Poschodie

Uzemnenie v systémoch priemyselnej automatizácie. Automatizačná skriňa. Metódy uzemnenia Uzemnenie tienenia káblov automatizačných systémov v elektrických rozvodniach

Nesprávne uzemnenie zodpovedný za 40 % nákladných prestojov a poškodení citlivých zariadení používaných v ropnom, automobilovom a ťažobnom priemysle. Dôsledkom nesprávneho uzemnenia môžu byť občasné poruchy v prevádzke systémov, zvýšené chyby merania, zlyhanie citlivých prvkov, spomalenie prevádzky systému v dôsledku výskytu prúdu chýb vo výmenných kanáloch, nestabilita kontrolovaných parametrov a chyby v zbere údajov. údajov. Problémy uzemnenia úzko súvisia s problémami a metódami tienenia proti rušeniu v elektronických systémoch.

Uzemnenie je najviac nepochopená téma v automatizácii.

Zložitosť problému je spôsobená skutočnosťou, že zdroje rušenia, prijímače a cesty ich prechodu sú rozmiestnené v priestore; moment ich výskytu je často náhodná premenná a miesto je a priori neznáme. Je tiež ťažké merať rušenie. Takmer nemožné vyrobiť a dostatočne presné teoretický rozbor, keďže problém je zvyčajne trojrozmerný a je opísaný sústavou parciálnych diferenciálnych rovníc.

Zdôvodnenie tej či onej metódy uzemnenia, ktorá by mala byť, prísne vzaté, založená na matematických výpočtoch, sa v praxi musí robiť na základe skúseností a intuície. Riešenie problémov uzemnenia v súčasnosti prekračuje hranicu medzi vhľadom, intuíciou a šťastím.

Štúdium vplyvu interferencie spojené s nesprávnym uzemnením, prichádza k zostaveniu vierohodných zjednodušených modelov systému vrátane zdrojov, prijímačov a ciest na prechod rušenia, po čom nasleduje analýza ich vplyvu na vlastnosti systému a syntéza metód boja proti ich.

Nebudeme brať do úvahy otázky uzemnenia elektrických inštalácií. Ide o samostatnú tému, ktorá je dostatočne podrobne diskutovaná v literatúre o elektroenergetike. Tento článok sa zaoberá iba uzemnenie používané v systémoch priemyselnej automatizácie zabezpečiť ich stabilnú prevádzku, ako aj uzemnenie na ochranu personálu pred úrazom elektrickým prúdom, keďže tieto dve otázky nemožno posudzovať oddelene od seba bez porušenia noriem systému bezpečnosti práce.

Definície

Pod zemou pochopiť spojenie so zemskou pôdou a spojenie s nejakým „spoločným vodičom“ elektrického systému, vzhľadom na ktorý sa meria elektrický potenciál. Napríklad v kozmickej lodi alebo lietadle sa „zem“ považuje za kovové telo. V prijímači napájanom z batérie sa „zem“ považuje za systém vnútorných vodičov, ktoré sú spoločným vodičom pre celý elektronický obvod. V nasledujúcom texte budeme používať práve tento pojem "zem", toto slovo už nedávame do úvodzoviek, keďže sa už dávno stalo fyzickým pojmom. Pozemný potenciál v elektrický systém sa nie vždy rovná nule vzhľadom na zemskú pôdu. Napríklad v lietajúcom lietadle v dôsledku generovania elektrostatického náboja môže byť potenciál zeme (trupu) lietadla stovky a tisíce voltov vzhľadom na povrch Zeme.

Analógom vesmírnej lode Zem je „plávajúca“ zem- sústava vodičov, ktoré nie sú spojené so zemskou pôdou, voči ktorým sa meria potenciál v elektrickom podsystéme. Napríklad v galvanicky oddelenom analógovom vstupnom module nemusí byť vnútorná analógová zem modulu pripojená k uzemneniu alebo môže byť k nej pripojená cez veľký odpor, povedzme 20 MΩ.

Pod ochrannou zemou rozumieť elektrickému spojeniu vodivých častí zariadenia so zemou cez uzemňovacie zariadenie, aby sa ochránil personál pred úrazom elektrickým prúdom.

Uzemňovacie zariadenie nazývaná kombinácia uzemňovacieho vodiča (to znamená vodiča v kontakte so zemou) a uzemňovacích vodičov.

Spoločný drôt(vodič) je vodič v systéme, voči ktorému sa merajú potenciály. Zvyčajne je spoločný pre napájací zdroj a elektronické zariadenia, ktoré sú k nemu pripojené.

Príkladom môže byť vodič spoločný pre všetkých 8 vstupov 8-kanálového analógového vstupného modulu s jednoduchými (nediferenciálnymi) vstupmi. Spoločný vodič je v mnohých prípadoch synonymom pre uzemnenie, ale nemusí byť vôbec spojený so zemou.

