленных предприятий в целом должно быть получено сопротивление менее 5 Ом, если это практически возможно ».

Однако с практической точки зрения на заземляющий электрод, независимо от его сопротивления, нельзя полагаться на устранение замыкания на землю. Если оборудование эффективно заземлено и соединено, то должен быть предусмотрен путь с низким сопротивлением (не через заземляющий электрод к земле и через землю обратно к источнику), чтобы облегчить работу устройств максимального тока в цепи.В то время как минимальное практическое сопротивление заземляющего электрода желательно и будет лучше ограничивать потенциал рамы оборудования над землей, более важно обеспечить путь с низким импедансом для быстрого устранения повреждения в целях обеспечения безопасности. Чтобы получить наименьшее практическое сопротивление, цепь заземления оборудования должна быть подключена к заземленному проводу внутри вспомогательного оборудования.

Ни заземление (заземление), ни система заземляющих электродов не помогают устранять электрические неисправности. Это соединение металлических предметов с заземляющим проводом оборудования и источником, которое обеспечивает путь с достаточно низким импедансом, позволяющим срабатывать защитным устройствам от сверхтоков и устранять неисправности.Если путь замыкания на землю опирается на землю, то тока короткого замыкания не будет достаточно (из-за высокого импеданса) для срабатывания защитного устройства
.

Помните закон Ома, V = I x R? Рассмотрим следующий пример. Фазный провод на 120 В намеренно подключается непосредственно к земле (если оголенный провод под напряжением был соединен с заземляющим стержнем в грязи), а заземляющий стержень имеет сопротивление 25 Ом к заземленному источнику питания (трансформатору). Этот сценарий даст чуть менее 5 Ампер (4.8А) тока замыкания на землю. Это преднамеренное соединение с землей не дало бы достаточного тока короткого замыкания для отключения даже автоматического выключателя на 20 А, поскольку автоматический выключатель на 20 А может непрерывно выдерживать 16 Ампер.

Такой же высокий импеданс земли, который ограничивает ток короткого замыкания до уровней, меньших, чем требуется для размыкания защитных устройств, создаст опасные скачки напряжения или напряжения прикосновения в непосредственной близости от заземляющего стержня, которые могут быть смертельными. Несколько человек умерли в последние годы именно из-за этого состояния, когда столбы уличного освещения были заземлены заземляющими стержнями, но не имели заземляющих проводов оборудования, которые могли бы служить эффективным путем обратного тока короткого замыкания к источнику питания.

Давайте исследуем факторы, которые влияют на сопротивление систем заземляющих электродов (давайте использовать стержни для обсуждения).

 Сопротивление электрода (разница всего в несколько миллиОм между различными обычно используемыми материалами и размерами — IEEE Std 142-1982). Сопротивление электрода зависит от материала стержня и площади поверхности стержня. Площадь поверхности стержня зависит от диаметра стержня.

 От стержня к поверхности почвы (незначительный фактор — обычно составляет лишь долю Ом — если стержень вбивается в уплотненный грунт и не является рыхлым — IEEE Std 142-1982) Различия в размерах заземляющих стержней и материалах делают небольшая заметная разница в сопротивлении электрода (однако материал стержня играет роль в ожидаемом сроке службы стержня).

 Контактное сопротивление между стержнем и окружающей почвой. Если стержень вбивается в уплотненный грунт, сопротивление между стержнем и окружающей почвой не является существенным фактором (это обсуждается более подробно в разделе, посвященном стержням с глубоким забиванием).

 Сопротивление почвы, окружающей электрод (самый большой фактор). В правильно установленной системе заземляющих электродов сопротивление почвы является ключевым фактором, определяющим, каким будет сопротивление заземляющего электрода и на какую глубину необходимо ввести стержень, чтобы получить низкое сопротивление заземления.
Удельное сопротивление почвы зависит от глубины от поверхности, типа концентрации растворимых химических веществ (минералов и растворенных солей) в почве, содержания влаги и температуры почвы. Другими словами, удельное сопротивление определяется электролитом в почве. Сопротивление заземляющего стержня 5/8 дюйма для типичных типов грунта из IEEE 142-1982 представлено ниже:

Вот несколько удивительных фактов:

Согласно этой таблице IEEE 142-1992, 10-дюймовый заземляющий стержень приводится в действие в двух из четырех категорий типов грунтов в среднем не обеспечивали сопротивления 25 Ом или меньше! Это обычное дело во многих районах с песчаной почвой.

Присутствие поверхностных вод не обязательно указывает на низкое удельное сопротивление (IEEE Std 142-1982).

Недавний проект наглядно иллюстрирует истинность этого утверждения. Почва водомелиоративного сооружения всегда была влажной. Инженеры-электрики, исследующие проблемы с заземлением на месте, наивно полагали, что постоянное присутствие воды (из-за высокого уровня грунтовых вод) гарантирует низкое удельное сопротивление почвы и что отдельных стержней заземления или, возможно, параллельных стержней заземления будет достаточно для создания заземления с низким сопротивлением. (заземление).Однако все было наоборот. Дальнейшие исследования показали, что высокий уровень грунтовых вод был связан с подземным водным потоком. Буквально через это место протекала река, которая была частью гидрологии района. Почва была очень песчаной.

Со временем все растворимые минералы, которые существовали, были растворены и унесены медленно текущей водой, оставив песок и дистиллированную воду — оба отличные изоляторы!

Это открытие радикально изменило направленность исследования заземления площадки и соответствующих корректирующих действий, заставив инженеров задуматься о стратификации почвы.

Традиционные методы заземления, которым в течение последних сорока лет обучали производителей заземления и тестирования заземления, основаны на предполагаемом однородном состоянии почвы. Традиционные методы породили практические правила, которые стали приняты многими инженерами
как стандартные методы. Одна из таких практик заключалась в том, что как удвоение глубины заземляющего стержня, так и установка двух параллельных заземляющих стержней были одинаково эффективными методами для снижения сопротивления стержня (ов) относительно земли.Эти практические правила предполагали, что почва однородна — что почва остается того же типа и сопротивления при погружении на большую глубину. На практике на многих территориях почва слоистая, а не однородная.

Как ответственные инженеры, мы должны помнить, что практика использования параллельных заземляющих стержней, иногда соединенных по схеме треугольника, которая была разработана с использованием методов, предполагающих однородность почвенных условий, может не быть лучшей практикой для стратифицированных почвенных условий.

Мы рассмотрим это более подробно в следующем разделе.

Что может служить заземляющим электродом?

Помните: заземляющий электрод — это средство выполнения двух из пяти требований к заземлению и соединению, перечисленных в Национальном электротехническом кодексе.

(1) Заземление электрической системы Заземленные электрические системы должны быть подключены к земле таким образом, чтобы ограничить напряжение, создаваемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и стабилизировать напряжение относительно земли во время Нормальная операция.

(2) Заземление электрического оборудования Нетоковедущие проводящие материалы, охватывающие электрические проводники или оборудование или составляющие часть такого оборудования, должны быть заземлены, чтобы ограничить напряжение относительно земли на этих материалах.

В соответствии с Национальным электротехническим кодексом в качестве заземляющих электродов могут использоваться следующие электроды, и если их более одного, они должны быть соединены вместе:

 Металлическая подземная водопроводная труба (NEC 250.52 (A) (1))

 Металлический каркас конструкции (NEC 250.52 (A) (2))

 Заземляющий электрод в бетонном корпусе (также известный как заземление UFER) (NEC 250,52 (A) (3))

 Кольцо заземления (NEC 250.52 (A) (4))

 Заземляющий стержень (NEC 250.52 (A) (5))

 Заземляющие пластины (NEC 250.52 (A) (6))

В Национальных электротехнических правилах указаны конкретные требования к установке для каждого типа электрода.

Два или более заземляющих электрода, которые эффективно соединены вместе, должны рассматриваться как единая система заземляющих электродов.

Давайте рассмотрим различные места, где требуется заземление (имеется в виду преднамеренное соединение или подключение к системе заземления). Национальный электротехнический кодекс требует следующего:

Служебный вход — Статья 250.24 (A) NEC требует, чтобы в системе электропроводки помещения, снабжаемой заземленной службой переменного тока, был провод заземляющего электрода, соединенный с заземленным служебным проводом (также называемый нейтралью). дирижер). Статья 250.24 (A) (1) требует, чтобы соединение выполнялось в любой доступной точке от конца нагрузки на линии ответвления или боковой линии обслуживания до терминала или шины, к которым подключен заземленный провод (нейтраль), на стороне обслуживания, включительно. отключающие средства.Это переводится в одно из трех мест, как показано ниже:

Отдельно производные системы — Обратитесь к разделу VI для обсуждения отдельно производного заземления системы.

Металлические водопроводные и другие металлические трубопроводы, которые могут оказаться под напряжением — 250.104 (A) и (B) требует, чтобы металлическая система водяных трубопроводов была соединена с системой заземления в любом из следующих мест: кожух вспомогательного оборудования, заземленный провод на обслуживания, провод заземляющего электрода или заземляющих электродов.В то время как металлические водопроводные трубы должны быть заземлены, другие системы металлических трубопроводов должны быть соединены с землей (заземленными) только в том случае, если существует вероятность того, что они будут под напряжением — то есть там, где внутри оборудования имеются механические трубопроводы и электрические соединения (например, газовые приборы). .

Конструкционный металл — 250.104 (C) требует наличия открытого конструкционного металла, который соединен между собой для образования металлического каркаса здания и не заземлен намеренно и может оказаться под напряжением, должен быть соединен с землей либо в корпусе сервисного оборудования, либо в заземленном проводнике в сервисе. , провод заземляющего электрода или к заземляющим электродам.

