Заземляющие проводники: ГОСТ Р 50571.5.54-2013/МЭК 60364-5-54:2011 Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов

Заземление и защитные меры электробезопасности

Куда должен быть присоединен заземляющий проводник, если в PEN-проводнике, соединяющем нейтраль трансформатора или генератора с шиной PEN РУ до I кВ, установлен ТТ? 
Ответ. Должен быть присоединен не к нейтрали трансформатора или генератора непосредственно, а к PEN- проводнику, по возможности сразу на ТТ. В таком случае разделение PEN-проводника на RE- и N- проводники в системе TN-S должно быть выполнено также за ТТ. ТТ следует размещать как можно ближе к выводу нейтрали трансформатора или генератора. 

 

Каким должно быть сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора, или выводы источника однофазного тока? 
Ответ. Должно быть в любое время года не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN- или PE- проводника ВЛ до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух.  

 

Каким должно быть сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора, или вывода источника однофазного тока? 
Ответ. Должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственного при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 ρ раз, но не более десятикратного. 

 

В каких точках сети должны быть выполнены повторные заземления PEN- проводника? 
Ответ. Должны быть выполнены на концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания. 

 

Каким должно быть общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN- проводника каждой ВЛ в любое время года? 
Ответ. Должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного. 

 

Заземляющие устройства в электроустановках напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью 

Какому условию должно соответствовать сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления ОПЧ (открытая проводящая часть) в системе IT? 
Ответ. Должно соответствовать условию: 
R ≤ U _пр/I 
где R — сопротивление заземляющего устройства, Ом; 
U _пр– напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В; I — полный ток замыкания на землю, А.  

Какие требования предъявляются к значениям сопротивления заземляющего устройства? 
Ответ. Как правило, не требуется принимать значение этого сопротивления менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если соблюдено условие 
R ≤ U_пр/I,
а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВА, в том числе суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.  

Заземлители 

Что может быть использовано в качестве естественных заземлителей? 

Ответ. Могут быть использованы: 

•  металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах; 
• металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
• обсадные трубы буровых скважин; 
• металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т. п.;
• рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами; 
• другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения; 
• металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается. 

Допускается ли использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления? 
Ответ. Использовать не допускается. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов. 

 

Заземляющие проводники 

Какое сечение должен иметь заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках до 1 кВ? 
Ответ. Должен иметь сечение не менее: медный — 10 мм>², алюминиевый — 16 мм², стальной — 75 мм?.  

Главная заземляющая шина

Что следует использовать в качестве главной заземляющей шины внутри вводного устройства? 

Ответ. Следует использовать шину PE. 

Какие требования предъявляются к главной заземляющей шине? 
Ответ. Ее сечение должно быть не менее сечения PE (PEN) — проводника питающей линии. Она должна быть, как правило, медной. Допускается применение ее из стали. Применение алюминиевых шин не допускается. 

Какие требования предъявляются к установке главной заземляющей шины? 
Ответ. В местах, доступных только квалифицированному персоналу, например, щитовых помещениях жилых домов, ее следует устанавливать открыто. В местах, доступных посторонним лицам, например, подъездах и подвалах домов, она должна иметь защитную оболочку — шкаф или ящик с запирающейся на ключ дверцей. На дверце или на стене над шиной должен быть нанесен знак  .  

Как должна быть выполнена главная заземляющая жила в случае, если здание имеет несколько обособленных вводов? 
Ответ. Должна быть выполнена для каждого вводного устройства. 

Защитные проводники (PE-проводники) 

Какие проводники могут использоваться в качестве PE-проводников в электроустановках до 1 кВ? 
Ответ. Могут использоваться: 
– специально предусмотренные проводники, жилы многожильных кабелей, изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами, стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники; 
– ОПЧ электроустановок: алюминиевые оболочки кабелей, стальные трубы электропроводов, металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления; 
– некоторые сторонние проводящие части: металлические строительные конструкции зданий и сооружений (фермы, колонны и т.п.), арматура железобетонных строительных конструкций зданий при условии выполнения требований, приведенных в ответе на вопрос 300, металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т. п.). 

Могут ли быть использованы в качестве PE-проводников сторонние проводящие части? 
Ответ. Они могут быть использованы, если отвечают требованиям настоящей главы к проводимости и, кроме того, одновременно отвечают следующим требованиям: непрерывность электрической цепи обеспечивается либо их конструкцией, либо соответствующими соединениями, защищенными от механических, химических и других повреждений; их демонтаж невозможен, если не предусмотрены меры по сохранению непрерывности цепи и ее проводимости. 

Что не допускается использовать в качестве PE-проводников? 
Ответ. Не допускается использовать: металлические оболочки изоляционных труб и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей; трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления; водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.  

В каких случаях не допускается использовать нулевые защитные проводники в качестве защитных проводников? 
Ответ. Не допускается использовать в качестве защитных проводников нулевые защитные проводники оборудования, питающегося по другим цепям, а также использовать ОПЧ электрооборудования в качестве нулевых защитных проводников для другого электрооборудования, за исключением оболочек и опорных конструкций шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления, обеспечивающих возможность подключения к ним защитных проводников в другом месте. 

Какими должны быть наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников? 
Ответ. Должны соответствовать данным таблице 1 
Таблица 1 

Сечение фазных проводников, мм 2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм
S≤16	S
16	16
S>35	S/2

Допускается, при необходимости, принимать сечение защитных проводников менее требуемых, если оно рассчитано по формуле (только для времени отключения ≤ 5 с):  
        S ≥ I √ t/k 
где S — площадь поперечного сечения защитного проводника, мм ²; 
I — ток КЗ, обеспечивающий время отключения поврежденной цепи защитным аппаратом или за время не более 5 с, А; 
t — время срабатывания защитного аппарата, с; 
k — коэффициент, значение которого зависит от материала проводника, его изоляции, начальной и конечной температур. Значения k для защитных проводников в различных условиях приведены в табл. 1.7.6-1.7.9 главы 1.7 Правил устройства электроустановок (седьмое издание). 

 Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники (PEN-проводники) 

В каких цепях могут быть совмещены в одном проводнике (PEN-проводник) функции нулевого защитного (PE) и нулевого рабочего (N) проводников? 
Ответ. Могут быть совмещены в многофазных цепях в системе TN для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения не менее 10 мм² по меди или 16 мм²по алюминию. 

В каких цепях не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников? 
Ответ. Не допускается в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии.  

Допускается ли использование сторонних проводящих частей в качестве единственного PEN-проводника? 
Ответ. Такое использование не допускается. Это требование не исключает использования открытых и сторонних проводящих частей в качестве дополнительного PEN-проводника при присоединении их к системе уравнивания потенциалов. 

Когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены, начиная с какой-либо точки электроустановки, допускается ли объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии? 
Ответ. Такое объединение не допускается. 

Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы управления и выравнивания потенциалов 

Как должны быть выполнены присоединения заземляющих и нулевых защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов к ОПЧ? 
Ответ. Должны быть выполнены при помощи болтовых соединений или сварки. 

Как должно быть выполнено присоединение каждой ОПЧ электроустановки к нулевому защитному или защитному заземляющему проводнику? 
Ответ. Должно быть выполнено с помощью отдельного ответвления. Последовательное включение в защитный проводник ОПЧ не допускается. 

Можно ли включать коммутационные аппараты в цепи PE- и PEN- проводников? 
Ответ. Такое включение не допускается за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных розеток.

Какие требования предъявляются к розеткам и вилкам штепсельного соединения, если защитные проводники и/или проводники уравнивания потенциалов могут быть разъединены при помощи того же штепсельного соединения? 
Ответ. Они должны иметь специальные защитные контакты для присоединения к ним защитных проводников или проводников уравнивания потенциалов. Переносные электроприемники 

Какие меры могут быть применены для защиты при косвенном прикосновении в цепях, питающих переносные электроприемники? 
Ответ. В зависимости от категории помещения по уровню опасности поражения людей электрическим током могут быть применены автоматическое отключение питания, защитное электрическое разделение цепей, сверхнизкое напряжение, двойная изоляция.