Signálna zem nazývané spojenie so zemou spoločného vodiča obvodov prenosu signálu.

Signálna zem je rozdelená na digitálne uzemnenie a analógové. Zem analógového signálu sa niekedy delí na zem analógového vstupu a zem analógového výstupu.

Silová zem budeme nazývať spoločný vodič v systéme pripojený na ochrannú zem, cez ktorú preteká veľký prúd (veľký v porovnaní s prúdom na prenos signálu).

Základom pre toto rozdelenie pôdy je rôzne úrovne citlivosti na rušenie analógové a digitálne obvody, ako aj signálové a výkonové (silové) obvody a spravidla galvanická izolácia medzi týmito uzemneniami v systémoch priemyselnej automatizácie.

Pevne uzemnený neutrál nazývaný neutrál transformátora alebo generátora, pripojený k uzemňovacej elektróde priamo alebo cez nízky odpor (napríklad cez prúdový transformátor).

Neutrálny vodič nazývaný sieťový vodič pripojený k pevne uzemnenému neutrálu.

Izolovaný neutrálny nazývaný neutrál transformátora alebo generátora, ktorý nie je pripojený k uzemňovaciemu zariadeniu.

Nulovanie nazývané spojenie zariadenia s pevne uzemneným neutrálom transformátora alebo generátora v sieťach trojfázových prúdov alebo s pevne uzemnenou svorkou zdroja jednofázového prúdu.

V nasledujúcom texte budeme tiež používať tento výraz "vodivý"- od slova vodič (vodič), teda spojený s vodivosťou materiálu. Napríklad vodivé rušenie je indukované cez vodič spájajúci dva obvody.

Účely uzemnenia

Ochranné uzemnenie slúži výhradne na ochranu osôb pred úrazom elektrickým prúdom.

Nevyhnutnosť implementácie ochranné uzemneniečasto vedie k zvýšeniu úroveň rušenia v automatizačných systémoch je však táto požiadavka nevyhnutná, preto by návrh signálovej a výkonovej zeme mal vychádzať z predpokladu, že je k dispozícii ochranné uzemnenie a je vyhotovené v súlade s elektrotechnickými predpismi. Od ochranného uzemnenia možno upustiť len pre zariadenia s napájacím napätím do 42 VAC alebo 110 VDC, okrem nebezpečných oblastiach.

Bližšie informácie nájdete v časti „Uzemnenie vo výbušných priemyselných zariadeniach“ a v Predpisoch o elektrickej inštalácii (kapitola 1.7).

Pravidlá uzemnenia Na zníženie rušenia zo siete 50 Hz v automatizačných systémoch závisí od toho, či sa použije sieť s pevne uzemneným alebo izolovaným neutrálom. Neutrálne uzemnenie transformátora v rozvodni sa vykonáva za účelom obmedzenia napätia, ktoré sa môže objaviť na vodičoch siete 220/380 V voči Zemi pri priamom údere blesku alebo v dôsledku náhodného kontaktu s vedeniami vyššieho napätia, alebo ako napr. v dôsledku poruchy izolácie živých častí rozvodnej siete.

Elektrické siete s izolovaný neutrálny sa používajú, aby sa predišlo prerušeniu napájania spotrebiteľa v prípade jedinej poruchy izolácie, pretože v prípade poruchy izolácie na zem v sieťach s pevne uzemnený neutrál ochrana sa spustí a napájanie siete sa preruší.

Okrem toho v obvodoch s izolovaným neutrálom, keď rozpad izolácie do zeme nie je tam žiadna iskra, čo je nevyhnutné v sieťach s pevne uzemneným neutrálom. Táto vlastnosť je veľmi dôležitá pri napájaní zariadení v nebezpečných oblastiach. V USA sa používa aj v ropnom a plynárenskom a chemickom priemysle. neutrálne uzemnenie cez odpor, obmedzujúce prúd na zem v prípade skratu.

Signálna zem slúži na zjednodušenie elektrická schéma a zníženie nákladov na priemyselné automatizačné zariadenia a systémy. Použitím signálovej zeme ako spoločného vodiča pre rôzne obvody je možné použiť jeden spoločný zdroj napájania pre všetky elektrický obvod namiesto viacerých "plávajúcich" napájacích zdrojov. Elektrické obvody bez spoločného vodiča (bez uzemnenia) môžu byť vždy prevedené na obvody so spoločným vodičom a naopak podľa pravidiel uvedených v práci.

V závislosti od účelu použitia možno signálne krajiny rozdeliť na základná a obrazovka. Základný pozemok používa sa na čítanie a prenos signálu v elektronickom obvode a uzemnenie obrazovky používa sa na uzemňovacie obrazovky.