Если система переменного тока подключена к заземляющему электроду в здании или сооружении или на них, тот же электрод должен использоваться для заземления корпусов проводников и оборудования внутри или на этом здании или сооружении. Если отдельные службы, фидеры или ответвления питают здание и должны быть подключены к заземляющему электроду (ам), следует использовать тот же заземляющий электрод (а). Это необходимо для того, чтобы все металлические объекты в конструкции имели одинаковый потенциал земли.

Какое требуется сопротивление земли? Разрешается?

Если вас спросят: «Сколько Ом сопротивления земли требуется Национальным электрическим кодексам (NEC) для заземления системы?» Что бы вы сказали? А) 25 Ом? Б) 10 Ом? В) 100 Ом? Или D) Вы бы сказали, что NEC не устанавливает минимальных требований?

Если бы вы ответили D), вы были бы правы! Как бы трудно в это поверить, но в Национальном электротехническом кодексе нет заявленного минимального сопротивления заземления для заземления системы.

Давайте посмотрим на статью 250-56 NEC

250.56 Сопротивление стержневых, трубных и пластинчатых электродов:

 Отдельный электрод, состоящий из стержня, трубы или пластины, не имеющий сопротивления заземления 25 Ом или менее, должен может быть дополнен одним дополнительным электродом любого из типов, указанных в пунктах от 250,52 (A) (2) до (A) (7). Если в соответствии с требованиями данного раздела установлено несколько стержневых, трубных или пластинчатых электродов, они должны находиться на расстоянии не менее 1,8 м (6 футов) друг от друга.

 FPN: Эффективность параллельного включения стержней длиннее 2.5 м (8 футов) увеличивается за счет расстояния более 1,8 м (6 футов).

Обратите внимание, что NEC говорит, где «Один электрод…». Также обратите внимание, что это не требует повторных испытаний и установки дополнительных стержней или стержней дополнительной длины до тех пор, пока не будет достигнуто сопротивление 25 Ом или меньше. Эта статья NEC позволяет подрядчику запускать две штанги, разнесенные на 6 футов друг от друга, не проводить наземных испытаний и прекращать работу!

Многие районы имеют слоистую (то есть слоистую) песчаную почву. Наиболее чистый песок — это кварц, диоксид кремния (SiO2).Диоксид кремния — это высококачественный электрический изолятор, который обычно используется в качестве барьерного материала при имплантации или диффузии примесей, для электрической изоляции полупроводниковых устройств, в качестве компонента металлооксидных полупроводниковых (МОП) транзисторов или в качестве межслойного диэлектрика при многоуровневой металлизации. структуры, такие как многокристальные модули
. Песок — хороший изолятор; это НЕ хороший заземляющий материал.

Чтобы выйти из слоистых песчаных почв, необходимо продвинуть заземляющие стержни глубже через слой песка (каким бы глубоким он ни был) в более проводящую почву.

Размещение нескольких параллельных стержней в песчаной почве не имеет большого значения, если требуется соединение с землей с низким сопротивлением — вы должны пройти под слоем песка.

Национальный электротехнический кодекс содержит две таблицы, в которых указаны размеры заземления и соединения.

 Таблица 250.66 Заземляющий провод для систем переменного тока

 Таблица 250.122 Минимальный размер заземляющих проводов оборудования для заземляющих каналов и оборудования.

Таблица 250.66 Провод заземляющего электрода для систем переменного тока

Примечания:
1.Если используются несколько наборов служебных вводных проводников, как это разрешено в 230.40, исключение № 2, эквивалентный размер самого большого служебного вводного проводника должен определяться по наибольшей сумме площадей соответствующих проводников каждого набора.
2. Если нет проводов для входа в сервисный центр, размер проводника заземляющего электрода должен определяться эквивалентным размером самого большого входного проводника, необходимого для обслуживаемой нагрузки.

Таблица 250.122 Минимальный размер заземляющих проводов оборудования для заземляющих каналов и оборудования

Примечание:
Если необходимо, чтобы соответствовать требованиям 250.4 (A) (5) или (B) (4), заземляющий провод оборудования должен иметь сечение больше, чем указано в этой таблице.
* См. Ограничения по установке в 250.120.

Источником этих таблиц был отчет комитета IEEE «Руководство по безопасности при заземлении подстанций переменного тока». В отчете комитета обсуждалась обоснованность размеров заземляющих проводов, указанных в таблицах, исходя из типичной длины проводника 100 футов и падения напряжения на проводнике на основе этой длины 100 футов. [Руководство к Национальному электротехническому кодексу — Грегори Биералс — Институт проектирования электрооборудования].Для длин более 100 футов «минимальный размер», указанный в таблице, может оказаться недостаточным для устранения неисправности или проведения тока повреждения, которому она подвержена.

С практической точки зрения, проводники заземляющих электродов редко проектируются так, чтобы их длина превышала 100 футов, и на Таблицу 250.66 можно положиться почти без исключения.

Заземляющие проводники оборудования, с другой стороны, часто длиннее 100 футов, то есть всегда, когда длина ответвленной цепи или фидера заземляющего проводника оборудования, с которым они установлены, превышает 100 футов.В этих ситуациях минимальный провод заземления оборудования, указанный в таблице 250.122, не будет достаточным для пропускания и / или снятия ожидаемых токов повреждения.

Опытные инженеры-электротехники и специалисты по проектированию знакомы с необходимостью увеличения размеров проводников для длинных ответвлений цепи и проводов фидера для решения и уменьшения проблем, связанных с падением напряжения. В статье 250.122 (B) указывается, что заземляющий провод оборудования также должен быть увеличен.

250.122 (B) Увеличенный размер — Если размер незаземленных проводов увеличен, заземляющие проводники оборудования, если они установлены, должны быть увеличены в размере пропорционально круговой миловой площади незаземленных проводов.

Заземляющие провода оборудования на стороне нагрузки средств отключения обслуживания и устройств максимального тока подбираются в зависимости от размера устройств максимального тока фидера или ответвленной цепи перед ними.

Если незаземленные проводники цепи (токоведущие, линейные) увеличены в размере для компенсации падения напряжения или по любой другой причине, связанной с правильной работой схемы, заземляющие провода оборудования должны быть пропорционально увеличены.

Пример:

240-вольтовая однофазная 250-амперная нагрузка питается от 300-амперного выключателя, расположенного в щитке на расстоянии 500 футов.«Нормальная» цепь (без увеличения размера для ограничения падения напряжения) будет состоять из медных проводников на 250 тыс. Куб. М с медным заземляющим проводом оборудования 4 AWG. Если количество проводников было увеличено до 350 тыс. Куб. М из соображений падения напряжения, каков минимальный размер заземляющего проводника оборудования с учетом требования пропорционального увеличения?

Решение

ШАГ 1.

Рассчитайте соотношение размеров проводов увеличенного диаметра и проводов нормального сечения:

ШАГ 2.

Рассчитайте площадь поперечного сечения заземляющего проводника увеличенного оборудования, умножив соотношение размеров на площадь поперечного сечения заземляющего проводника стандартного размера оборудования, взятого из Таблицы 250.122 для защитного устройства на 250 А (необходимо использовать следующий больший или 300 А). В таблице 250.122 указано, что подходит медный провод номер 4 AWG. В соответствии с таблицей 8 главы 9 Национального электротехнического кодекса — Свойства проводника
(см. Стр. 21) заземляющий провод 4 AWG имеет площадь поперечного сечения 41 740 круглых мил.

Соотношение размеров x круговых милов заземляющего проводника

1,4 x 41,740 круглых милов = 58 436 круглых милов

ШАГ 3.

Определите сечение заземляющего проводника нового оборудования.

Опять же, обращаясь к таблице 8 главы 9, мы обнаруживаем, что 58 436 круговых милов больше 3 AWG. Следующий больший размер — 66 360 круглых милов, который преобразуется в медный заземляющий провод для оборудования 2 AWG.

Для данного сценария нормальный заземляющий провод оборудования, указанный в Таблице 250.122 для цепи на 250 А будет медным заземляющим проводом № 4 AWG. В этом случае заземляющий провод оборудования необходимо увеличить до медного заземляющего проводника № 2 AWG, чтобы соответствовать требованиям статьи 250.122 (B) NEC. Целью этого требования к увеличению размера является обеспечение проводника, имеющего соответствующий размер, чтобы выдерживать и устранять ожидаемые токи короткого замыкания.

NEC Ch. 9 Таблица 8

Согласно требованиям Национального электрического кодекса (NEC) нейтраль и заземляющий провод оборудования должны быть подключены к главной сервисной панели и вторичной стороне отдельно выделенной системы (подробнее об этом ниже).NEC разрешает использовать только одно соединение нейтрали с землей в каждой отдельно производной системе. Неправильное дополнительное соединение нейтрали с землей — довольно распространенная проблема, которая не только создает опасность поражения электрическим током для обслуживающего персонала, но также может ухудшить характеристики электронного оборудования. Неправильное соединение нейтрали и заземления в розетках можно обнаружить с помощью тестера проводки и заземления, предназначенного для этой цели.

Вольтметр также можно использовать для определения наличия неправильных соединений в розетках.Измерение напряжения между нейтралью и землей на розетках может указывать на напряжение в диапазоне от милливольта до нескольких вольт при нормальных рабочих условиях и в зависимости от нагрузки, длины цепи и т. Д. Однако показание 0 В может указывать на наличие ближайшей нейтрали. — земляная связь. Чрезмерный ток заземления оборудования в распределительных щитах также указывает на возможность заземления нейтрали на стороне нагрузки. Визуальный осмотр нейтральной шины внутри щитков необходим, чтобы проверить расположение этих дополнительных и неправильных соединений.