Какие требования к подключению к нулевому защитному проводнику в системе TN или к заземлению в системе IT металлических корпусов переносных электроприемников при применении автоматического отключение питания? 

Ответ. Для этого должен быть предусмотрен специальный защитный (PE) проводник, расположенный в одной оболочке с фазными проводниками (третья жила кабеля или провода — для электроприемников однофазного и постоянного тока, четвертая или пятая жила — для электроприемников трехфазного тока), присоединяемый к корпусу электроприемника и к защитному контакту вилки штепсельного соединения. Использование для этих целей нулевого рабочего (N) проводника, в том числе расположенного в общей оболочке с фазными проводниками, не допускается. 

 

Как должны быть дополнительно защищены штепсельные розетки с номинальным током не более 20 А наружной установки, а также внутренней установки, но к которым могут быть подключены переносные электроприемники, используемые вне зданий либо в помещениях с повышенной опасностью? 
Ответ. Должны быть защищены УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. Допускается применение ручного электроинструмента, оборудованного УЗО-вилками. 

 

Передвижные электроустановки 

Что должно быть применено для автоматического отключения питания?
Ответ. Должно быть применено: устройство защиты от сверхтоков в сочетании с УЗО, реагирующим на дифференциальный ток, или устройством непрерывного контроля изоляции, действующим на отключение, или УЗО, реагирующим на потенциал корпуса относительно земли.

Заземление брони кабеля по нормам ПУЭ

Кабельные лини (КЛ) высокого и низкого напряжения часто приходится прокладывать в сложных условиях. Кабели укладывают в траншеях в земле, в кабельных каналах, на лотках вдоль открытых эстакад или по строительным конструкциям внутри производственных помещений. В этих и других случаях часто применяют кабели, имеющие наружную металлическую оболочку, называемую броней. Стальная броня выполняет функцию защиты от механических повреждений. Она может изготавливаться в виде витых металлических лент или оплетки из оцинкованной проволоки, навитой на тело кабеля.

Что нужно заземлять в кабеле?

Согласно ПУЭ (Правилам Устройства Электроустановок) металлическая броня кабеля, равно как и любые другие металлические нетоковедущие части электрических установок, должна быть надежно заземлена. Вместе с броней и металлическими экранирующими оплетками силовых кабелей заземлению подлежат:

• металлические лотки;
• металлические короба и каналы;
• трубы;
• несущие тросы;
• другие поддерживающие металлические конструкции

Основной функцией заземления кабельной брони и поддерживающих конструкций, по которым проложены силовые лини, является защита человека от поражения электрическим током в случае пробоя электрической изоляции. Кроме того заземление брони кабеля является важным условием правильной работы релейной защиты «от замыкания на землю».

При прокладке протяженных кабельных линий не всегда удается обойтись одним отрезком кабеля. В таких случаях для соединения отрезков кабелей применяют кабельные муфты. Если защитная оболочка кабельной муфты изготовлена из металла, то она тоже должна быть заземлена.

Как правильно заземлить броню?

Соединение кабельной брони с шинами заземления или заземленными корпусами электроустановок выполняют с помощью неизолированных отрезков гибкого медного провода. Такой проводник специалисты часто называют «поводком». Самым распространенным способом присоединения поводка к броне является пайка. Контакт заземляющего проводника с «земляной» шиной или корпусом электрического шкафа осуществляют с помощью болтовых соединений. Для этого на конец проводника напрессовывают или напаивают наконечник соответствующего размера.

Важно!

Кабельная броня должна заземляться с двух концов. В питающем распределительном устройстве кабельную броню подсоединяют к шине защитного заземления, а на стороне потребителя – к шине повторного заземления.

Выбор сечения заземляющего проводника

Минимальное сечение проводников для соединения кабельной брони с заземлением можно определить из следующей таблицы.

Сечение жил кабеля, мм	Сечение провода заземления, мм
до 10	6
16, 25,35	10
50, 70, 95, 120	16
150, 185, 240	25

Технология заземления кабельной брони

В качестве заземляющего поводка для присоединения брони к заземлению можно использовать проводники, выполненные в виде оплетки. Такие провода выпускают многие предприятия производящие кабельную продукцию. В отсутствии поводков заводского производства, заземляющий проводник можно изготовить самостоятельно. Для этих целей используют 3 оголенные жилы гибкого медного кабеля, которые заплетают в «косичку». Суммарное сечение жил должно соответствовать данным приведенным в таблице.

Заземление брони неизолированной плетенкой

Для спаивания брони и заземляющего проводника используют электрические паяльники большой мощности или паяльники, нагреваемые паяльной лампой (газовой горелкой).

Внимание!

При использовании для нагрева паяльника открытого огня, на рабочем месте должны присутствовать средства пожаротушения (огнетушитель, песок, полотнище брезента и т. д.). На проведение огневых работ должно быть выдано специальное разрешение.

Перед пайкой кабельной брони металлические ленты должны быть тщательно очищены от битума, окислов и грязи. Для лужения проводников и металлических лент в качестве флюса можно использовать «паяльный жир». Если для выполнения паяных соединений применяется активный флюс, содержащий ортофосфорную кислоту, то по окончании работ его остатки необходимо смыть с помощью ветоши смоченной Уайт спиритом, бензином калошей или другими органическими растворителями.

Для выполнения паяных соединений кабельной брони и заземляющих проводников обычно используют оловянно-свинцовый припой ПОС-40 или другие легкоплавкие припои.

Важно!

В случае кабеля с проволочной броней заземляющий проводник должен иметь паяное соединение с каждой проволокой.

Пайку поводков и брони кабеля необходимо выполнять максимально быстро, чтобы не повредить пластиковые защитные оболочки и изоляцию жил. Для охлаждения места пайки можно использовать ветошь смоченную водой.

Для соединения заземляющего поводка с шиной заземления на него напрессовывают наконечник соответствующего размера. Опрессовку наконечников выполняют с помощью пресс клещей или молотком с применением матрицы и пуансона необходимого размера.

В последние десятилетия при монтаже кабельных муфт и концевых заделок широко применяются комплекты заводского изготовления. В большинстве случаев эти комплекты позволяют выполнять электрические соединения без применения пайки. В таких наборах заземление кабельной брони выполняется с помощью хомутов и бандажей, болтов со «срывными» головками. Работая с такими комплектами необходимо неукоснительно следовать указаниям инструкции

«>

Заземляющие проводники — Студопедия

В качестве заземляющих проводни­ков, предназначенных для соединения заземляемых ча­стей с заземлителями, применяются как правило полосо­вая сталь, а также круглая сталь и т. п.

Сечение заземляющих проводников в установках с большими токами замыкания на землю оп­ределяется их термической устойчивостью при прохожде­нии расчетных токов замыкания на землю.

В сетях напряжением до и выше 1000в сизолированной нейтралью и малыми токами замыкания на землю сечения заземляющих проводников должны составлять не менее ¹/₃ сечения фазных проводов, а при проводниках из разных металлов не менее ¹/₃ проводимости фазных проводов; не требуется применения медных проводников сечением более 25мм², алюминиевых более 35

мм² истальных более 120мм².

В производственных помещениях с электроустановками напряжением выше 1000в магистрали заземления из сталь­ной полосы должны иметь сечение не менее 120мм², а на­пряжением до 1000в — не менее 100мм².

Минимальные сечения, обусловленные механической прочностью, установлены Правилами устройства электро­установок [Л. 28] и составляют в частности для прямоуголь­ной стальной шины 24мм²при прокладке внутри здания и 48мм²при прокладке вне здания или в земле; для круглой стали наименьший диаметр равен 5 и 6мм соответственно.

Рис. 6. Примеры опор для крепления стальных за­земляющих проводников.