Pristátie obrazovky používa sa na uzemnenie káblových tienenia, tieniacich priečok, krytov zariadení, ako aj na odstraňovanie statického náboja z trecích častí dopravných pásov, elektrických hnacích pásov atď.

Všeobecné problémy s uzemnením

Ochranné uzemnenie budov

Používa sa ako ochranný uzemňovací vodič prírodné a umelé uzemňovacie vodiče. Medzi prirodzené uzemňovacie vodiče patria napríklad oceľové a železobetónové rámy priemyselných budov, kovové konštrukcie pre priemyselné účely, oceľové rúry pre elektrické rozvody, hliníkové káblové plášte, kovové stacionárne otvorene uložené potrubia všetkých veľkostí, s výnimkou potrubí horľavých a výbušné látky, splašky a ústredné kúrenie. Ak ich vodivosť spĺňa požiadavky na uzemnenie, ďalšie uzemňovacie vodiče sa nepoužívajú. Možnosť použitia železobetónového základu budovy je vysvetlená skutočnosťou, že merný odpor vlhkého betónu je približne rovnaký ako merný odpor zeme (150...300 Ohm.m).

Umelé (špeciálne vyrobené) uzemňovacie elektródy používa sa, keď odpor uzemnenia presahuje normy stanovené PUE.

Konštrukčne sú to rúry, uholníky, tyče uložené v zemi zvisle do hĺbky 3 m alebo vodorovne do hĺbky minimálne 50...70 cm.Pre zlepšenie rovnomernosti rozloženia zemského potenciálu (pre zníženie "krokové napätie") sa používa niekoľko uzemňovacích elektród, ktoré ich spájajú oceľovým pásikom. Elektrické rozvodne používajú uzemňovaciu sieť.

Pri vzájomnom pripájaní uzemňovacích vodičov sa neodporúča vytvárať uzavretá slučka veľkú plochu, keďže ide o „anténu“, v ktorej môže pri úderoch blesku cirkulovať veľký prúd.

Najlepšie výsledky sa dosiahnu pripojením uzemňovacích elektród vo forme mriežky, keď je plocha každého obrysu mriežky oveľa menšia ako celková plocha pokrytá uzemňovacími elektródami. Rôzne prevedenia uzemňovacie zariadenia sú uvedené v adresári: "Uzemňovacie zariadenia elektrických inštalácií" R.N. Karyakin.

Napriek odporúčaniam mnohých autorov vyhnúť sa slučkám pri rozmiestnení uzemňovacích tyčí v celej budove, v praxi, napríklad pri použití prirodzených uzemňovacích vodičov, sa tomu často nedá vyhnúť. Železobetónové konštrukcie priemyselných budov obsahujú kovové výstužné tyče, ktoré sú navzájom spojené zváraním. Uzemňovacím systémom budovy je teda kovová klietka, ktorej spodná časť je elektricky spojená so zemou. Inštalačná organizácia zabezpečuje spoľahlivý kontakt medzi všetkými kovovými konštrukciami budovy a vypracúva správy o skrytých prácach.

Kontakt so zemou pre pripojovacie zariadenia je to v tomto prípade uzemňovacia skrutka privarená ku kovovej zapustenej konštrukcii stĺpového prvku alebo základu budovy.

Pri inštalácii uzemňovacích systémov je potrebné vyhnúť sa medzerám v obvodoch, do ktorých môže byť indukované emf magnetickým poľom blesku, aby sa predišlo iskreniu a možnému vznieteniu horľavých látok v budove.

V budovách na bývanie komunikačných zariadení je systém uzemňovacích vodičov vyrobený vo forme mriežky. Mriežka súčasne vykonáva funkcie uzemnenia a elektromagnetického tienenia budovy. V elektrárňach, v miestnostiach so zariadeniami priemyselnej automatizácie, sú steny a strop tienené oceľovými platňami, okná a otvory klimatizácie sú pokryté medenou sieťovinou a podlaha je vyrobená z elektricky vodivého plastu. Je potrebné venovať pozornosť kvalite kontaktov v uzemňovacom obvode.

V článku: Burleson J. Zapojenie a uzemnenie na predchádzanie problémom s kvalitou elektrickej energie v priemyselných zariadeniach// Technická konferencia textilného, vláknového a filmového priemyslu, 89. mája 1991. R. 5/15/6 popisuje prípad, kedy zle dotiahnutá skrutka v uzemňovacom obvode viedla k poruchám v systéme, ktorých príčina sa hľadala niekoľko rokov. Pri navrhovaní uzemnenia kontakty z rôznych kovov nemožno použiť aby nevznikali galvanické páry, ktoré sú miestami rýchlej korózie.