Когда в отдельно созданной системе существует более одной связи нейтраль-земля, это приводит к намеренному соединению (или соединению) проводов нейтрали и заземления в двух местах. Это создает параллельное соединение, в котором ток нейтрали делится на часть, возвращающуюся на нейтраль, а остальная часть возвращается к источнику через путь заземления оборудования в соответствии с законом Ом (ток будет делиться пропорционально, чтобы пройти путь наименьшего сопротивления с напряжением падение по каждой параллельной траектории одинаково).На рисунке ниже представлены два варианта предотвращения протекания нежелательного тока в системе заземления (и соединения).

Отдельно производные системы — это системы, которые не имеют прямого соединения между выходными проводниками питания и входными проводниками питания. Это трансформаторы без прямого соединения между нейтралью первичной системы и вторичной нейтралью, только системы ИБП, которые включают в себя изолирующие трансформаторы, таким образом получая новый нейтральный системный проводник (примечание — все системы ИБП не являются отдельно производными системами), и комплекты двигателей-генераторов, которые подключаются. к системе электропроводки здания через 4-полюсный автоматический переключатель являются отдельно производными системами, поскольку они имеют отдельную нейтраль, которая не имеет прямого соединения с нейтралью электросети (из-за 4-го полюса безобрывного переключателя).Двигатель — генераторные установки, в которых применяются 3-полюсные системы переключения, имеют прямое соединение с нейтралью энергосистемы общего пользования, не являются отдельно производными системами и не могут иметь заземления нейтрали на двигателе-генераторной установке. [IEEE Std 1100-1999]

Есть много дискуссий об отдельных или специальных основаниях, связанных с чувствительным электронным оборудованием. Статья 250.96 (B) Национального электротехнического кодекса разрешает изолировать электронное оборудование от кабельного канала таким же образом, как шнур и подключенное к вилке оборудование изолировано от кабельного канала.

250,96 (B) Изолированные цепи заземления. Если требуется для снижения электрического шума (электромагнитных помех) в цепи заземления, корпус оборудования, питаемый от ответвленной цепи, должен быть разрешен для изоляции от кабельного канала, содержащего цепи, питающие только это оборудование, с помощью одного или нескольких перечисленных неметаллических фитингов кабельного канала, расположенных в точку крепления кабельного канала к корпусу оборудования. Металлический кабельный канал должен соответствовать положениям настоящей статьи и должен быть дополнен внутренним изолированным заземляющим проводом оборудования, установленным в соответствии с 250.146 (D), чтобы заземлить корпус оборудования.

FPN (ПРИМЕЧАНИЕ ДЛЯ ПЕЧАТИ): Использование изолированного заземляющего провода оборудования не отменяет требования по заземлению системы кабельных каналов.

Ключом к этому методу заземления электронного оборудования является постоянное обеспечение того, чтобы изолированный заземляющий провод, независимо от того, где он заканчивается в системе распределения, был подключен таким образом, чтобы создать эффективный путь для тока замыкания на землю (через соединение), как требуется NEC 250.4 (А) (5).

Хотя использование изолированных заземляющих проводов оборудования может быть полезным для снижения электромагнитных помех, очень важно, чтобы требование изолированного заземления НЕ приводило к изолированному, изолированному или иным образом не подключенному к заземлению заземлению заземляющей системе электродов здания. Такой изолированный стержень заземления (соединение с землей) нарушит NEC 250.50.

250,50 Система заземляющих электродов Все заземляющие электроды, как описано в пунктах 250.52 (A) (1) — (A) (6), которые имеются в каждом обслуживаемом здании или сооружении, должны быть соединены вместе, чтобы сформировать систему заземляющих электродов.

Причина, по которой изолированный заземляющий стержень (то есть тот, который не соединен с другими заземленными или заземленными электродами) запрещен и что NEC требует, чтобы отдельные заземляющие электроды были соединены вместе, заключается в уменьшении разницы потенциалов между ними из-за молния или случайный контакт с линиями электропередач. Системы молниезащиты, связи, радио и телевидения, а также заземления систем кабельного телевидения ВСЕ должны быть соединены вместе, чтобы минимизировать потенциальные различия между системами.Отсутствие соединения (или соединения) всех компонентов заземления может привести к серьезному поражению электрическим током и пожару.

Например, для установки кабельного телевидения, показанной на Приложении 250.39, предположим, что ток индуцируется в линии электропередачи импульсным перенапряжением или ближайшим ударом молнии, так что мгновенный ток в 1000 ампер возникает по линии электропередачи к источнику питания. линия земли. Такая сила тока не является чем-то необычным при таких обстоятельствах — она ​​может быть и часто бывает значительно выше.Также предположим, что заземление питания имеет сопротивление 10 Ом, что в большинстве случаев является очень низким значением (одиночный заземляющий стержень в среднем грунте имеет сопротивление относительно земли около 40 Ом).

Приложение 250.39 Установка кабельного телевидения, не соответствующая Кодексу, демонстрирующая, почему необходимо соединение между различными системами. Согласно закону Ома, ток через оборудование, подключенное к электрической системе, будет на мгновение увеличиваться до потенциала 10 000 вольт (1000 вольт). амперы × 10 Ом).Этот потенциал в 10000 вольт будет существовать между системой CATV и электрической системой
, а также между заземленным проводником в кабеле CATV и заземленными поверхностями в стенах дома, такими как водопроводные трубы (которые подключены к заземлению). по которому проходит кабель. Этот потенциал также может появиться у человека, держащего одной рукой кабель CATV, а другой рукой — металлическую поверхность, подключенную к заземлению (например, радиатор или холодильник).

Фактическое напряжение, вероятно, будет во много раз больше расчетных 10 000 вольт, поскольку для сопротивления заземления и тока были приняты чрезвычайно низкие (ниже нормального) значения.Однако большинство систем изоляции не рассчитано выдерживать даже 10 000 вольт. Даже если система изоляции действительно выдерживает скачок напряжения в 10 000 вольт, она может быть повреждена, и выход из строя системы изоляции приведет к искрообразованию.

Такая же ситуация могла бы существовать, если бы скачок тока был на кабеле CATV или телефонной линии. Единственная разница будет заключаться в напряжении, которое будет зависеть от индивидуального сопротивления заземляющих электродов относительно земли.

Решение состоит в том, чтобы соединить две системы заземляющих электродов вместе или соединить оболочку кабеля CATV с заземлением питания, что в точности и требуется Кодексом.Когда одна система поднимается выше потенциала земли, вторая система достигает того же потенциала, и между двумя системами заземления отсутствует напряжение.

Exhibit 250.40 Установка кабельного телевидения, соответствующая требованиям 250.94.

Ниже приведены примеры реальных случаев, когда отдельные заземления или предметы, которые должны быть заземлены (заземлены), были изолированы друг от друга (не соединены вместе):

 Женщина заметила «покалывание» электричеством, когда принимала душ. Расследование показало, что между сливом для душа и ручками для душа присутствовало электрическое напряжение.Тот факт, что женщина была босиком с мокрыми руками (а люди часто бывают в душе!), Способствовал тому, что она чувствовала разницу в напряжении. Причиной проблемы были паразитные напряжения, создаваемые воздушной распределительной линией. Разница в напряжении была между колодцем и септической системой. Решением было скрепить дренажную и водопроводную трубы вместе.

 Владелец бизнеса жаловался на постоянные сбои компьютерного модема и компьютера. Коммунальная компания обнаружила, что сбои произошли по совпадению с перебоями в электроснабжении (замыкание на землю) на одном из основных фидеров, обслуживающих объект.Проведенное расследование показало, что телефонная, водопроводная и силовая площадки электрически изолированы (не соединены друг с другом). Правильное соединение (соединение) систем устранило дальнейшие проблемы с этим клиентом.

[Примеры цитируются из статьи «Заземление энергосистем: практическая точка зрения», номер статьи PCIC-2002-xx Джон П. Нельсон, сотрудник IEEE]

Термин «заземление Ufer» назван в честь консультанта, работающего в США. Армия во время Второй мировой войны. Техника Mr.Придуманный Уфер был необходим, потому что на участке, нуждающемся в заземлении, не было грунтовых вод и мало осадков. Пустыня представляла собой серию хранилищ бомб в районе Флагстаффа, штат Аризона.

Принцип Уфер-земли прост. Его очень эффективно и недорого устанавливать при новом строительстве. Земля Уфер использует агораскопические свойства бетона. Бетон быстро впитывает влагу и очень медленно теряет влагу. Минеральные свойства бетона (известь и другие) и присущий им pH означает, что бетон имеет запас ионов для проведения тока.Почва вокруг бетона становится «легированной» бетоном. В результате pH почвы повышается и понижается, что обычно составляет 1000 Ом · м в почвенных условиях (трудно получить хороший грунт). Присутствующая влага (бетон очень медленно отдает влагу) в сочетании с «легированной» почвой являются хорошим проводником для электрической энергии или тока молнии.

Эффект почти такой же, как и при химической обработке почвы вокруг электрода. Авторы статьи IEEE 1969 года пришли к выводу о следующих обширных испытаниях такой электродной системы: «.. . Сети из арматурных стержней… бетонных опор обеспечивают приемлемо низкое сопротивление заземления с возможностью защиты от коротких замыканий и импульсных токов, подходящих для всех типов заземления конструкций и цепей. . . . Не последним преимуществом системы арматуры является ее доступность и низкая стоимость ». [Fagan & Lee, «Использование бетонных арматурных стержней в качестве заземляющих электродов», Конференция по нефтяной и химической промышленности 1969 г.]

Методы Ufer используются при строительстве нижних колонтитулов, бетонных полов, радио- и телебашен, анкеров для опорных тросов, освещения столбы и др.Медная проволока не работает как «уферское» заземление из-за pH-фактора бетона (обычно + 7pH). Использование стальной арматуры в качестве «уферского» грунта работает хорошо, и бетон не трескается и не отслаивается, как это было с медью. Использование медной проволоки, привязанной к стержням арматуры, находящимся вне бетона, не вызывает ни одной из этих проблем.