Рекомендуется использовать в качестве заземляющих проводников так называемые естественные проводники — металлические конструкции зданий и со­оружений — фермы, колонны, подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, шахты подъемников, сталь­ные трубы электропроводок и т. п., что значительно уде­шевляет устройство заземления.

Прокладка заземляющих проводни­ков производится открыто по конструкциям зданий, в том числе по стенам на специальных опорах (рис. 6). Заземляющие проводники в помещениях должны быть доступны для осмотра.

Присоединение заземляемого обору­дования к магистрали заземления осуществляется с помощью отдельных проводников (рис. 7). При этом последовательное включение заземляемого оборудования не допускается.

Заземление отдельных электродвигателей, аппаратов и другого оборудования, установленных непосредственно на станках и имеющих с металлом станков надежный кон­такт, может осуществляться путем присоединения станины станков к заземляющей магистрали.

Рис. 8. Заземление си­лового трансформатора с изолированной нейтралью на стороне низшего на­пряжения (до 1000в).

1 —

заземляющий болт; 2 — гибкая перемычка; 3 — от­ветвление к заземляющей магистрали; 4 — пробивной предохранитель.

Соединения заземляющих проводни­ков между собой, а также с заземлителями и за­земляемыми конструкциями выполняются, как правило, сваркой, а с корпусами аппаратов, машин и другого обо­рудования — сваркой или с помощью болтов (рис. 8-10). При этом присоединение заземляющей магистрали к заземлителю — искусственному или естественному — выполняется в двух местах.

Отличительной окраской заземляю­щей сети является черный цвет, которым должны быть окрашены все открыто расположенные заземляющие проводники, конструкции и полосы сети заземления. При необходимости допускаются и другие цвета окраски.

Рис. 9. Заземление рамы и привода трехполюсного разъ­единителя.

1 — плита привода; 2 — тяга; 3 — рама; 4 — заземляющая шина.

Рис. 10. Заземление оболочки и брони кабеля в концевой заделке.

1 — воронка стальная; 2 — пластинка, с помощью которой производится за­земление воронки; 3 — болт заземле­ния; 4 — голый медный гибкий провод; 5 — броня кабеля; 6 — свинцовая оболочка; 7 — бандажи; 8 — заземляю­щая шина.

информационных чтений

Заземление

Десять лет назад это было бы редко кто говорит о важности низкого резистивное заземление и соединение, кроме случаев, когда основной блок компьютерные системы, телекоммуникационное оборудование или обсуждались военные объекты. Сегодня мы жить в мире, управляемом микропроцессорами так низко резистивное заземление сейчас имеет решающее значение и является популярным тема разговора.

Система электрического заземления в большинство объектов — это электрический служебный вход земля. Раньше было нормально просто соответствовать минимальным требованиям Национальной электротехнической Код (NEC). Сегодня требования NEC должны быть только отправной точкой для систем заземления и склеивание.

Основным направлением деятельности NEC является безопасность жизни и правильная эксплуатация оборудования. NEC и большинство местных кодексов требуют установки одного или двух Штанги заземления 8-10 футов с намерением заземления полное сопротивление стержней не более 25 Ом.В NEC не занимается заземлением или подключением требования чувствительных сетевых систем или тестирование систем заземления. NEC не требует так называемый «электрический заземление ». Эти спецификации чаще всего производителей оборудования, качество электроэнергии консультанты или инженеры-электрики, знакомые с требования к заземлению чувствительного оборудования.

Эволюция микропроцессоров и нетворкинг — первопричина сегодняшних интерес к заземлению.Продолжающийся рост сетевых системы и оборудование находится в центре внимания потребности в низких сопротивление заземления, а также связанная мощность проблемы с качеством. Микропроцессор произошел от транзистор в интегральные схемы с миллионами транзисторы в корпусах считаются невозможными лишь немногие много лет назад. Эти новые корпусные транзисторы широко известны поскольку компьютерные микросхемы работают от 3 или 5 вольт постоянного тока (прямое текущий) и очень чувствительны к проблемам, возникающим в результате от высокого сопротивления или плохого грунта.Проблемы связанные с землями лучше оставить другим областям этот отчет, но помните, для правильной работы сетевые микропроцессоры с низким сопротивлением требуется «чистая» земля.

Земля, большинство электрических или электронные определения, это ссылка «0». Больше формальные определения: положение или часть электрическая цепь, имеющая нулевой потенциал относительно к земле, и, большое тело проводимости, такое как земля, используемая как возврат для электрических токов, которые произвольный нулевой потенциал.

Заземление к электрической системе должен иметь нулевой потенциал и быть высокопроводящий путь для электрической энергии. В сопротивление пути к этой ссылке «0» должен быть низким, иметь достаточную пропускную способность и обеспечивать обработка широкого частотного спектра энергии.

Сегодня наиболее распространены спецификация, в которой задействовано чувствительное оборудование, чтобы наземное поле (стержни, решетки, пластины и т. д.) было сопротивление не более 5 Ом.Многие военные и важные коммуникационные сайты существенно ниже 1 Ом. Если необходимо установить чувствительное оборудование, оно очень важно, чтобы система заземления была совместим с требованиями к оборудованию.

Большинство коммерческих зданий указан с помощью NEC или другого кодового заземления, а не на низком уровне стандарты сопротивления. Сопротивление этой кодовой земли рассчитан на 25 Ом или меньше, но редко проверяется.Для проверки сопротивления земли чаще всего протестировано с приборами, использующими падение потенциала метод обученным специалистом.

В местах, подверженных ударам молний, ​​земля следует проверять чаще, чем большинство коммерческих установки, требующие только ежегодного тестирования. Расположение электрических щитов, заземляемого оборудования и др. факторы должны входить в расчет требуемых размер провода. Расчет сечения проводника и метод установки лучше оставить инженерам или профессионалы в области заземления.

Заземление — это основа эффективная защита всех сетевых систем. Мощность переменного тока, безопасность, безопасность жизни, компьютер, видео, спутник, телекоммуникационные и другие системы полагаются на землю для операция. Кроме того, защитные устройства, используемые для защитить эти системы, такие как системы ИБП, питание кондиционеры, регуляторы напряжения, ограничители перенапряжения, и т. д., будут неэффективны при подключении к неправильная проводка или неисправное заземление.

Электрораспределительные системы надежно заземлен для ограничения напряжения относительно земли во время нормального эксплуатации и для предотвращения чрезмерного напряжения из-за молния, скачки напряжения в сети или непреднамеренный контакт с линии высокого напряжения при нормальной работе. В целом В случае необходимости система заземляющих электродов должна быть общий и прочно связанный с каждой системой согласно NEC.

Национальный Электрические нормы (NEC) Требования к заземлению

Код

требует заземления одного токоведущий провод в системе распределения, где напряжения от 50 до 1000 вольт или где одно из служебные провода не изолированы.Заземленный проводник обозначается белым или светло-серым цвет в точках завершения и обычно упоминается как нейтральный проводник. Оборудование-заземление проводник — нетоковедущий проводник , основная функция — безопасность . Дирижер должен иметь адекватную емкость тока и достаточно низкий импеданс, чтобы активировать устройства защиты от перегрузки по току (автоматические выключатели или предохранители), на стороне питания цепи должен незаземленный провод может соприкасаться с открытыми металлическая часть распределительной системы или оборудования. Оба нейтральный провод и провод заземления оборудования соединены вместе в одной точке через соединительную перемычку. (Чаще всего это основное отключение или шина заземления / заземления.) точка также соединена с землей через заземляющий электрод. проводник, соединяющий систему с заземлением электродная система. Панель, на которой находится склеивание перемычка (или соединительная шина) называется главной панелью (главный распределительный щит) или может быть служебным входом главный выключатель.Все последующие панели и отключения питаемые с этого момента, называются субпанелями, распределительные панели или разъединители.