Pri inštalácii zariadenia v postavenej budove je systém uzemňovacích vodičov spravidla už nainštalovaný a ochranná uzemňovacia zbernica je vedená po celej budove.

Autonómne uzemnenie

Do systému ochranné uzemnenie priemyselné zariadenie je možné napojiť na elektrárne, ktoré zásobujú veľ interferenčný prúd do uzemňovacieho vodiča. Preto môžu vyžadovať presné merania samostatný pozemok, vyrobené pomocou technológie umelého uzemnenia. Takéto uzemnenie je spojené so všeobecným uzemnením budovy iba v jednom bode za účelom vyrovnania potenciálu medzi rôznymi uzemneniami, čo je dôležité pri údere blesku.

Druhá možnosť pre autonómne, „čisté“ uzemnenie sa dá získať pomocou izolovaného vodiča, ktorý nie je nikde pripojený ku kovovým konštrukciám budovy, ale je pripojený k hlavnej uzemňovacej svorke na neutrálnom vstupe napájacieho napájača do budova. Táto uzemňovacia zbernica je vyrobená z medi, jej prierez je minimálne 13 metrov štvorcových. mm.

Uzemňovacie vodiče

Vodiče spájajúce zariadenia s uzemňovacím vodičom by mali byť čo najkratšie, aby sa znížila ich aktívna a indukčná reaktancia. Pre účinné uzemnenie pri frekvenciách nad 1 MHz musí byť vodič kratší ako 1/20, najlepšie 1/50 vlnovej dĺžky najvyššej frekvenčnej harmonickej v spektre rušenia (pozri tiež časť "Model Zeme"). Pri interferenčnej frekvencii 10 MHz (vlnová dĺžka 30 m) a dĺžke vodiča 7,5 m (1/4 vlnovej dĺžky) bude modul jeho komplexného odporu pri interferenčnej frekvencii rovný nekonečnu, teda takému vodiču možno použiť ako izolant, ale nie na uzemnenie.

Ak sú v automatizačnom systéme filtre, horná medzná frekvencia filtra sa môže považovať za maximálnu frekvenciu ovplyvňujúceho rušenia.

Na zníženie poklesu napätia na uzemňovacej elektróde je potrebné zmenšiť jej dĺžku. Indukčná reaktancia uzemňovacieho vodiča pri interferenčnej frekvencii f sa rovná:

XL = 2 π f L l,

Kde L— lineárna indukčnosť drôtu, v typických prípadoch rovná približne 0,8 μH/m, l- dĺžka drôtu.

Ak sú uzemňovacie vodiče umiestnené blízko seba, dochádza medzi nimi k prenosu hluku prostredníctvom vzájomnej indukčnosti, čo je obzvlášť významné pri vysokých frekvenciách.

Uzemňovacie vodiče by nemali tvoriť uzavreté slučky, ktoré fungujú ako prijímače (antény) elektromagnetického rušenia.

Uzemňovací vodič by sa nemal dotýkať iných kovových predmetov, pretože takéto náhodné nestabilné kontakty môžu spôsobiť dodatočný hluk.

Model Zeme

Na základe vyššie uvedeného môžeme navrhnúť elektrický model uzemňovacieho systému znázorneného na obr. 1. Pri zostavovaní modelu sa vychádzalo z toho, že uzemňovaciu sústavu tvoria uzemňovacie elektródy navzájom spojené pevnou zemniacou zbernicou, ku ktorej je privarená uzemňovacia platňa (svorka). Napríklad dve uzemňovacie tyče (dva vodiče) sú pripojené k uzemňovacej svorke, ku ktorej je na rôznych miestach pripojené uzemnené zariadenie.

Ak uzemňovacie tyče alebo uzemňovacie vodiče prechádzajú blízko seba, potom je medzi nimi magnetické spojenie koeficient vzájomnej indukcie M(obr. 1).

Každý úsek vodiča (zbernice) uzemňovacieho systému má indukčnosť Lij, odpor Rij a je v ňom indukované emf Eij elektromagnetickou indukciou. Na rôznych častiach uzemňovacej zbernice je k nej pripojené zariadenie automatizačného systému, ktoré dodáva rušivý prúd do uzemňovacej zbernice In21...In23 spôsobené tými, ktoré sú opísané v časti "Zdroje rušenia na pozemnej zbernici" dôvodov a napájacieho prúdu vracajúceho sa do zdroja energie cez uzemňovaciu zbernicu. Na obr. 1 je tiež znázornený odpor medzi uzemňovacími elektródami REarth a interferenčný prúd InEarth prúdenie cez zem, napríklad pri údere blesku alebo pri skrate (skrate) na zem výkonných zariadení.