Минимальный размер арматуры, необходимый для предотвращения проблем с бетоном, зависит от:

1. Тип бетона, его содержание, плотность, удельное сопротивление, коэффициент pH и т. Д.

2. Площадь поверхности бетона, контактирующей с почвой.

3. Удельное сопротивление почвы и содержание грунтовых вод.

4. Размер и длина арматурного стержня, проволоки или пластины.

5. Величина тока удара молнии.

На следующей диаграмме показана проводимость тока молнии на фут арматурного стержня (арматурного стержня). Учитывается только внешний арматурный стержень. Арматурный стержень в центре нижнего колонтитула или фундамента не учитывается в этом расчете. В нижнем колонтитуле траншеи можно учитывать только арматуру по бокам и внизу нижнего колонтитула.

Г-н Уфер не знал, что он нашел, пока не экспериментировал с проволокой различной длины в бетоне. Сегодняшний информированный инженер извлекает выгоду из открытия г-на Уфера и привяжет стержни стальной арматуры в здании или другом фундаменте к электрическому заземлению здания. При присоединении к электрическому заземлению, строительной стали и т. Д. Армированный пол и фундамент здания становятся частью системы заземления здания. Результатом является значительно улучшенная система заземления с очень низким общим сопротивлением относительно земли.

Если бы одного заземления Ufer было достаточно, производители заземляющих стержней прекратили бы свою деятельность. Но одной только земли Уфер этого недостаточно. Немногие здания, даже те, которые строятся сегодня, построены с учетом преимуществ земли Уфер. Часто можно увидеть использование «заземления Ufer» на военных объектах, в компьютерных залах и других сооружениях с очень специфическими характеристиками заземления. Это не распространено на большинстве промышленных предприятий, офисных зданий и жилых домов. Сегодня более распространенным является заземление в соответствии с минимальными национальными и местными электротехническими нормами.Это будет включать в себя один или несколько приводных заземляющих стержней, подключенных (соединенных) к нейтральному проводу электрического служебного входа.

В 2005 году NEC был пересмотрен, чтобы четко требовать включения UFER или электрода в бетонном корпусе (теперь 250,52 (A) (3)) в систему заземляющих электродов для зданий или сооружений, имеющих бетонное основание или фундамент без площадь поверхности менее 20 футов в непосредственном контакте с землей. Это требование применяется ко всем зданиям и сооружениям с фундаментом и / или опорой размером 20 футов или более или более 1/2 дюйма.или армирующая сталь с большей электропроводностью, или 20 футов или более из чистой меди не менее 4 AWG.

Заземляющие стержни бывают разных видов, но чаще всего в заземлении электрических сетей используются заземляющие стержни из оцинкованной стали. Пожалуйста, помните, лучший день для заземляющего стержня (удельное сопротивление) — это день его установки. Коррозия, остекление и т. Д. — все это факторы, снижающие эффективность заземляющих стержней.

Заземляющие стержни обычно делятся на один из следующих размеров; 1/2 дюйма, 5/8 дюйма, 3/4 дюйма и 1 дюйм.Они бывают из стали с покрытием из нержавеющей, оцинкованной или медной стали и могут быть из твердой нержавеющей стали или из мягкой (без плакировки) стали. Их можно приобрести в безрезьбовых или резьбовых частях различной длины. Наиболее распространенная длина — 8 футов и 10 футов. Некоторые из них будут иметь заостренный конец, другие будут иметь резьбу и могут быть соединены вместе для образования более длинных стержней при движении.

Эффективность заземляющего стержня диаметром 1 дюйм над стержнем заземления 1/2 дюйма минимальна при снятии показаний сопротивления. Штанги большего размера выбираются для более сложных почвенных условий.Глиняные или каменистые условия часто требуют использования силовых приводов, похожих на ударные, используемые механиками при работе с вашим автомобилем. Обычно они бывают электрическими или пневматическими. Силовые приводы при использовании с тяжелыми заземляющими стержнями диаметром 1 дюйм будут работать на большинстве почв.

Пруток с медным покрытием диаметром 1 дюйм по сравнению с прутком с медным покрытием 1/2 дюйма в тех же почвенных условиях дает улучшение производительности примерно на 23%. Площадь поверхности стержня 1/2 дюйма составляет 1,57 по сравнению с площадью поверхности стержня 1 дюйм при 3,14 (3,14 x.5 = 1,57 и 3,14 х 1 = 3,14). Таким образом, удвоение площади поверхности дает улучшение производительности примерно на 23%.

Покрытие заземляющих стержней предназначено для защиты стали от ржавчины. Большинство думает, что оболочка (медь на стальном стержне) предназначена для увеличения проводимости стержня. Это действительно способствует проводимости, но основная цель покрытия — предохранить стержень от ржавчины.

Не все плакированные заземляющие стержни одинаковы, и важно, чтобы плакированный стержень имел достаточно толстую оболочку.Высококачественные промышленные заземляющие стержни из стали, плакированной медью, могут стоить немного дороже, но они оправдывают небольшие дополнительные затраты.

Когда заземляющий стержень вбивается в каменистую почву, он может поцарапать покрытие, и стержень заржавеет. В сухом виде ржавчина не проводит электричество, это хороший изолятор. Когда он влажный, он все еще не такой проводящий, как медь на стержне. Можно проверить pH почвы, и это должно определить тип используемого стержня. В почвенных условиях с высоким pH следует использовать только высококачественные плакированные стержни.Если почва очень кислая, лучше всего подойдут нержавеющие стержни. Один из самых популярных стержней заземления — стержень заземления из оцинкованной (горячеоцинкованной) стали.

Этот стержень используется с медными и алюминиевыми проводниками для формирования заземления служебного входа в большинстве зданий и жилых домов. Это плохой выбор для определения удельного сопротивления грунта с течением времени. Стыки между заземляющим стержнем и проводом выполняются выше или ниже поверхности земли и в большинстве случаев подвержены постоянной влажности. В лучших условиях соединение двух разнородных материалов со временем приведет к коррозии и увеличению сопротивления.

При соединении разнородных материалов происходит электролиз. Если алюминий используется с медью, которая не покрыта оловом, алюминий будет разъедать медь, оставляя меньшую площадь поверхности для контакта, и соединение может ослабнуть и даже вызвать искрение. Любой резкий удар или удар могут привести к разрыву соединения. При установке в грунт не рекомендуется использовать луженую проволоку. Олово, свинец, цинк и алюминий более анодны, чем медь, и они пожертвуют (исчезнут) в почве.При подключении над поверхностью почвы в распределительном щите допускается использование луженой проволоки.

Имейте в виду, что статья 250.64 Национального электротехнического кодекса указывает, что алюминиевые или медные алюминиевые заземляющие проводники не должны соприкасаться с почвой или бетоном и должны иметь концевые заделки не менее чем на 18 дюймов выше готовой конструкции при использовании на открытом воздухе.

Другой способ лечения коррозии стыков — это использование герметика для швов для предотвращения образования мостиков влаги между металлами.Наиболее популярные соединения — частицы меди или графита, погруженные в консистентную смазку. Использование аналогичного материала — лучшее решение, поскольку даже стыковые смеси могут потерять свою эффективность, если их не поддерживать в надлежащем состоянии, но их использование предпочтительнее, чем сухое соединение. Соединения работают путем погружения частиц в металлы, чтобы сформировать чистый стык с низким сопротивлением, лишенным воздуха, когда они находятся под давлением. Это давление обеспечивается за счет затягивания зажима на проводе и стержне.

Проблема разнородных материалов не встречается в стальных стержнях, плакированных медью.Из всех вариантов по разумной цене лучшим выбором будет стальной пруток, плакированный медью с медным проводником. Если бы деньги не были целью, золотой проводник и заземляющий стержень были бы идеальными, но вряд ли экономически практичными.

Ведомый стержень намного лучше по сравнению со стержнем с обратным наполнением. Плотность ненарушенного грунта намного выше, чем даже уплотненного грунта. Связь грунта со стержнем — ключ к производительности удилища.

Одним из интересных аспектов проводников заземляющих электродов является их необходимость в физической защите.Если для защиты проводника заземляющего электрода используется стальной кабелепровод или рукав, то на каждом конце рукава должны быть предусмотрены некоторые средства, чтобы сделать его непрерывным электрически с проводником. Этого можно достичь, установив перемычку на каждом конце гильзы и подключив ее к гильзе, оборудованию и заземляющему электроду на каждом конце. Причина, по которой этот метод важен, заключается в том, что при тяжелых условиях повреждения стальная трубная муфта создает дроссельный эффект (индуктивность муфты создает магнитное поле, которое препятствует изменениям тока), а полное сопротивление системы заземления резко возрастает.Из-за этого — по возможности лучше использовать неметаллическое покрытие соответствующего номинала (таблица 80, где возможны повреждения) для обеспечения физической защиты.

Установить заземляющие стержни несложно, но необходимо соблюдать соответствующие процедуры, а полученные стержни должны быть проверены на работоспособность.

Установка заземляющих стержней глубиной более 10 футов представляет несколько проблем. Должны использоваться секционные стержни (обычно длиной 10-12 футов) и соединяться вместе для достижения желаемой глубины.Муфта имеет больший диаметр, чем стержень, и поэтому образует отверстие больше, чем сам стержень. Это создает пустоту муфты, ограничивающую контакт почвы с поверхностью штанги дополнительных секций. Только первая секция будет поддерживать полный контакт стержня с почвой.

Ручное забивание штанг с помощью кувалд, трубных инструментов и других средств не может обеспечить достаточное усилие для проникновения в твердые почвы. Для стержней с глубоким приводом необходимы механические или механические приводы.

Материал штанги и конструкция муфты должны выдерживать силу, необходимую для прохождения через твердый грунт.