Одноточечное соединение при обслуживании вход имеет решающее значение для безопасности жизни и требуется код (NEC). Это может происходить более одного раза между сервисами вход и первая панель с отключающей такое устройство, как предохранитель или автоматический выключатель; однако это по-прежнему считается единым местом. Нейтраль и земля может быть повторно соединен только на выходах отдельно производные системы, такие как трансформаторы, генераторы и некоторые системы ИБП.Самый важный аспект сингла точка соединения заключается в том, что он удерживает ток от оборудование-заземлитель.

Электрические панели обычно поставляется с перемычкой в ​​виде винта который связывает нейтральную шину с корпусом панели. Если электрик, устанавливающий панель, не снимает винт до завершения установки, заземляющий провод на стороне питания панель будет проводить нежелательный нейтральный ток.Случайное соединение в распределительном здании или филиале электрическая схема заставит нейтральный ток течь в система заземления. Строительная сталь, водопровод и многое другое. другие металлические проводящие системы, требуемые кодексом соединение с землей также будет проводить этот ток. (Ссылка: Межсистемный шум земли)

Результаты межсистемного заземления от протекания тока по заземляющему проводнику. Эта земля шум возникает из-за разницы импеданса в различные компоненты грунта внутри здания.Случайное соединение нейтрали с землей также делает его невозможно предсказать и / или защититься от последствий токов, наведенных молнией внутри здания. Любые ток на земле разделится на самый низкий импеданс путь обратно к служебному входу размещение на земле разные части системы заземления при разном напряжении потенциалы. (Ссылка: Контуры заземления)

Требование заземления

NEC требует обратного пути к заземление от цепей, оборудования и открытого металла корпусов:

1. быть постоянным, надежным и непрерывный.
2. имеют достаточную мощность для безопасно провести любой ток короткого замыкания, который может наложено на него: и
3. имеют достаточно низкий импеданс для ограничения напряжения относительно земли и:
4. для облегчения работы цепи защитных устройств в цепи.

Все компоненты, образующие заземляющий провод для данной цепи; то есть: панели, дорожка качения, кабелепровод, провода, зажимы, фитинги, кронштейны, и т.п., должны иметь возможность проводить токи повреждения, способные отключение устройств защиты цепи (автоматические выключатели или предохранители), питающие незаземленные проводники в этой цепи не вызывая значительного нагрева ни в одном из этих составные части.

Очень часто проблемы возникают со временем со всеми вышеперечисленными требованиями. Эти потенциальные проблемы можно разделить на пять областей.

1. Материалы : Земля преемственность должна поддерживаться через то, что может быть сотни или тысячи в больших зданиях, из компоненты, которые могут быть из разных материалов.то есть: стальные кабельные каналы, электрические панели, разъединители, трансформаторы, кабелепровод, гибкий трубы, фитинги, соединители, втулки и т. д. кроме того, многие из них имеют покрытия, которые можно изготовлены из десятков разных материалов.
2. Первоначальное качество изготовления : В зависимости от качества исходный дизайн, выбор материала и изготовления проблема свободная жизнь зданий электрическая Система распространения может сильно отличаться.
3. Последующие работы или Дополнения к оборудованию : Модификации и дополнения к системе распределения электроэнергии распространены через несколько лет после того, как здание завершено. Модификации, которые не следуют рекомендации NEC и хорошее заземление принципы могут создать проблемы для должным образом установленная часть.
4. Возраст : Без профилактики обслуживание и проверка электрического система распределения ухудшится резко.Со временем компоненты изнашиваются. выход из строя, отказ, перегрев и т. д. При необходимости не предпринято корректирующих действий результат износ системы, ржавчина, коррозия, покраска, и ненадлежащее использование схемы, что все взять свое. Ремонт и ненадлежащее обслуживание внутренних систем, таких как отопление оборудование вентиляции и кондиционирования может вызвать серьезную систему распределения электроэнергии проблемы.то есть: если в здании нет адекватная и положительная вентиляция кондиционированных воздуха, то на металлической поверхности может образоваться конденсат. части системы распределения электроэнергии и вызывают значительную коррозию. Это приведет к в потере непрерывности и пониженной допустимой нагрузке система распределения электроэнергии.
5. Не имеет прямого отношения к NEC, тем не менее значительный, строит Применение.Обычно в здании несколько собственников или арендаторов в течение его обычной жизни. Использование этих арендаторов, вероятно, будет изменилось от первоначальной конструкции. то есть: Использование микропроцессоров сегодня по сравнению с использованием пишущие машинки и счетные машины в 1970 году. потребности и требования электрического кардинально изменилась система распределения, но была ли система обновлена ​​для удовлетворения потребностей из этих устройств? Было ли когда-нибудь заземление проверено или обновлено?

Достаточная емкость (токовая нагрузка) банка может быть обеспечено только путем тестирования, однако нет требование в коде относительно тестирования адекватность цепи заземления после первоначального установка.Может потребоваться только одно неисправное соединение в длинная цепь, чтобы исключить возможность выключателя или предохранитель срабатывает во время повреждения. Это может занять только один удар молнии для «глазури» заземляющего стержня (ей) и сделать их неэффективными или увеличить их сопротивление значительно. Проблема безопасности в том, что неисправные соединения могут сжечь и оставить открытые части оборудования в это короткое замыкание при высоком напряжении по отношению к Земле. Этот оставляет опасность поражения электрическим током для операторов оборудования и делает бесполезными средства защиты оборудования.Помните, импеданс также будет зависеть от состава, длина различных компонентов, качество оборудование и качество сборки, техническое обслуживание вопросы в сторону.

Технология подавления перенапряжения установленный на неисправной цепи может не только не работают так, как ожидалось, но также могут перенаправлять вредную энергию в защищаемый груз. Как минимум, высокий импеданс земля отрицательно повлияет на подавление перенапряжения технологии в некоторой степени.

Заземление Электроды и заземляющие проводники

Низкоомное соединение с землей необходимо для предотвращения чрезмерного напряжения из-за молния. Эта связь с Землей обеспечивается система заземляющих электродов.

Если возможно, все следующие должны быть соединены вместе, чтобы сформировать заземление электродная система:

1. Металлическая труба подземного водопровода который находится в прямом контакте с землей на десять футов или больше.
2. Металлический каркас или конструкционный члены здания.
3. Электроды в бетонном корпусе. Арматурные стержни или стержни не менее 20 футов длинный и не менее дюйма в диаметре.
4. Кольцо заземления. Медь проводник, не менее меди №2 и при не менее 20 футов в длину, что погребено не менее 30 дюймов в глубину, которая окружает здание.

Когда ни один из вышеперечисленных электродов доступны, или когда доступен только водопровод, изготовленные электроды, такие как заземляющие стержни с медным покрытием, должны быть приводится в качестве дополнения к системе заземляющих электродов. Несколько электроды должны быть соединены вместе независимо от их расстояние друг от друга.

После того, как отдельные компоненты система заземляющих электродов соединена вместе, единственный провод заземляющего электрода служит для соединения электрическую систему на заземляющий провод (нейтраль) и провод заземления оборудования одной или нескольких служб питание здания.(Важно отметить, что нейтральный м.) Индивидуальные услуги по одно здание не может ссылаться на разные основания. Размер и требования ко всем компонентам заземления указаны в разделах 250 и 800-820 NEC.

Распространенная ошибка как в компьютерная и телекоммуникационная промышленность отдельные заземляющие стержни в качестве точки крепления к земле для «изолированное заземление» без подключения к соединение нейтрали между входом в здание и землей точка.Это отсутствие связи является явным нарушением NEC и на самом деле значительно увеличивает риск повреждение из-за молнии.

Телефонные линии связи и Линии коаксиального кабеля CATV (кабельного телевидения) требуются по правилам для выполнить подключение к заземляющему электроду здания система. Телефонные системы требуют основного освещения средства защиты на служебном входе. (FCC требуется) Если для удобство при установке слива оборудование, этот стержень должен быть прикреплен к зданию электродная система с соответствующим проводником.Кабель и экраны спутникового коаксиального кабеля, а также металлическая опора конструкции, также должны быть прикреплены к строительному электроду система в точке входа в здание. Очередной раз, любые отдельные заземляющие стержни, установленные для заземление этого оборудования должно быть прикреплено к зданию электродная система минимум с медным проводом №6. При определении соединения и заземления всегда обращайтесь к разделы 250 и 800-820 в НЭК.