Ak signálna zemná zbernica sa používa súčasne na napájanie automatizačného systému (tomu je potrebné sa vyhnúť), je potrebné vziať do úvahy jeho odpor. Odpor medený drôt 1 m dlhý a 1 mm v priemere sa rovná 0,022 Ohm. V systémoch priemyselná automatizácia keď sú snímače umiestnené na veľkej ploche, napríklad vo výťahu alebo dielni, dĺžka uzemňovacieho vodiča môže dosiahnuť 100 m alebo viac. Pre vodič dlhý 100 m bude odpor 2,2 ohmu. Ak je počet modulov automatizačného systému napájaných z jedného zdroja 20 a prúdová spotreba jedného modulu je 0,1 A, pokles napätia na odpore uzemňovacieho vodiča bude 4,4 V.

Pri interferenčnej frekvencii vyššej ako 1 MHz sa zvyšuje úloha indukčnej reaktancie uzemňovacieho obvodu, ako aj kapacitnej a indukčnej väzby medzi časťami uzemňovacích obvodov. Uzemňovacie vodiče začnú vyžarovať elektromagnetické vlny a stanú sa zdroje rušenia.

Pri vysokých frekvenciách uzemňovací vodič alebo káblové tienenie, položené rovnobežne s podlahou alebo stenou budovy, tvorí spolu s uzemnenými kovovými konštrukciami budovy dlhé vedenie s charakteristickou impedanciou asi 500...1000 Ohmov, skratovaný na konci. Odolnosť vodiča proti vysokofrekvenčnému rušeniu je preto určená nielen jeho indukčnosťou, ale aj javmi spojenými s interferenciou medzi dopadajúcou interferenčnou vlnou a tou odrazenou od uzemneného konca drôtu.

Závislosť komplexného modulu odporu uzemňovacieho vodiča medzi bodom jeho pripojenia k uzemnenému zariadeniu a najbližším bodom železobetónovej konštrukcie budovy od dĺžky tohto vodiča možno približne popísať vzorcom pre dvoj- káblové nadzemné prenosové vedenie:

Zin ≈ Rin tg (2π L/λ),

Kde Rв- vlnový odpor, L- dĺžka uzemňovacieho vodiča, λ - interferenčná vlnová dĺžka (λ ≈ c/f, s- rýchlosť svetla vo vákuu rovná 300 000 km/s, f- frekvencia rušenia).

Graf vytvorený pomocou tohto vzorca pre typický uzemňovací vodič (tienidlo) s priemerom 3 mm vo vzdialenosti k najbližšej tyči železobetónovej výstuže budovy je 50 cm (s charakteristickou impedanciou 630 ohmov), znázornený na obr. . 2.

Všimnite si, že keď sa dĺžka vodiča blíži k 1/4 vlnovej dĺžky interferencie, jeho odpor má tendenciu k nekonečnu.

Pozemná zbernica je teda všeobecne „špinavá“ zem, zdroj rušenia, má aktívnu a indukčnú reaktanciu. Je ekvipotenciálny len z hľadiska ochrany pred úrazom elektrickým prúdom, nie však z hľadiska prenosu signálu. Preto, ak obvod, ktorý obsahuje zdroj a prijímač signálu, obsahuje časť „špinavého“ uzemnenia, potom sa interferenčné napätie pripočíta k napätiu zdroja signálu a privedie sa na vstup prijímača (pozri časť „Vedené rušenie“ ).

Typy uzemnenia

Jeden zo spôsobov oslabenia škodlivý vplyv uzemňovacie obvody pre automatizačné systémy je samostatná implementácia uzemňovacích systémov pre zariadenia, ktoré majú rôznu citlivosť na rušenie alebo sú zdrojmi rušenia rôznych výkonov.

Samostatná konštrukcia uzemňovacích vodičov im to umožňuje pripojenie k ochrannej zemi v jednom bode. V tomto prípade rôzne zemné systémy predstavujú lúče hviezdy, ktorej stredom je kontakt s ochrannou uzemňovacou zbernicou budovy. Vďaka tejto topológii nepreteká špinavé zemné rušenie cez čisté uzemňovacie vodiče. Hoci sú teda uzemňovacie systémy oddelené a majú rôzne názvy, v konečnom dôsledku sú všetky spojené so Zemou prostredníctvom ochranný uzemňovací systém.

Jedinou výnimkou je „plávajúca“ pôda (pozri časť "Plávajúca" zem").

Silové uzemnenie

V automatizačných systémoch elektromagnetické relé, mikrovýkonové servomotory, solenoidové ventily a ďalšie zariadenia, ktorých prúdový odber výrazne prevyšuje prúdový odber I/O modulov a ovládačov. Napájacie obvody takýchto zariadení sú vyrobené so samostatným párom krútených drôtov (na zníženie vyžarované rušenie), z ktorých jeden je pripojený k ochrannej uzemňovacej zbernici. Spoločným vodičom takéhoto systému (zvyčajne vodičom pripojeným k zápornej svorke napájacieho zdroja) je uzemnenie napájania.