Из-за чрезмерных усилий, необходимых для привода более длинных штанг, муфты винтового типа механически выходят из строя. Резьба обрывается, что приводит к ухудшению контакта стержня со стержнем. Коническая шлицевая / компрессионная муфта зарекомендовала себя как самая надежная муфта.

Чтобы поддерживать полный контакт стержня с почвой, суспензионная смесь бентонита натрия (природная глина) может быть введена в полость муфты при установке стержней. Это обеспечивает токопроводящий материал между поверхностью стержня и почвой по глубине стержня.Для обычного 60-футового заземляющего стержня требуется от 2 до 5 галлонов бентонита.

Недостатком более длинных и глубоких штанг является то, что соединенные штанги могут изгибаться при столкновении с более плотной почвой. В одном из проектов подрядчику требовалось соединить и ввести в действие 100-футовый заземляющий стержень, чтобы добиться сопротивления 5 Ом в слоистых песчаных почвах. Когда подрядчик соединил и проехал пятую 10-ю секцию штанги, было замечено, что «заостренный конец» заземляющей штанги проходил под автомобилем на ближайшей стоянке.[Глубокое заземление по сравнению с заземлением на мелководье, Computer Power Corporation, Мартин Д. Конрой и Пол Г. Ричард — http://www.cpccorp.com/deep.htm]

Эффективность заземляющих стержней снижается из-за состояния почвы , токи молнии, физические повреждения, коррозия и т. д. и должны регулярно проверяться на сопротивление. Тот факт, что в прошлом году земля была хорошей, не означает, что это хорошо сегодня.

Проверили бы его методом испытания на падение потенциала или методом зажима при условии, что установка подходит для измерения сопротивления заземления с использованием метода зажима (см. Следующий раздел для обсуждения инструментов и методов тестирования).

Измерение сопротивления заземления может выполняться только с помощью специально разработанного оборудования. В большинстве приборов используется принцип падения потенциала переменного тока, циркулирующего между вспомогательным электродом и тестируемым заземляющим электродом. Показание выражено в омах и представляет собой сопротивление заземляющего электрода к окружающей земле. Некоторые производители испытательного оборудования недавно представили тестеры сопротивления заземления, которые также будут обсуждаться.

Принцип измерения сопротивления заземления (падение потенциала — трехточечное измерение)

Разность потенциалов между стержнями X и Y измеряется вольтметром, а ток между стержнями X и Z измеряется амперметром (см. Рисунок 13). )

По закону Ома E = IR или R + E / I, тогда мы можем получить сопротивление заземляющего стержня R. Если E = 20 В и I = 1 A, то:

R = E / I = 20/1 = 20

Нет необходимости проводить все измерения при использовании тестера заземления.Тестер заземления будет измерять непосредственно, генерируя собственный ток и отображая сопротивление заземляющего электрода.

Положение вспомогательных электродов при измерениях

Целью точного измерения сопротивления заземления является размещение вспомогательного токового электрода Z на достаточном удалении от тестируемого заземляющего электрода, чтобы вспомогательный потенциальный электрод Y находился за пределами эффективного площадь сопротивления как заземляющего электрода, так и вспомогательного токового электрода.Лучший способ узнать, находится ли вспомогательный потенциальный стержень Y за пределами эффективных областей сопротивления, — это переместить его между X и Z и снять показания в каждом месте. Если вспомогательный потенциальный стержень Y находится в зоне эффективного сопротивления (или оба, если они перекрываются, как на рисунке 14), при его перемещении полученные показания будут заметно отличаться по величине. В этих условиях невозможно определить точное значение сопротивления заземления.

С другой стороны, если вспомогательный потенциальный стержень Y расположен за пределами эффективных областей сопротивления (рисунок X), когда Y перемещается вперед и назад, вариация показаний минимальна.Полученные показания должны быть относительно близки друг к другу и являются наилучшими значениями сопротивления заземления X. Показания должны быть нанесены на график, чтобы гарантировать, что они лежат в области «плато», как показано на рисунке 15. Эту область часто называют. как «62% площади».

Измерение сопротивления заземляющих электродов (метод 62%)

Метод 62% был принят после графического рассмотрения и после реальных испытаний. Это наиболее точный метод, но он ограничен тем фактом, что тестируемая земля представляет собой единое целое.

Этот метод применяется только тогда, когда все три электрода расположены на прямой линии, а заземление представляет собой один электрод, трубу или пластину, как показано на рисунке 16.

Рассмотрим рисунок 17, на котором показаны площади эффективного сопротивления (концентрические оболочки) заземляющего электрода X и вспомогательного токового электрода Z. Области сопротивления перекрываются. Если бы показания были сняты путем перемещения вспомогательного потенциального электрода Y либо к X, либо к Z, тогда разность показаний была бы большой, и нельзя было бы получить показание в разумном диапазоне допуска.Чувствительные области перекрываются и постоянно действуют для увеличения сопротивления по мере удаления Y от X.

Теперь рассмотрим рисунок 18, на котором электроды X и Z достаточно разнесены, чтобы области эффективного сопротивления не перекрывались. Если мы построим график измеренного сопротивления, мы обнаружим, что уровень измерений сбился, когда Y расположен на 62% расстояния от X до Z, и что показания по обе стороны от начального значения Y (62%), скорее всего, будут в пределах установленный диапазон допуска.Этот диапазон допуска определяется пользователем и выражается как
процента от начального показания +/- 2%, +/- 5%, +/- 10% и т. Д.

Расстояние между вспомогательными электродами

Нет определенного расстояния между Могут быть заданы значения X и Z, поскольку это расстояние зависит от диаметра испытуемого стержня, его длины, однородности испытуемого грунта и, в частности, от эффективных площадей сопротивления. Однако приблизительное расстояние можно определить по следующей таблице, которая дана для однородной почвы и электрода диаметром 1 дюйм (для диаметра ½ дюйма уменьшите расстояние на 10%).

Измерение сопротивления заземления при помощи клещей

В отличие от метода падения потенциала (трехточечный), который требует, чтобы заземляющий стержень или тестируемая система были отключены от энергосистемы, этот метод измерения требует соединения между тестируемым стержнем для подключение электросети к земле. В результате метод предлагает возможность измерения сопротивления без отключения заземления. Он также предлагает преимущество включения заземления и общего сопротивления заземляющего соединения.

Принцип работы

Обычно заземленную систему общей распределительной линии можно смоделировать как простую базовую схему, как показано на рисунке 29, или как эквивалентную схему, показанную на рисунке 30. Если напряжение E приложено к любому измеренному заземляющему элементу Rx через специальный трансформатора, через цепь протекает ток I, который может быть представлен следующим уравнением:

Суть этого состоит в том, что заземляющий электрод для типичной заземленной электрической системы i параллелен заземляющим стержням и стыковому заземлению на каждом трансформаторе. и столб, который находится на стороне линии обслуживания, для которого вы тестируете землю.Все параллельные заземления выше по потоку становятся очень и очень малым параллельным сопротивлением по сравнению с сопротивлением стержня, на котором вы отдыхаете (R _x ).

Если R _x и R ₁ , и R ₂ …. все примерно одинаковой величины, а n — большое число (например, 200), тогда R _x будет намного меньше, чем

. Например, если R _x , R ₁ , R ₂ , R ₃ и т. Д. Все равны 10 Ом и n = 200, тогда:

В этом примере мы видим, что до тех пор, пока количество заземляющих стержней в системе электроснабжения велико (и проверяемый стержень подключен к ним), то эквивалентное сопротивление боковых стержней линии (.05 Ом) незначительно по отношению к измеряемому сопротивлению заземления (10 Ом).

E / I = Rx установлен. Если I определяется при постоянном значении E, можно получить измеренное сопротивление заземляющего элемента. Снова обратитесь к рисункам 29 и 30. Ток подается на специальный трансформатор через усилитель мощности через генератор постоянного напряжения 1,7 кГц. Этот ток обнаруживается детекторным трансформатором тока. На частоте 1,7 кГц сигнал усиливается фильтрующим усилителем. Это происходит перед аналого-цифровым преобразованием и после синхронного выпрямления.Затем он отображается на жидкокристаллическом дисплее.

Фильтр-усилитель используется для отсечки как тока земли на промышленной частоте, так и высокочастотного шума. Напряжение обнаруживается катушками, намотанными на трансформатор тока впрыска, который затем усиливается, выпрямляется и сравнивается компаратором уровня. Если зажим на CT не закрыт должным образом, и на ЖК-дисплее появляется индикация OPEN или OPEN.

Хотя точность клещей для тестеров сопротивления заземления хороша для многих сценариев, но имеет свои ограничения.Например, если условия заземления на стороне линии неизвестны (на этом основана теория работы клещевого тестера) или если в системе электроснабжения не так много заземлений на стороне линии (заземления полюсов), тогда трехточечный падение потенциального испытания должно быть выполнено.

Прежде чем использовать и полагаться на данные любого измерительного оборудования, убедитесь, что оно откалибровано и сертифицировано. Если вы этого не сделаете, данные, которые он предоставляет, могут оказаться бесполезными.

Это обсуждение методов тестирования сопротивления заземления было взято из не защищенного авторским правом материала из рабочей книги AEMC Instruments «Общие сведения о тестировании сопротивления заземления», издание 6.0.

Заземление и молниезащита для частного дома, коттеджа, коттеджа. Заземление и молниезащита можно комбинировать с молниезащитой и заземлением

Необходимость электрического соединения отводного контура молниезащиты, установленного непосредственно на здании, с контуром заземления электроустановок, прописанная в действующих нормативных документах (ПУЭ). Цитируем дословно: «Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими.«Наиболее распространены как раз 2-я и 3-я категории, в 1-ю категорию входят взрывоопасные объекты, к молниезащите которых предъявляются повышенные требования. Однако наличие оборота« как правило »предполагает возможность наличия исключений.