Дополнение Штанги заземления

Установщики оборудования допускаются код для дополнения существующей наземной системы за счет вождения дополнительные заземляющие стержни и соединение этих стержней через дополнительный провод заземляющего электрода к шасси оборудования.Это очень часто бывает при переключении телефона оборудование. В нескольких ссылках указано, что это можно сделать. однако для снижения шума Кодекс требует, чтобы только тогда, когда существующий контур, который питает это устройство правильно заземлено.

Причина этой надбавки в код должен предусматривать установку дополнительные стержни заземления для внешних конструкций, которые электрически подключен к источнику переменного тока здание.Хороший пример того, где дополнительная земля стержни могут помочь объекту будут огни парковки. В дополнительные заземляющие стержни рассеиваются на Землю прямым удар молнии вместо того, чтобы мигрировать в строительная площадка. Если дополнительная штанга приводится в движение часть оборудования, размещенного в здании, существующая цепь заземления служит связующим звеном между дополнительный стержень и заземляющий электрод здания система.Казалось бы, это противоречит раздел NEC, в котором говорится, что любые дополнительные стержни быть соединенным как минимум медным проводом № 6. В корпус дополнительной штанги, существующее оборудование заземляющий провод цепи служит связующим звеном между двумя наземными системами и не обязательно должен быть номером 6 медный проводник. Риск здесь состоит в том, что дополнительная стержень может быть источником энергии молнии, а не помощь.Контуры заземления могут образовываться между разными землями потенциалы. Встречая букву кода, это все еще формула катастрофы для подключенных к сети оборудование. (Ссылка: контуры заземления) Все стержни заземления должны быть правильно склеены, чтобы сформировать единую ссылку, так как вы не хотите, чтобы на здание в результате удара молнии.

Причина и необходимость склеить отдельные заземления или заземляющие электроды просто.Почва — очень плохой проводник и энергия молнии то, что проводится в него, генерирует кольца напряжения потенциально вокруг точки удара молнии Земля. Стержни заземления в разных местах могут быть тысячи вольт друг от друга. Если эти стержни не связаны прочно, этот потенциал напряжения может попытаться уравнять в части оборудования, где есть являются двумя землями или над проводниками между ними.В самая простая установка, самые распространенные примеры это повреждение телефона и модема или повреждение тюнера кабельного ТВ. В мире микропроцессоров это повреждение сетевое оборудование, подключенное к портам данных. Этот действие обозначается как разность потенциалов или контур заземления .

Сеть и кабели связи

Установочная конфигурация сетевые и коммуникационные кабели и качество качество изготовления, используемое для их установки, напрямую связано с способность подключенного оборудования выдерживать тяжелые переходные процессы.Связь между этими кабелями и земля также имеет решающее значение для выживания подключенных оборудование тоже. Различные кабельные платформы имеют разные характеристики и разные уровни невосприимчивость к помехам на земле.

1. Неэкранированная витая пара Кабель Ethernet и сетевые карты не имеют заземления соединения и изоляция 1500 вольт спецификация между любым кабельным штырем и любой частью карты.
2. Coax Ethernet не имеет физического соединение между кабелем и картой, если заземленный терминатор делает умышленное подключение. Коаксиальный кабель также имеет изоляцию на 500 вольт. спецификация между центральным штифтом и любым часть карты, которая контактирует с материнская плата компьютера.
3. Кабельная проводка Token Ring не имеет спецификация изоляции и может или не может сделать любое прямое соединение с корпусом компьютера в зависимости от того, используется ли экранированный кабель.
4. RS-232, 422, 432, AUI, последовательный и параллельные кабели имеют одно или несколько заземлений. штифты и, следовательно, не имеют изоляции между кабели и компьютеры или периферийные устройства, которые соединить.

Всегда есть риск перемычки две параллельные цепи с заземлением на одной из них кабели. Любая значительная разница в импедансе два заземления переменного тока могут вызвать ток в сети заземление кабеля, которое, по крайней мере, потенциально может разрушить карты с обоих концов.По этой причине оптоволоконный кабели предпочтительнее, когда возможность различия в сопротивлении заземления (контур заземления) может присутствовать. Оптический изоляция часто не переносит передачу данных по линии скорость, но в установках, где это будет, оптический изоляторы — недорогое решение разницы в сопротивление заземления.

Заземление И почвенные условия

Сетки заземления устанавливаются в грунт и состав почвы (тип почвы, солесодержание и содержание влаги) повлияет на сопротивление заземляющая сетка.Кроме того, срок службы заземляющей сети будет определяться фактором pH почвы. PH почвы — это мера кислотности или щелочности почвы.

Большинство материалов сетки заземления состоит из меди, стали с медным покрытием и оцинкованной стали сталь, сталь, нержавеющая сталь или алюминий. Кислые почвы легко разъедают медь и цинк, но быть устойчивы в алкалоидных почвах. Алюминий не подвержен влиянию по кислым почвам; но он травлен алкалоидами.Очень основной тест почвы может быть выполнен с использованием некоторого количества почвы с дистиллированная вода (равные части) в водной полосе бассейна / спа pH-тестер. Это простой, но эффективный тест, и Стоимость оборудования минимальная.

Можно измерить сопротивление почвы с использованием четырехточечного падения потенциального оборудования. Этот тестирование лучше всего доверить обученному, опытному технику с калиброванным оборудованием.

Заземление Проверка и проверка правильного заземления

Нет процесса проверки требуется NEC для проверки качества заземления система во время или после установки.В лучшем случае код определяет подходящие материалы и поощряет хорошие мастерство с фразами типа «связи должны быть гаечный ключ «. Процесс проверки, связанный с получение разрешения для получения разрешения на проживание на здание обычно проводится только для визуального осмотра. Осмотр после закрытия стен может быть почти невозможно; в зависимости от материала, из которого построена наземная система.

Правильная проверка заземления Система электродов для определения сопротивления включает два этапа.В сеть заземления (заземляющие стержни, соединения и т. д.) проверяется на сопротивление Земле. Ответвительные цепи проверены на сопротивление на розетках.

Сетка заземления (стержни) должна быть протестировано с использованием метода падения потенциала обученным, опытный, квалифицированный техник. Используемое оборудование должно быть в текущей калибровке и изготовитель оборудования инструкции должны выполняться. Профессионал должен быть заключил контракт на выполнение этого тестирования.

Стандарты для «нетто» сопротивление заземляющей сети будет изменяться. Предпочтительный спецификация для чувствительного оборудования менее 5 Ом и чем ниже сопротивление, тем лучше. NEC призывает к Сопротивление 25 Ом, но не требует тестирования или снятия учитывая потребности чувствительного оборудования.

Проверка сопротивления параллельной цепи может быть выполнено с использованием ответвительной цепи SureTest модель анализатора ST-1D или ST-THD.Эти тестировщики также выполнить ряд других тестов для анализа способность цепи правильно нести нагрузку. Один такой тест — это проверка изолированной цепи заземления, очень часто критично для чувствительного оборудования. Преимущество этих Тестеры — это их способность тестировать цепь под напряжением. Наиболее другие испытания цепей требуют их отключения и оборудование отключено.

В старом (пред микропроцессор) В качестве заземляющего проводника часто использовался трубопровод зданий.Такой способ заземления совершенно неприемлем для чувствительное оборудование. Совместная работа, возраст, коррозия и десятки других факторов делают эти наземные системы неэффективен. Текущий NEC не допускает заземления кабелепровода, поскольку приемлемая практика. Использование медной проволоки в качестве провод для заземления бесконечно более желателен из-за тот факт, что заделки медного провода происходят внутри металлические или пластиковые рабочие ящики, в которых размещаются емкости и переключатели, делающие суставы доступными.

Стандарты для ответвленных цепей ясны и были определены IEEE (Институтом Инженеры по электротехнике и электронике) и NEC.