Analógové a digitálne uzemnenie

Priemyselné automatizačné systémy sú analógovo-digitálne. Preto je jedným zo zdrojov chýb v analógovej časti rušenie vytvárané digitálnou časťou systému. Aby sa zabránilo prechodu rušenia cez uzemňovacie obvody, digitálne a analógové uzemnenie sú vyrobené vo forme neprepojených vodičov spojených iba v jednom spoločnom bode. Na tento účel majú I/O moduly a priemyselné ovládače samostatné analógové uzemňovacie kolíky (A.GND) a digitálne (D.GND).

„Plávajúca“ zem

"Plávajúce" uzemnenie nastane, keď spoločný vodič malej časti systému nie je elektricky spojený s ochrannou uzemňovacou zbernicou (to znamená so zemou). Typickými príkladmi takýchto systémov sú prístroje na meranie batérií, automatizácia automobilov a palubné systémy lietadla alebo kozmickej lode. „Plávajúcu“ zem možno získať aj pomocou DC/DC alebo AC/DC meničov, ak v nich nie je uzemnená svorka sekundárneho zdroja. Toto riešenie umožňuje úplne eliminovať rušenie vedené cez spoločný uzemňovací vodič. Okrem toho prípustné napätie v bežnom režime môže dosiahnuť 300 voltov alebo viac, potlačenie prechodu šumu v bežnom režime na výstup systému je takmer 100 percent a vplyv kapacitného rušenia je znížený. Pri vysokých frekvenciách však prúdy cez kondenzátor k zemi výrazne znižujú posledné dve výhody.

Ak sa "plávajúca" zem získa pomocou galvanických izolačných zariadení na optočlenoch a DC/DC meničoch, potom je potrebné prijať špeciálne opatrenia, aby sa zabránilo akumulácii náboja v kapacite medzi Zemou a "plávajúcou" zemou, čo môže viesť k poruche optočlena (pozri časti "Galvanická izolácia" A "Statická elektrina"). Príklad vzniku „plávajúcej“ zeme je na obr. 3.

Legenda: AGND— analógové uzemnenie; DGND— digitálna zem; Údaje— informačný port modulu (vstup/výstup údajov); Dout— diskrétny výstup; Zliatina— ekvivalentná kapacita voči zemi; Netesnosti- unikajúci prúd; Vpit— svorka na pripojenie napájacieho zdroja.

Kolík AGND vstupného modulu termočlánku nie je pripojený k zemi. Konvenčne zobrazená medzera na obrázku modulu symbolizuje galvanickú izoláciu medzi jeho časťami. Analógová časť modulu má ekvivalentnú kapacitu voči zemi Alloy, ktorá zahŕňa kapacitu vstupných obvodov voči zemi, kapacitu vodičov vytlačená obvodová doska k zemi, priechodná kapacita DC/DC meniča a galvanické oddelenie optočlenov.

Hodnota tejto kapacity môže byť približne 100 pF alebo viac. Pretože vzduch a iné dielektrika, s ktorými je kapacita zliatiny v kontakte, majú nekonečnú elektrický odpor, potom sa kapacita môže pomaly, v priebehu niekoľkých minút alebo hodín, nabíjať zvodovým prúdom Únik na potenciál elektrifikovaných telies, vysokonapäťových napájacích zdrojov alebo potenciál spojený s atmosférickou elektrinou (pozri časti „Blesk a atmosférická elektrina“ a „statická elektrina“).

Potenciál na „plávajúcej“ zemi môže prekročiť prierazné napätie izolácie optočlena a poškodiť systém.

Ako ochranné opatrenie pri použití „plávajúcej“ zeme môžeme odporučiť spojenie „plávajúcej“ časti so zemou cez odpor v rozsahu od desiatok kiloohmov až po niekoľko megaohmov. Druhým spôsobom je využitie energie batérie a prenos informácií cez optický kábel.

Plávajúca zem sa častejšie používa v technikách merania malých signálov a menej často v systémoch priemyselnej automatizácie. .

Modely komponentov automatizačného systému

Pre ďalšiu analýzu a syntézu uzemňovacích systémov je potrebné reprezentovať štruktúru modulov systémov priemyselnej automatizácie. Toto znázornenie je dané modelmi typických analógových a diskrétnych vstupných a výstupných modulov uvedených na obr. 4, 5 a 6.