Современные офисные, а теперь и жилые дома содержат множество инженерных систем жизнеобеспечения. Сложно представить отсутствие систем вентиляции, пожаротушения, видеонаблюдения, контроля доступа и т. Д. Естественно, у разработчиков таких систем есть опасения, что в результате действия молнии «нежная» электроника выйдет из строя.В то же время у практикующих есть определенные сомнения в целесообразности соединения контуров двух типов оснований и есть желание «в рамках закона» спроектировать электрически не связанные заземления. Возможен ли такой подход и действительно ли он повышает безопасность электронных устройств?

Зачем нужно совмещать контуры заземления?

При попадании молнии в последнем в последнем возникает короткий электрический импульс до сотен киловольт. При таком высоком напряжении может произойти пробой промежутка между молниеотводом и металлическими конструкциями дома, в том числе электрическими кабелями.Следствием этого будет возникновение неконтролируемых токов, которые могут привести к возгоранию, выходу из строя электроники и даже разрушению элементов инфраструктуры (например, пластиковых водопроводных труб). Опытные электрики говорят: «Даешь молнию дорогу, а то она сама найдет». Вот почему требуется электрическая интеграция заземления.

По той же причине ПУЭ рекомендует электрически комбинировать не только заземления, которые находятся в одном здании, но и заземление географически опасных объектов.Под этой концепцией подразумеваются заземленные объекты, расположенные настолько близко, что между ними нет нулевого потенциала. Объединение нескольких площадок в одну осуществляется по нормам Пуэ-7 п. 1.7.55, подключив заземляющие электрические проводники в количестве не менее двух штук. Причем проводники могут быть как натуральными (например, металлические элементы здания здания), так и искусственными (провода, жесткие шины и т. Д.).

Одно общее или индивидуальное заземление?

К местам заземления электроустановок и молниезащите предъявляются разные требования, и это обстоятельство может стать источником некоторых проблем.Машина для молниезащиты должна быть оставлена ​​на землю за короткое время большим электрическим зарядом. При этом согласно «Инструкции по молниезащите РД 34.21.122-87» конструкция заземления нормируется. Для молниеотвода согласно данной инструкции не менее двух вертикальных или радиально-горизонтальных заземлителей, за исключением 1 категории молниезащиты, когда таких штырей три. Именно поэтому наиболее распространенный вариант заземления молниеотвода — это два-три контакта длиной около 3 м каждый, соединенные металлической полосой, вбитой в землю не менее чем на 50 см.При использовании деталей производства Zandz такое заземление получается прочным и простым в установке.

Другое дело — заземление для электроустановок. В обычном случае оно не должно превышать 30 Ом, а для ряда приложений, описанных в ведомственных инструкциях, например, для сотового оборудования — 4 Ом и даже меньше. Такие заземлители представляют собой штыри длиной более 10 м или даже металлические пластины, размещенные на большой глубине (до 40 м), где даже зимой не происходит промерзания почвы.Создавать такую ​​молнию с выбросом двух и более элементов на десятки метров дороже.

Если параметры грунта и требования к стойкости позволяют выполнить в здании единое заземление для молниеприемника и заземления электроустановок, препятствий для этого нет. В остальных случаях существуют различные контуры заземления для молниеотвода и электроустановок, но обязательно электрически их соединяют, желательно в земле.Исключением является использование специального оборудования, особенно чувствительного к помехам. Например, звукозаписывающее оборудование. Для такого оборудования требуется отдельное, так называемое технологическое заземляющее устройство, которое прямо указано в инструкции. В этом случае выполняется отдельное заземляющее устройство, которое подключается к системе уравнивания потенциалов здания через основную заземляющую шину. А если такой состав не предусмотрен инструкцией по эксплуатации, применяются специальные меры, исключающие одновременное прикосновение людей к указанному оборудованию и металлическим частям здания.

Электрическое заземление земли

Цепь с несколькими электрически соединенными заземлениями обеспечивает выполнение различных, иногда противоречащих друг другу требований к заземляющим устройствам. По словам Пуэ, заземление, как и многие другие металлические элементы здания, а также установленное в нем оборудование, должно быть подключено с помощью системы выравнивания потенциалов. Под выравниванием потенциалов подразумевается электрическое соединение токопроводящих частей для достижения равенства потенциалов.Существуют основные и дополнительные системы уравнивания потенциалов. Заземления подключаются к основной системе выравнивания потенциалов, то есть они подключаются друг к другу через главную шину заземления. Провод, соединяющий заземление с этой шиной, должен быть подключен по радиальному принципу, то есть одна ветвь от указанной шины идет только на одну массу.

Для обеспечения безопасной работы всей системы очень важно использовать максимально надежное соединение между грунтом и основной шиной заземления, которая не разрушается под воздействием молнии.Для этого необходимо соблюдать нормы Пуэ и ГОСТ Р 50571.5.54-2013 «Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов» относительно креста. -сечение проводов системы выравнивания потенциалов и их соединений.

Однако даже очень качественная система уравнивания потенциалов не может гарантировать отсутствие всплеска напряжения в сети при ударе молнии в здании.Поэтому наряду с грамотно спроектированными контурами заземления спасут устройства защиты от импульсных помех (uzip). Такая защита является многоступенчатой ​​и избирательной. То есть на объекте должен быть установлен комплект uzip, подбор элементов которого — непростая задача даже для опытного специалиста. К счастью, для стандартных приложений выпускаются готовые наборы uzip.

выводы

Рекомендация IPU по электрическому соединению всех цепей заземления в здании разумна и при правильном выполнении не только не создает опасности для сложного электронного оборудования, но, напротив, защищает его.В случае, если оборудование чувствительно к помехам от молнии и требует собственного отдельного заземлителя, можно установить отдельное технологическое заземление в соответствии с прилагаемым к оборудованию руководством. Система уравнивания потенциалов, объединяющая разрозненную цепь заземлений, должна обеспечивать надежное электрическое соединение и во многом определять общий уровень электробезопасности на объекте, поэтому ей следует уделять особое внимание.

См. Также:

Загородные коттеджи, дома, а также постройки, находящиеся на территории вашей охранной площадки, должны быть подключены к системе заземления, системе уравнивания потенциалов.При наличии заземления можно предотвратить удар электрическим током. Здесь нужно правильно рассчитать нагрузку и установить заземление руками специалистов, прикрутив систему заземления к земле. Монтаж цепи заземления — обязательное условие безопасности в частном доме и постройках на вашей территории. Согласно Пуэ (правила устройства электроустановок), заземление — это сознательно выполненное соединение электроустановок, приборов и оборудования с заземляющей конструкцией.

Заземляющее устройство выполняется в соответствии с п. 17 правил устройства электроустановок и СНиП 3.05.06-85 «Электроустановки». Горизонтальное заземление прикрепляют к вертикальному заземлению от верхнего края заземления от стального уголка на 50-60 мм. Земляне располагаются на расстоянии не менее 0,5 м от фундамента здания, кроме двери. Сварные швы следует окрасить устойчивой краской во избежание коррозии и воздействия ржавчины. Вход Строительство контура заземления следует выполнять стальным круглым проводом диаметром не менее 6 мм, используя в местах пересечения со строительными конструкциями толстостенные газопроводные металлические трубы.Вход в здание рекомендуется производить на высоте 0,5 м от поверхности фундамента здания. Если при монтаже заземляющего устройства значение его сопротивления будет более 10 Ом, то следует установить дополнительные вводы, доводящие сопротивление до величины RZ.

Также не стоит пренебрегать безопасностью и устанавливать систему уравнивания потенциалов в электроустановке здания. Установка системы уравнивания потенциалов — это значительное уменьшение разности потенциалов между имеющимся одновременным контактом с открытыми токопроводящими частями, сторонними токопроводящими частями, заземляющими и защитными проводниками, а также рен-проводником посредством соединения этих частей. .

Уравнивание потенциалов сделает место пребывания, проживания человека свободным от возникновения разности потенциалов, а также защитит жилое и внутреннее пространство от удара электрическим током. Буквально все токопроводящие части электрического и неэлектрического оборудования, строительных металлоконструкций должны быть соединены между собой.

Те элементы, которые по какой-либо причине не могут быть добавлены к общей системе выравнивания потенциалов, необходимо изолировать от другого оборудования таким образом, чтобы к ним нельзя было одновременно прикоснуться.Возможно, произошло повреждение изоляции. Соответственно, возникающее напряжение на одной из доступных токопроводящих частей и всех токопроводящих частях, доступных для одновременного прикосновения, должно иметь одинаковое напряжение, чтобы исключить появление опасной для человека разницы напряжений. В случае, если одна из доступных частей — земля, все окружающее оборудование должно быть подключено к земле через возможно меньшее сопротивление.

Выполнение заземляющих работ состоит из нескольких этапов.Первое, определение местоположения контура, избегание возможных пересечений подземных коммуникаций. Выбор материала, из которого в дальнейшем будет изготовлен контур, металлический или медный стержень, вбитый в землю. Расценки на установку цепи заземления могут быть разными, все зависит от каждой индивидуальной ситуации. Начиная с выполнения задания своими силами, просмотра большого количества информации, не обладая знаниями и умением, до достижения стопроцентно правильного результата.Или избавьте себя от головной боли и сомнений в правильности проделанной работы, предоставив расчет и выполнение схемы заземления профессиональными электриками. Произведены расчеты металлоконструкций. Устанавливаются в заранее подготовленную траншею, подключаются к дому.

Молниезащита.