Измерение Заземление

Заземление должно быть в хорошем состоянии соединения и их измерения могут быть выполнены с стандартные измерители низкого диапазона. Одним из таких инструментов является Fluke. Модель 8012A с опцией 01 может измерять до.001 Ом, (один миллиом). Этот измеритель дает возможность обнулить сопротивление проводов с помощью элемента управления на передней панели.

Примечание: Сайты с телефоном системные батареи используют +48 вольт на землю, и вы можете испытывать небольшую проблему с сопротивлением измерения. Счетчик нередко прочитать отрицательные ом. Это связано с возвратом токи, вызывающие падение напряжения на земле соединение измеряется.Переворачивание выводов счетчика сделает чтение положительным. Истинное чтение алгебраическая сумма двух чтений.

Земля и частота

Истинное сопротивление земли подключение к сети переменного тока является наиболее важным измерение, но индуктивное значение пути заземления может сыграть решающую роль.Радиочастотная энергия и быстрое время нарастания удара молнии требует низкого индуктивность заземляющих путей. Сотовый телефон и радиовышки поражаются чаще, чем большинство конструкций, так как они высокий и сделанный из проводящего металла. Энергия в Удар молнии — это энергия широкого спектра. Когда высокий частотная энергия перемещается по проводнику, по которому проходит, или возле поверхности проводника. Это называется «скин-эффект» и тенденция к высокому частотная энергия должна проводиться только на или около поверхность проводника.Ниже этой поверхности большая часть материала проводника не используется. Этот означает, что соединения или проводники, не имеющие большая площадь поверхности будет более индуктивной и иметь более высокую сопротивление (сопротивление) потоку высокой частоты токи.

Земля Размер и тип проводника

NEC очерчивает заземляющий провод требования для соответствия коду.Размер проводника подробно обозначены, а допустимая токовая нагрузка проводника функция размера. Тип проводника не указывается. в НЭК. Где только возможно, когда высокая частота энергия должна обрабатываться, предпочтительно использовать многожильные проводник против твердого проводника. Площадь поверхности многожильный провод больше, чем у сплошного проводник и поэтому лучше справляется с высокими частотная энергия. Заземляющий провод не может быть слишком большим а в случае заземляющих проводов, чем больше, тем лучше.

Заземление и разнородные металлы

Использование разнородных металлов должно по возможности избегать. Где невозможно избежать их связь важно принять меры для предотвращения коррозия или электролиз между разнородными металлами.

При низком сопротивлении соединения, которые могут быть из разнородных металлов, это важно использовать герметик, такой как T&B Копр-экран СР-8 (для медных стыков) или Алюмашилелд (для алюминиевые соединения).Это предотвратит коррозию и должно также практиковаться, когда соединения будут подвергаться воздействию влажность.

Общий Нейтральный провод и заземляющий провод

Нейтраль — сток в фазу проводник так же, как фаза, как водопроводный кран подводящая труба в системе водоснабжения и слив — это сливная труба.Это означает, что нейтраль — это сила (коммунальная) земля предприятия.

Общие нейтрали в параллельных цепях соответствует требованиям NEC, но не рекомендуется для чувствительных оборудование используется. Также не рекомендуется, когда цепь питает нелинейные нагрузки. Нелинейные нагрузки являются «импульсными источниками питания», как указано в компьютеры и другая микропроцессорная продукция.

Теория использования общих нейтрали действительно только при линейных нагрузках.Линейные нагрузки имеют единичный коэффициент мощности, а нагрузки в режиме переключения — нет. Теоретически трехфазная система сбалансирована, поскольку каждая фаза напряжение на 120 градусов отстает от фазы перед Это. Фазные токи также разделены на 120 градусов. Если каждая фаза имеет одинаковый ток (10 ампер как пример), эквивалентные токи будут гасить друг друга поскольку они объединяются в нейтрали для возврата к источнику. Результат может быть показан математически и алгебраически. чтобы не было (0 ампер) тока нейтрали.

Реально предыдущий пример предполагает, что электрическая система питает линейные нагрузки что система резистивная по своей природе, что она работа при единичном коэффициенте мощности, и, кроме того, что система работает в состоянии равновесия. В реальном В мире трехфазные системы никогда не находятся в таком состоянии даже хотя электрики стараются уравновесить нагрузки. Лифты, компрессоры и кондиционеры работают в цикле операция.Компьютеры, фонари, копировальные аппараты и т. Д. постоянно включается или выключается. Эти меняющиеся условия создают естественные дисбалансы в трехфазной распределительная система. Как только токи станут несбалансированное гашение нейтральных токов прекращается. В виде нейтральный ток начинает течь, физические законы вступают во владение и поток через полное сопротивление нейтрали проводник создает падение напряжения, которое можно измерить со ссылкой на землю.Амплитуда напряжения будет прямо пропорционально количеству нейтральных ток и полное сопротивление нейтрального проводника. Результат: напряжение между нейтралью и землей часто называют общим. режим напряжения.

Длина параллельной цепи, индуцированная и наведенные напряжения все ударные напряжения нейтрали относительно земли, но наиболее частая причина описана выше. Обмен нейтрали, где задействованы импульсные источники питания, не рекомендуется, потому что они вносят большой вклад в дисбаланс.События между нейтралью и землей (общий режим) могут вызвать значительные нарушения в работе микропроцессорное оборудование. Эти устройства постоянно Измерьте логическое напряжение относительно «нулевого напряжения». справка »ЗЕМЛИ ЖИЗНИ. Микропроцессор ожидает увидеть менее 0,5 вольт между нейтралью и земля.

Это обычная практика и соответствует NEC должна иметь общие заземляющий и нейтральный проводники в Ответвительные цепи на 120 вольт (в большинстве случаев).Это не хорошо практика иметь общих проводников по нескольким причинам. Те, которые относятся к нейтральному и заземляющему проводнику будет кратко объяснено.

Заземляющий провод (не нейтральный) это опорная точка заземления шасси оборудования и техники безопасности для стандартной (120 В) ответвленной цепи. разное оборудование использует землю как «нейтраль» или дренаж провод предназначен для ответвления на 120 вольт. Отдельная фаза (208 и 240 вольт) оборудование часто подключается; фаза (горячий), фазовый (горячий) и заземленный.Эффективность оборудование определит, сколько энергии не используется этим оборудованием. Неиспользованная энергия использует землю провод как сток. Эта результирующая энергия сбрасывалась на заземляющий провод может оказать очень негативное влияние на чувствительные оборудование, опирающееся на одну и ту же землю. Шум, случайный напряжения и другие аномалии не подходят для чувствительных сетевое оборудование.

Изолированный Цепи заземления

Приведенные ниже стандарты должны быть руководство по правильному монтажу ответвлений.В размер провода, тип розетки и т. д. следует выбирать в соответствии с NEC и требования к оборудованию. Нижеприведенное стандарты для 120 В переменного тока 15 ампер и 20 ампер ответвления схемы. Все цепи низкого напряжения должны соответствовать требования к заземлению ниже.

Меню

• Главная

• О нас
• Связаться с нами
• Отзывы
• Продолжая Образование
• Утвержденные курсы
• Вход на курс
• Электрические Инженер PDH
• Прямые семинары CEU
• NABCEP CEUs
• Электрические Инженерное дело
• Электрические Инженер PDH
• Библиотека инженеров
• Подготовка к экзамену
• Экзамен штата Флорида Подготовить
• Инспектор (Электрика)
• Экзамен на подмастерье Подготовить
• Подготовка к магистратуре
• Государственное лицензирование Доски
• Бесплатные вещи
• Графики и Калькуляторы
• Код Форум
• Найти эксперта
• Найти школу
• Графика дня
• Биржа труда
• Ссылки
• NEC
• Информационные бюллетени
• Публикации
• Викторины
• Технический
• Видео
• Инструкторы и Школы
• ISBN
• Решения для обучения
• Сделать запрос
• Продукты
• Лучшие ценности
• Книги и DVD
• Оформление
• Семинары
• Семинары CEU
• Расписание семинаров

Консультации с домашними инспекторами | Обучение домашних инспекторов | Ресурсы для домашних инспекторов

PROSPEX обслуживает домашних инспекторов и бизнес-инспекцию домов, предоставляя специализированные персональные консультации, статьи и ресурсы для домашних инспекций, образовательные семинары и услуги сетевой поддержки.Отвечаем домой инспекционные и деловые вопросы, а также решение связанных проблем и потребностей.