Na týchto obrázkoch sú použité nasledujúce symboly: AGND- analógové uzemnenie, DGND- digitálna zem, GND- uzemnenie napájania komunikačného portu, Údaje- informačný port modulu (vstup/výstup dát), Ain - analógový vstup, Dout- diskrétny výstup, Din- diskrétny vstup, Von- analógový výstup, Vpower - svorka na pripojenie napájania; medzera v obraze modulu znamená galvanickú izoláciu medzi "rozbitými" časťami. Moduly analógových vstupov a diskrétnych výstupov sú dostupné bez galvanického oddelenia (obr. 4 a - príklad modelu modulu CL8AI od NILAP), s izoláciou analógových vstupov a bez izolácie diskrétnych výstupov (obr. 4 b - príklad ADAM-4016 model modulu od Advantech) a s izoláciou analógových vstupov a diskrétnych výstupov súčasne (obr. 4 c - príklad modelu modulu NL8TI od NIL AP).

Podobne moduly s diskrétnymi alebo počítacími vstupmi a diskrétnymi výstupmi môžu byť bez galvanického oddelenia (obr. 5 a - príklad modelu modulu ADAM-4050 od firmy Advantech), so vstupnou izoláciou (obr. 5 b - príklad modelu modulu ADAM4052 z r. Advantech) a s izoláciou vstupov aj výstupov (obr. 5 c - príklad modelu modulu NL16DI od NIL AP).

Analógové výstupné moduly sa zvyčajne vyrábajú s galvanickým oddelením výstupov (obr. 6). Jeden I/O modul teda môže obsahovať až tri rôzne uzemňovacie kolíky.

V modeloch na obr. 4, 5 a 6 z dôvodu jednoduchosti neuvádzajú vstupné odpory, ktoré je niekedy potrebné brať do úvahy.

Galvanická izolácia

Galvanická izolácia obvodov je radikálnym riešením väčšiny problémov uzemnenia a jeho použitie sa stalo de facto štandardom v systémoch priemyselnej automatizácie.

Na dosiahnutie galvanického oddelenia (izolácie) je potrebné dodať energiu a preniesť signál do izolovanej časti obvodu.

Energia je dodávaná cez oddeľovací transformátor (v DC/DC alebo AC/DC meničoch) alebo pomocou autonómnych zdrojov energie (galvanické batérie a akumulátory). Prenos signálu sa uskutočňuje cez optočleny a transformátory, magneticky viazané prvky, kondenzátory alebo optické vlákno.

Na použitie galvanického oddelenia je automatizačný systém rozdelený na autonómne izolované subsystémy, medzi ktorými nie sú žiadne vodiče (galvanické spojenia). Každý subsystém má svoju vlastnú miestnu pôdu. Subsystémy sú uzemnené len na zaistenie elektrickej bezpečnosti a miestnej ochrany pred rušením.

Hlavnou nevýhodou galvanicky oddelených obvodov je zvýšená úroveň rušenia z DC/DC meniča, ktorý však pre nízkofrekvenčné obvody môže byť pomerne malý pomocou digitálneho a analógového filtrovania (pozri časť "Rušivé charakteristiky"). Pri vysokých frekvenciách sú kapacita subsystému voči zemi a kapacita medzi vinutiami transformátora faktormi, ktoré obmedzujú výhody galvanicky izolovaných systémov. Pozemnú kapacitu je možné znížiť použitím optický kábel a klesá geometrické rozmery galvanicky oddelený podsystém.

Častou chybou pri použití galvanicky oddelených obvodov je nesprávna interpretácia pojmu "izolačné napätie". Najmä ak je izolačné napätie vstupného modulu 3 kV, neznamená to, že jeho vstupy môžu byť v prevádzkových podmienkach vystavené takému vysokému napätiu.

Uvažujme o metódach opisu izolačných charakteristík. V zahraničnej literatúre sa na to používajú tri normy: UL 1577, VDE 0884 a IEC 61010-01, ale popisy zariadení na galvanické oddelenie nie vždy obsahujú odkazy na ne. Preto sa pojem „izolačné napätie“ v domácich popisoch zahraničných zariadení interpretuje nejednoznačne. Hlavný rozdiel je v tom, že v niektorých prípadoch hovoríme o napätí, ktoré je možné aplikovať na izoláciu neobmedzene (prevádzkové napätie izolácie), zatiaľ čo v iných prípadoch hovoríme o testovacom napätí (izolačné napätie), ktoré sa aplikuje na vzorku cez čas od 1 minúty do niekoľkých mikrosekúnd. Skúšobné napätie môže byť 10-krát vyššie ako prevádzkové napätie a je určené na zrýchlené skúšanie pri výrobe, keďže vplyv na izoláciu určený týmto napätím závisí aj od trvania skúšobného impulzu.