Природа постоянно поражает человечество удивительными явлениями. Сила и неуправляемость молнии завораживает и в то же время оплачивает ряд вещей, опасных для человека.Последствия удара молнии могут быть самыми разнообразными, начиная от обугленного участка Земли и заканчивая плачевным исходом. Огромную разрушительную силу несет молния, попадание которой в дом приводит к непоправимым последствиям. Чтобы обезопасить и исключить повреждения дома и имущества из-за такого элемента, в частном доме требуется молниезащита. Молния — это естественный разряд электричества, который возникает в нижних слоях атмосферы Земли и довольно серьезно повреждает линии электропередач домов и других построек.Удар молнии происходит очень быстро, молния достигает земли с бешеной скоростью.

Современные здания, а также оборудование, техника, производимые по новым технологиям, стали более притягивающими к разряду молнии. Например, такие объекты, как сотовые телефоны, антенны и другое беспроводное оборудование. Однако в настоящее время знания и технологии позволяют противостоять этому явлению и повышают шансы на сохранность частных домов и в непосредственной близости от построек.Молниезащита направлена ​​на обеспечение безопасности зданий и находящихся в них людей от опасного воздействия разряда молнии. В качестве меры защиты применяется молниеотвод. Такие устройства включают в себя несколько основных компонентов. Контур заземления, согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок устройств), заземление — это сознательно выполненное соединение электроустановок, приборов и оборудования с заземляющей конструкцией. Громоотвод, состоит из стержня молнии игры, который воспринимает удар молнии, ток и молнию с заземляющим агентом, который убирает молнию в землю.Молния — металлический элемент для приема электрических разрядов. Его можно установить на крыше жилого дома. Сообщение молнии необходимо закрепить в самой высокой точке крыши. Если площадь крыши очень высокая или имеет сложную конфигурацию, потребуется установка дополнительных молниеносных игр.

1. Согласно инструкции «Об устройстве молниезащиты зданий и сооружений» (№ РД — 34.21.122 — 87) и принятии степени огнестойкости здания — 3 категории, для приращений здания принимаем использовать молниеотвод.

2. Молния состоит из:

• стержень-молния игра, воспринимающая удар молнии;
• clake-discovery, соединяющий молнию с заземлением;
• человек-заземлитель, который переносит молнию на землю.

3. Световые сообщения (2 шт.) Устанавливаются на существующие кирпичные трубы. Высота молниеносного сообщения относительно наивысшей точки крыши должна быть не менее 0,25 м.

4. Световое сообщение для совмещения с текущим методом сварки и заземлением.

5. Параметры молнии и выемки, а также сварные соединения должны быть окрашены устойчивой краской во избежание коррозии и ржавчины.

6. Земляне располагаются на расстоянии не менее 0,5 м от фундамента охраняемого здания, кроме двери.

7. Горизонтальная заземляющая башня для крепления к вертикальному заземлению от верхнего края заземления и стального уголка на 50,0 — 60,0 мм.

8. Хлопковые сточные воды уложить плотно к поверхности крыши, стен здания.

9. Ввод в здание от контура заземления до ГЗШ (основной заземляющей шины) необходимо выполнить круглый стальной провод диаметром не менее 6 мм из 2-х противоположных точек на контуре заземления, используя в местах пересечения. Со строительными конструкциями из толстостенных газопроводов производятся металлические трубы. Вход в здание рекомендуется производить на высоте 0,5 м от поверхности Земли в основании здания.

Уважаемые читатели! Инструкция объемная, поэтому специально для вашего удобства мы сделали навигацию по ее разделам (см. Ниже).Если у вас есть вопросы по выбору, расчету и проектированию систем заземления и молниезащиты, напишите или позвоните, с радостью помогут!

Введение — О роли заземления в частном доме

Дом только что построен или куплен — перед вами заветное жилье, которое вы недавно видели на эскизе или фото в объявлении. А может, вы живете в собственном доме Не первый год, и каждый уголок в нем стал родным. Обладать личным домом — это прекрасно, но с чувством свободы вы получите ряд обязанностей.И сейчас мы не будем говорить о домашних хлопотах, речь пойдет о такой необходимости, как заземление для частного дома. Любой частный дом включает в себя следующие системы: электрические сети, водопровод и канализацию, систему газового или электрического отопления. Дополнительно установлены система охраны и сигнализации, система вентиляции, система «умный дом» и др. Благодаря этим элементам частный дом становится комфортной средой проживания современного человека. Но по-настоящему он оживает за счет электрической энергии, которая приводит в действие оборудование всех вышеперечисленных систем.

Необходимость заземления

К сожалению, у электричества есть и обратная сторона. У всего оборудования есть свой срок службы, в каждое устройство заложена определенная надежность, поэтому работать вечно они не будут. Кроме того, при проектировании или установке самого дома электрики, средства связи или оборудование также могут допускать ошибки, способные повлиять на электробезопасность. По этим причинам часть электрической сети может быть повреждена. Характер аварий бывает разный: могут возникать короткие замыкания, при которых отключаются автоматические выключатели, и могут происходить трения о корпус.Сложность в том, что проблема поломки скрыта. Была повреждена проводка, поэтому заменили корпус электроплиты. При неправильных мерах заземления повреждение не проявится, пока человек не касается плиты и не получает удара. Поражение электричества произойдет из-за того, что ток ищет путь к земле, и единственным подходящим проводником будет служить человеческое тело. Этого нельзя допустить.

Такие повреждения представляют наибольшую угрозу безопасности людей, поскольку для их раннего обнаружения и, следовательно, защиты от них необходимо иметь заземление.В рамках данной статьи рассматривается, какие действия нужно предпринять по организации заземления для частного дома или дачи.

Необходимость установки заземления в частном доме определяется системой заземления, т.е. режимом нейтрали источника питания и способом прокладки нулевого защитного (PE) и нулевого рабочего (N) проводников. Тип питающей сети — воздуховод или кабель также может иметь значение. Конструктивные отличия систем заземления позволяют выделить три варианта электроснабжения частного дома:

Основная система уравнивания потенциалов (Супил) объединяет все основные токопроводящие части здания, в обычном состоянии неэлектрического потенциала. , в единую цепь с основной шиной заземления.Рассмотрим наглядный пример исполнения супа в электроустановке жилого дома.

Сначала рассмотрим наиболее прогрессивный подход к электрическому питанию дома — систему TN-S. В этой системе проводники PE и N полностью разделены, и нет необходимости в заземлении для установки потребителя. Нужно только запустить PE провод к основной шине заземления, а затем развести от него заземляющие проводники до электроприборов. Такая система реализована в виде кабеля, поэтому воздуховод, в случае последнего воздействия (воздуховод изолирован), прокладывается с помощью самонесущих проводов (SIP).

Но такое счастье выпадает далеко не всем, потому что на старых ЛЭП используется старая система заземления — TN-C. В чем его особенность? В этом случае PE и N на всей линии выполнены одним проводником, в котором совмещены функции и нулевой защитный и нулевой рабочий проводники — так называемый Pen-проводник. Если раньше использование такой системы было разрешено, то с введением ПУЭ 7 в изд. 2002 г., а именно п. 1.7.80, использование УЗО в системе TN-C было запрещено.Без применения УЗО ни о какой электробезопасности может идти речь. Именно RCO отключает питание при повреждении изоляции, как только это произошло, а не в тот момент, когда человек подходит к аварийному устройству. Чтобы соответствовать всем необходимым требованиям, систему TN-C необходимо модернизировать до TN-C-S.

В системе TN-C-S проводник Pen также проложен вдоль линии. Но теперь уже пункт 1.7.102 Пуэ 7 изд. Там написано, что на вводах для электроустановок необходимо выполнить повторное заземление проводника Pen.Выполняют их, как правило, электрический столб, с которого осуществляется ввод. При повторном заземлении разделение Пен.-проводки на отдельные PE и N, которые выходят в дом. Скорость повторного заземления указана в п. 1.7.103 Pue 7 ed. и составляет 30 Ом или 10 Ом (при наличии в доме газового котла). Если заземление у столба не выполнено, необходимо обратиться в энергосбыт, в котором находится электрический столб, распределительный щит и ввод в дом потребителя, и указать нарушение, которое необходимо устранить.Если распределительный щит находится в доме, необходимо выполнить разделение PEN в этом щите, а повторно заземлить — возле дома.

В таком виде TN-CS успешно эксплуатируется, но с некоторыми оговорками:

• , если состояние WL вызывает серьезные опасения: старые провода находятся не в лучшем состоянии, из-за чего существует риск обрыва или храбрый дирижер перо возникает. Это чревато тем, что повышенное напряжение будет на заземленных электроприборах, т.к. путь тока в линии через рабочий ноль будет прерван, и ток вернется от шины, на которой производилось разделение, через ноль защитный проводник на корпусе устройства;
• , если на линии не выполняется повторное заземление, то есть опасность того, что ток повреждения перейдет в однократное повторное заземление, что также приведет к увеличению напряжения на корпусе.

В обоих случаях электробезопасность оставляет желать лучшего. Решением этих проблем является система ТТ.

В системе ТТ в качестве рабочего нуля используется токопроводящая линия PEN, а отдельно выполняется отдельное заземление, которое можно установить возле дома. Пункт 1.7.59 Pue 7 ed. оговаривает такой случай, когда невозможно обеспечить электробезопасность, и позволяет использовать систему ТТ. Должно быть установлено УЗО, а его правильная работа Должна быть обеспечена условием RA * IA

Как сделать заземление в домашних условиях?

Цель заземления для частного дома — получить необходимое сопротивление заземления.Для этого используются вертикальный и горизонтальный электроды, которые вместе должны обеспечивать необходимое растекание тока. Вертикальные вводы подходят для монтажа в мягком грунте, тогда как в каменистом их обилие сопряжено с большими трудностями. В таком грунте подходят горизонтальные электроды.