Предлагаемый по годовой подписке, PROSPEX предоставляет домашним инспекторам следующее:

• Поддержка по телефону и электронной почте по вопросам инспекции на месте — Подписчики PROSPEX могут свяжитесь с нами из офиса или с места, если у них есть технические вопросы или необходимость помощь в отношении состояния или компонента, с которым они сталкиваются в ходе выполнения осмотр.

ПРИМЕЧАНИЕ: Абоненты могут обращаться по телефону PROSPEX по телефону с чувствительными ко времени вопросами, «с мест», все остальные вопросы следует отправлять по электронной почте. Это будет дайте нам время для поиска ответов, если это необходимо. Мы ответим по электронной почте или по телефону, если возможно.

• Поддержка по телефону и электронной почте, когда требуется помощь, чтобы подобрать нужный язык для описывать компоненты или условия или давать конкретные рекомендации в письменных отчетах

• Оценка реакции и помощь в рассмотрении жалоб и требований клиентов за 350 долларов США.00 за каждый случай для подписчиков ProSpex (с подписчиков, не являющихся подписчиками ProSpex, будет взиматься плата в размере 600 долларов США за каждый случай такой оценки и помощи) ¹

Подробнее

* P RO S PEX ЭТО СЕРВИСНАЯ ЗНАКА P RO S PEX Inspection Consulting, LLC dba P RO PEX.

Консультации — Инженер по подбору | Рекомендации по заземлению и подключению центров обработки данных

Кеннет Л. Ловорн, ЧП, Lovorn Engineering Assocs., Питтсбург 1 марта 2009 г.

Центры обработки данных

предъявляют очень специфические и уникальные требования к заземлению и соединению, которые значительно отличаются от типичной системы распределения электроэнергии в других типах объектов. К ним относятся:

ТРЕБОВАНИЯ NEC

Статья 250 NEC требует, чтобы основная электрическая сеть была подключена к заземляющему электроду.Если возможно, этот заземляющий электрод должен быть металлической входящей линией бытового водоснабжения, и это соединение должно быть выполнено в пределах 5 футов от входа водопровода в здание. Если потребление воды измеряется, необходимо установить металлическую перемычку с помощью перечисленных зажимов заземления, чтобы счетчик воды можно было снять, не нарушая целостность заземления здания. Кроме того, в качестве дополнительных заземляющих электродов должны быть предусмотрены приводные стержни заземления и соединение со стальной конструкцией здания или стержнями арматуры в бетонной конструкции.Все эти заземляющие электроды должны быть соединены вместе в одной точке, и все электроды заземления должны иметь полное сопротивление по отношению к земле менее 5 Ом. Если это полное сопротивление превышает 5 Ом, то необходимо добавить дополнительные заземляющие стержни с приводом или заземляющий электрод с химическим воздействием, чтобы уменьшить это значение до менее 5 Ом. Нейтраль входящей электрической сети должна быть подключена к системе заземления здания в одной точке с помощью съемного соединения, которое позволит обслуживающему персоналу снять эту перемычку и проверить, подключена ли система нейтрали к заземлению в любой другой точке в входящее электрическое обслуживание.(Множественные соединения между нейтралью и землей могут вызвать контуры заземления и связанные с ними проблемы в работе, выходящие за рамки данной статьи.)

Многие производители оборудования (обработки данных, медицинской диагностики и других чувствительных электронных систем) настаивают на том, чтобы их оборудование имело изолированное заземление, отдельное от остальной части здания и не подключенное к заземляющему электроду для основных электрических сетей. Изолированное заземление снизит шум системы, но может создать опасные условия.Например, если неисправность оборудования вызывает разность напряжений между системой заземления здания и изолированным заземлением специализированного оборудования, существует вероятность поражения электрическим током при контакте с двумя, предположительно заземленными поверхностями.

Таким образом, NEC всегда требовал, чтобы все системы заземления на объекте были электрически соединены для предотвращения опасных условий. Это требует прочного, электрически непрерывного соединения между землей здания и «изолированной» землей каждой специальной системы.

ОСНОВАНИЕ ДЛЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

NEC требует заземления по трем основным причинам:

• Безопасность. Обеспечение заземления всех нетоковедущих металлических компонентов системы распределения электроэнергии снижает вероятность того, что кабелепровод, дверца панели или другой объект будут находиться над землей.

• Максимальный ток. Система с глухим заземлением способствует более быстрому срабатыванию устройства максимального тока; при коротком замыкании фазного проводника на землю автоматический выключатель или предохранитель воспринимает больший ток повреждения и быстрее размыкается.(Чтобы увидеть, как это работает, найдите время-ток для предохранителя или автоматического выключателя и посмотрите, как быстро устройство работает при четырехкратном номинальном токе по сравнению с тем, как быстро оно работает при 10-кратном номинальном токе.)

• Эксплуатация оборудования. Заземление облегчает работу оборудования, где земля используется в качестве опорного сигнала земли. Если есть проблема с наличием напряжения на земле, контрольная точка сигнала находится под повышенным потенциалом, и могут возникнуть проблемы в работе оборудования.

ОСОБЫЕ СООБРАЖЕНИЯ

Заземление имеет решающее значение для правильной работы оборудования обработки данных, независимо от того, подключена ли система напрямую к системе распределения электроэнергии в здании или к сложной системе резервного питания, состоящей из ИБП, генераторов, блоков распределения питания (PDU), разделительных трансформаторов и фильтры гармоник. Система с глухим заземлением устраняет статическое электричество, которое может повредить чувствительные электронные компоненты, и обеспечивает средства предотвращения травм персонала из-за колебаний напряжения между различными типами оборудования для обработки данных и его корпусами.Система заземления с равным потенциалом создает бесшумную опорную точку сигнала, так что передача данных между многими компонентами обработки данных имеет одну и ту же опорную землю, что значительно снижает ошибки передачи данных между компонентами.

Поскольку в большинстве систем обработки данных используется какой-либо тип резервного генератора или системы ИБП, они считаются отдельно производными системами (см. Определение в статье 100.I NEC) и, следовательно, должны быть отдельно заземлены в соответствии со статьей 250- NEC. 30.Однако качество заземляющего электрода, требуемое NEC, не соответствует требованиям системы обработки данных. (Соединение со строительной конструкционной сталью считается адекватным.) Импеданс строительной стали относительно земли сильно варьируется и зависит от того, как фундамент соединен со сталью, болтовые или сварные соединения, степень окисления на поверхности сталь на стыках, насколько плотно они затянуты болтами и многие другие факторы.

Следовательно, первая цель заземляющего электрода для обработки данных — обеспечить как можно меньшее сопротивление относительно земли.Методы достижения низкого импеданса включают:

• Набор заземляющих электродов на расстоянии не менее 10 футов друг от друга

• Скрытый контур заземления с несколькими заземляющими стержнями

• Заземляющие электроды с химическим усилением

• Уфер заземления или другие типы систем заземления.

После установки заземляющего электрода (расположение, низкий импеданс, минимальная длина, конфигурация и т. Д.)), все компоненты распределения электроэнергии, связанные с центром обработки данных, должны быть подключены к центральной шине заземления. Эта шина заземления представляет собой изолированные, изолированные шины заземления и предназначена для опорного сигнала земли-не как оборудований, защитное заземления. Он будет подключен к изолированной шине заземления в ИБП, блоках распределения питания, панелям ответвленных цепей и изолированным проводам заземления, идущим к отдельным серверным стойкам. Эта шина будет полностью изолирована в помещении центра обработки данных от зеленого изолированного или неизолированного проводника безопасного заземления, подключенного к кабелепроводу, коробкам, шкафам панелей управления, каркасам серверных стоек, шкафам ИБП, каркасам генераторов и т.п.Для целостности системы заземления центра обработки данных критически важно, чтобы между этими двумя системами в центре обработки данных не было соединений и, по сути, никаких соединений нигде — за исключением единственной перемычки, специально расположенной для минимизации взаимодействий между электрическими распределителями. системы и наземной системы центра обработки данных.