Защитное заземление и заземление молниезащиты выполняются общими, одно заземление будет универсальным и выполнять оба назначения, это указано в п.1.7.55 Пуэ 7 изд. Поэтому будет полезно узнать, как унифицировать молниезащиту и заземление. Чтобы наглядно увидеть процесс установки этих систем, описание процесса заземления частного дома будет разбито на этапы.

Отдельным пунктом следует выделить защитное заземление в системе TN-S. Отправной точкой для установки заземления будет тип энергосистемы. Различия в системах электроснабжения были рассмотрены в предыдущем абзаце, поэтому мы знаем, что для системы TN-S монтировать не нужно, нулевой защитный (заземляющий) провод идет от линии — нужно только присоединить его к основная шина заземления, а в доме будет земля.Но нельзя сказать, что дом не нуждается в молниезащите. Так что это только факт, что мы, не обращая внимания на шаги 1 и 2, можем сразу перейти к шагам 3-5, см. Ниже
TN-C и системы TT всегда требуют заземления, поэтому давайте перейдем к самому главному.

Защитное заземление устанавливается у столба или у стены дома, в зависимости от того, в каком из них отделяется провод пера. Желательно иметь заземление в непосредственной близости от основной шины заземления.Отличия TN-C от TT только в том, что в TN-C место заземления привязано к месту разделения PEN. Сопротивление заземления в обоих случаях должно быть не более 30 Ом в грунте с удельным сопротивлением 100 Ом * м, например, суглинок, и 300 Ом в грунте с удельным сопротивлением более 1000 Ом * м. Значения одинаковые, хотя мы опираемся на разные стандарты: для системы TN-C 1.7.103 ПУЭ 7 изд., А для системы ТТ — п. 1.7.59 Пуэ и 3.4.8. Инструкции и 1.03-08. Поскольку различий в необходимых событиях нет, мы рассмотрим общие решения для этих двух систем.

Для земли достаточно забить шестиметровый вертикальный электрод.

(Нажмите для увеличения)

Такое заземление получается очень компактным, его можно установить даже в подвале, никакие нормативные документы этому не противоречат. Необходимые действия по заземлению описаны для мягкого грунта с удельным сопротивлением 100 Ом * м. Если грунт имеет указанное выше сопротивление, требуются дополнительные расчеты, обратитесь к техническим специалистам Zandz.ru за помощь в расчетах и ​​подборе материалов.

Если в доме установлен газовый котел, то газовая служба может потребовать заземления с сопротивлением не более 10 Ом, руководствуясь п. 1.7.103 Пуэ 7 изд. Это требование должно быть отражено в Проекте газификации.
Тогда для достижения нормы нужно установить 15-метровое вертикальное заземление, которое устанавливается в одной точке.

(Нажмите, чтобы увеличить)

Его можно установить в нескольких точках, например, в двух или трех, подключив горизонтальный электрод полосой вдоль стены дома на расстоянии 1 м и на глубине 0.5-0,7 м. Установка заземлителя в несколько точек также послужит цели молниезащиты. Чтобы понять, как, обратимся к его рассмотрению.

Перед тем, как оценить заземление, нужно сразу решить, будет ли выполняться защита дома от молнии. Итак, если конфигурация заземления для защитного заземления может быть любой, то заземление для молниезащиты должно быть определенного типа. Минимум 2 вертикальных электрода длиной 3 метра в сочетании с горизонтальным электродом такой длины, чтобы между контактами было не менее 5 метров.Это требование содержится в п. 2.26 РД 34.21.122-87. Монтируемое такое заземление следует монтировать вдоль одной из стен дома, оно будет своеобразным соединением в грунте двойки с током крыши. При наличии нескольких токов правильным решением будет ракетка цепи заземления для дома на расстоянии 1 м от стен на глубине 0,5-0,7 м, и установка вертикального электрода длиной 3 м.

(Нажмите для увеличения)

А теперь пора научиться делать молниезащиту частного дома.Он состоит из двух частей: внешней и внутренней.

Выполняется в соответствии с 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и производственных коммуникаций» (далее Со) и РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений». конструкции »(далее по тексту).

Защита зданий от грозовых разрядов осуществляется с помощью молниеотводов. Молниеприемник — это возвышающееся над защищаемым объектом устройство, через которое ток молнии, минуя защищаемый объект, передается в землю.Он состоит из молнии, которая непосредственно воспринимает разряд молнии, ток и заземление.

Молнии устанавливаются на крышу таким образом, чтобы надежность защиты обеспечивалась более 0,9 по СО, т.е. вероятность прорыва через систему молнии должна быть не более 10%. Подробнее о том, что такое надежность защиты, читайте в статье «Молниезащита частного дома». Как правило, их устанавливают по краям кровли кровли, если кровля двойная.Когда крыша мансардной, четырехслойной или даже более сложной формы, светотехника может быть закреплена на дымовых трубах.
Все молниеотводы соединены токами, звенят на заземляющее устройство, которое у нас уже есть.

(Нажмите для увеличения)

Установка всех этих элементов защитит дом от молнии, а точнее от опасности, которую несет его прямой удар.

Защита домов от перенапряжений выполняется с помощью Узип. Для их установки необходимо заземление, ведь отвод тока в землю осуществляется с помощью нулевых защитных проводников, прикрепленных к контактам этих устройств.Варианты установки зависят от наличия или отсутствия внешней молниезащиты.

1. Имеется внешняя молниезащита
   В данном случае устанавливается классический защитный каскад из последовательно последовательно включенных устройств классов 1, 2 и 3. Класс 1 устанавливается на вводе и ограничивает текущий удар молнии. УЗИП 2 класса устанавливается либо во вводном щите, либо в распределительном узле, если дом большой, а расстояние между щитками более 10 м.Он предназначен для защиты от наведенных перенапряжений, они ограничивают их до уровня 2500 В. Если в доме есть чувствительная электроника, желательно установить и УЗИП 3-го класса, ограничивающий перенапряжения до уровня 1500 В, например напряжение может выдерживать большинство устройств. Класс 3 будет устанавливаться непосредственно с таких устройств.
2. Наружная молниезащита отсутствует
   Прямое попадание молнии в дом не учитывается, поэтому нет необходимости в узипе 1 класса.Остальные УЗИ устанавливаются так же, как описано в пункте 1. Выбор УзИП также зависит от системы заземления, чтобы быть уверенным в правильности выбора, обращайтесь к своим методикам Zandz.ru.

На рисунке показан дом с установленным защитным заземлением, внешней системой молниезащиты и комбинированным ультразвуком класса 1 + 2 + 3, предназначенный для установки в системе ТТ.

Комплексная защита дома: защитное заземление, внешняя система молниезащиты и
Комбинированный Uzip класс 1 + 2 + 3, предназначенный для установки в системе ТТ
(Нажмите, чтобы увеличить)

Увеличенное изображение щита с uzip для дома
( Нажмите для увеличения)

Выравнивание потенциалов

Чтобы экран эффективно экранировал высокочастотные помехи, он должен быть заземлен с обоих концов.В специальных установках могут возникать разности потенциалов между разными точками внутри одной установки, что приводит к токам выравнивания потенциалов по длине экрана кабеля. Уравнивающие токи этого типа всегда следует строго избегать, поскольку они могут привести к возникновению взаимных помех. Проблемы с землей возникают, если:

a) Шинный кабель покрывает большую площадь или соединяет большие расстояния

b) Электроэнергия поступает из разных источников (например, из разных источников).грамм. несколько подстанций)

c) Потребляются большие электрические мощности (например, сварочные роботы, большие приводы и т. д.)

Одно из решений — установить дополнительный кабель выравнивания потенциалов между отдельными потенциалами. Линия выравнивания потенциалов также должна быть способна отводить большие токи (профиль 16 мм2 не является чем-то необычным). Следует использовать многожильный кабель с хорошей поверхностью, чтобы можно было эффективно отводить даже токи высокой частоты.

Монтаж проводника для выравнивания потенциалов

Линии выравнивания потенциалов следует прокладывать параллельно кабелю шины и как можно ближе, чтобы расстояние между двумя кабелями было как можно меньше.

ВАЖНО: ЗАПРЕЩАЕТСЯ использовать экран шинного кабеля для выравнивания потенциалов!

PE-проводка (5-жильный кабель = TN-S)

В случае подключения PE (5-жильный = TN-S) нейтральный провод (N) и защитное заземление (PE) строго разделены. Даже при асимметричной нагрузке ток на землю не течет, и экран кабеля PROFIBUS остается свободным от тока. Это легко проверить с помощью токового щупа.Ток на экране не должен превышать несколько миллиампер. На практике ток на экране более 30 мА считается проблематичным. Ток, превышающий 300 мА, может чрезмерно нагреть кабель и стать причиной возгорания.

Подключение PEN (4-жильный кабель = TN-C)

В случае подключения PEN (4-жильный = TN-C) под асимметричной нагрузкой, уравнительный ток I1 будет течь по общему проводнику PEN, потому что он будет искать путь с наименьшим сопротивлением.Таким образом, часть тока I3 также может быть отведена через землю. Это также может привести к тому, что немаловажная часть I2 будет отведена через экран PROFIBUS. Это можно подтвердить с помощью простого токового пробника.

Чтобы исправить это, рекомендуется сделать часть этого соединения оптоволоконным кабелем или использовать повторитель для электрической изоляции экрана.

В качестве альтернативы стандарты также предлагают емкостное заземление, особенно для взрывозащищенных установок.Это включает в себя соединение экрана с RC-цепочкой. Его небольшая емкость (<10 нФ) отводит высокочастотные помехи, но имеет высокий импеданс для частоты сети (50 или 60 Гц), тем самым предотвращая выравнивание токов по экрану. Параллельно подключенный высокоомный резистор предотвратит зарядку емкости постоянным напряжением. Это емкостное заземление может быть реализовано на одном или на всех концах кабеля PROFIBUS. Здесь также можно использовать токовый щуп для проверки правильности работы.