ИНТЕГРАЦИЯ СИСТЕМЫ

Может показаться, если не существует никакого способа, чтобы удовлетворить требование NEC заземления, что все заземляющих электродов внутри объекта быть соединены друг с другом и по-прежнему обеспечивают надежный, с низким уровнем шума, низким сопротивлением, практически изолирован, опорный сигнал основанием для электронного систем, но есть.Ключом к удовлетворению этой дихотомии является использование простого делителя тока из «Введение в электричество 101» (см. «Функции делителя тока», стр. 10).

Обеспечивая два отдельных заземляющих электрода с низким сопротивлением (один для основного электрического питания и один для чувствительной электронной системы) и соединяя их с минимальным заземляющим проводом, разрешенным NEC (т. Е. Проводником с самым высоким импедансом), вы Добьюсь своей цели.

Поскольку большая часть тока будет течь к заземлению с более низким импедансом, а меньшая — к проводнику заземления с более высоким импедансом, соединяющему заземляющий электрод электронной системы, гармоники и связанные с ними колебания напряжения будут уходить от электронной системы.Аналогично, с низким сопротивлением заземление электрод в электронной системе даст лучшее опорный сигнал основания для электроники, в то время как влияние вредных напряжений на земле электрического обслуживания будет сведено к минимуму.

Выявление неисправности ИБП

Один из наших давних клиентов попросил нас помочь определить, почему несколько систем ИБП, обслуживающих его местную УАТС (группу серверов, подключенных для работы с локальной телефонной системой), вышли из строя.

Системы были разделены на четыре серверных шкафа; каждый питался от отдельного ИБП, и все четыре питались от одной панели распределительной цепи 120/208 В, расположенной внутри помещения.На линейной стороне панели был полностью оригинальный ограничитель переходных напряжений.

Установка введена в эксплуатацию в течение предшествующих 12 месяцев; ИБП, питающий один из серверных шкафов, дважды отказывался, каждый раз приводя к отказу телефонной системы. В каждом случае ИБП выходил из строя во время местной грозы. Технический специалист поставщика ИБП подозревал, что сбои были вызваны скачками высокого напряжения, которые попали в комнату на главном фидере питания к панели. Кроме того, он наблюдал состояние высокого напряжения (более пяти вольт над землей) на шине заземления серверной стойки, связанной с отказавшим ИБП, что, по его мнению, поддерживало его вывод о том, что неисправная система распределения питания была причиной ИБП. неудачи.

При исследовании установки мы обнаружили:

Ограничители перенапряжения были выпущены более 25 лет назад и никогда не заменялись.

Заземляющий провод, который находился в кабелепроводе к панели ответвленной цепи, не был подключен к шине заземления внутри панели или к ограничителю импульсных перенапряжений.

Было четыре забитых стержня заземления, расположенных на расстоянии около 12 дюймов по центру в ряд вдоль стены под панелью. Эти заземляющие стержни протекали через отверстия, просверленные в бетонном полу, и в ненарушенную землю под зданием.

Все заземляющие провода для систем ИБП, серверных систем и всего прочего оборудования в помещении УАТС были подключены к этим четырем заземляющим стержням. Стержни были подключены с помощью перечисленных заземляющих зажимов, а затем к медной шине заземления, расположенной сбоку от заземляющих стержней на стене.

Основная электрическая сеть здания находилась на расстоянии около 1200 футов, и на главной электросети не было подключения ни к приводимым заземляющим стержням, ни к входящей линии подачи холодной воды.

Понижающий трансформатор, питающий панель ответвленной цепи, имел одинарное соединение от вторичной нейтральной точки к 0,5-дюймовой. линия холодной воды на три этажа ниже помещения АТС (около 75 футов в общей сложности контура).

Было очевидно, что ограничитель перенапряжения не работал, заземление не соответствовало требованиям NEC, а изолированная система заземления не подходила для системы передачи данных. Мы рекомендовали следующее:

• Проверить ограничитель перенапряжения и отремонтировать или заменить его в соответствии с обнаружением
• Приведите систему заземления в соответствие с текущими требованиями NEC, добавив как приводные заземляющие стержни, так и подключение к системе подачи холодной воды на входящей электрической линии.
• Снова подсоедините разъем заземления панели, который был проложен к его верхней распределительной панели.

Мы также пришли к выводу, что четыре приводных стержня заземления в комнате были практически бесполезны. Здание, в котором они находились, было построено примерно в 1910 году, и комната находилась более чем в 100 футах от ближайшей внешней стены. Кроме того, уровень грунтовых вод в этом районе был низким. В результате стержни были вбиты в землю, практически лишенную влаги. Поскольку стержни находились всего в 12 дюймах от центра, они действовали так, как если бы был только один стержень заземления, а не четыре (стержни заземления должны располагаться на расстоянии не менее 5 футов, а предпочтительно 10 футов) друг от друга, чтобы достичь результирующего уменьшения сопротивление относительно земли).

Представитель производителя внес все рекомендованные нами изменения в помещении (но сервисное заземление в то время не было исправлено). В процессе он обнаружил, что в блокирующей розетке, соединяющей отказавший ИБП с серверной стойкой, был поврежден нейтральный проводник, который позволял прямое соединение от нейтрали к заземленной розеточной коробке. Это соединение между нейтралью и незакрепленной землей позволяло гармоникам от источников питания сервера передаваться на систему заземления центра обработки данных, тем самым повышая напряжение системы заземления.Если бы энергосистема была должным образом заземлена и подключена, эта изолированная система заземления с высоким импедансом не могла бы существовать, и гармоники были бы должным образом направлены на S, точку заземления с низким импедансом, что предотвратило бы эксплуатационные проблемы.

Функции делителя тока

Базовый делитель тока работает следующим образом: Источник напряжения входит в Т-цепь с низким импедансом слева и высоким импедансом справа. Ток, входящий в ветвь T, будет делиться в соответствии с величиной, обратной импедансам (т.е.е., большая часть входящего тока будет течь в цепь с низким импедансом и меньше — в сторону с более высоким импедансом).

Уфер земля

В начале 1940-х годов Герберт Уфер разработал грунт Уфер — метод получения заземления с низким сопротивлением в более засушливых почвах без использования одной из относительно дорогих систем заземления с улучшенными химическими свойствами. Уфер обнаружил, что подключение заземляющего проводника к арматуре внутри монолитного бетонного фундамента создает лучшее заземление (с меньшим импедансом) при меньших затратах, чем то, которое можно было бы достичь с помощью нескольких приводных заземляющих стержней.Поскольку бетон имеет тенденцию быть относительно гигроскопичным, фундамент сохраняет больше влаги, чем окружающий грунт, создавая заземление с более низким импедансом, чем при большинстве других методов заземления.

Недостатки грунта Ufer заключаются в том, что он не так эффективен при использовании в неглубоких фундаментах с широким фундаментом, а ржавчина арматурных стержней вызывает увеличение сопротивления земли. (Оксид железа имеет гораздо более высокое сопротивление, чем арматурные стержни.)

Одним из способов решения этих проблем является использование неизолированного медного проводника вместо соединения с арматурными стержнями в бетоне.Вот как это работает: подготовьте бухту длиной несколько футов голого медного провода 3/0 и поместите катушку на дно одной или нескольких просверленных опор, которые являются частью фундамента здания, перед заливкой пирса. Вытяните проводник из бетона, чтобы защитить его от повреждений во время и после заливки бетона, для будущего подключения к шине заземления.