Tabuľka 1 je znázornený vzťah medzi prevádzkovým a skúšobným (skúšobným) izolačným napätím podľa normy IEC 61010-01. Ako je možné vidieť z tabuľky, pojmy ako prevádzkové napätie, konštanta, odmocnina alebo špičkové testovacie napätie sa môžu značne líšiť.

Elektrická pevnosť izolácie domácich automatizačných zariadení sa testuje podľa GOST 51350 alebo GOST R IEC 60950-2002, teda sínusovým napätím s frekvenciou 50 Hz po dobu 1 minúty pri napätí uvedenom v návode na obsluhu ako izolačné napätie. Napríklad pri skúšobnom napätí izolácie 2300 V je prevádzkové napätie izolácie iba 300 V (tabuľka 1).

Zdroje rušenia na pozemnej zbernici

Zdrojmi a príčinami rušenia môžu byť blesk, statická elektrina, elektromagnetické žiarenie, „hlučné“ zariadenia, 220 V napájací zdroj s frekvenciou 50 Hz, spínané záťaže siete, triboelektrina, galvanické páry, termoelektrický jav, elektrolytické procesy, pohyb vodičov v magnetickom poli a pod.

Štátne strediská normalizácie a certifikácie vo všetkých krajinách sveta nepovoľujú výrobu zariadení, ktoré sú zdrojom rušenia na neprijateľne vysokej úrovni.

Úroveň rušenia sa však nemôže rovnať nule. Okrem toho v praxi existuje pomerne veľa zdrojov rušenia spojených s poruchami alebo používaním necertifikovaného zariadenia.

V Rusku je štandardizovaná prípustná úroveň rušenia a odolnosť zariadení voči jeho účinkom GOST R 51318.14.1, GOST R 51318.14.2, GOST R 51317.3.2, GOST R 51317.3.3, GOST R 51317.4.2, GOST 51317.4.4, GOST R 51317.4.11, GOST 2 GOST 2, GOST R 5

Pri navrhovaní elektronických zariadení sa na zníženie úrovne rušenia používa základňa mikrovýkonových prvkov s minimálnou dostatočnou rýchlosťou a tiež sa cvičí znižovanie dĺžky vodičov a tienenia.

Charakteristiky rušenia

Hlavnou charakteristikou rušenia je závislosť hustoty spektrálneho výkonu rušenia od frekvencie.

Rušenie ovplyvňujúce systémy priemyselnej automatizácie, majú spektrum od nulovej frekvencie po niekoľko gigahertzov (obr. 7). Interferencia ležiaca v priepustnom pásme analógových obvodov má frekvencie až desiatky kilohertzov. Digitálne obvody sú vystavené rušeniu v šírke pásma až do stoviek megahertzov. Interferencia v rozsahu gigahertzov priamo neovplyvňuje automatizačné systémy, avšak po detekcii v nelineárnych prvkoch generujú nízkofrekvenčné rušenie, ktoré leží v hraniciach vnímaného spektra.

Signálne a uzemňovacie obvody automatizačných systémov obsahujú celý rozsah možného rušenia. Vplyv však má len rušenie, ktorého frekvencie ležia v šírke pásma automatizačných systémov. Stredná kvadratická hodnota napätia (alebo prúdu) rušenia E rušenia je určená šírkou jeho spektra:

kde: e2 (f) - spektrálna výkonová hustota rušenia, V2/Hz; fн a fв sú spodné a horné hranice interferenčného spektra. V konkrétnom prípade, keď e2 (f) slabo závisí od frekvencie, je vyššie uvedený vzťah zjednodušený:

Aby sa znížil vplyv rušenia na automatizačné systémy, je potrebné zúžiť šírku pásma (fв - fн) analógových vstupných a výstupných modulov. Napríklad, ak je časová konštanta snímača τ 0,3 s, čo približne zodpovedá šírke pásma signálu

potom obmedzenie šírky pásma vstupného modulu na 0,5 Hz zníži úroveň rušenia a tým zvýši presnosť meraní, zníži požiadavky na uzemnenie, tienenie a inštaláciu systému. Filter však vnáša do výsledkov merania dynamickú chybu v závislosti od frekvencie (spektra) vstupného signálu. Ako príklad na obr. Obrázok 8 ukazuje závislosť chyby merania modulov RealLab! Séria NL na frekvencii: s frekvenciou vstupného signálu 0,5 Hz (ako v uvažovanom príklade) je chyba spôsobená filtrom -0,05 %.

Najsilnejším rušením v automatizačných systémoch je frekvencia napájania 50 Hz. Na jej potlačenie sa preto používajú úzkopásmové filtre, presne ladené (pomocou kremeňa) na frekvenciu 50 Hz. Na obr. Obrázok 9 zobrazuje ako príklad amplitúdovo-frekvenčnú odozvu (AFC) digitálneho filtra používaného v analógových NL moduloch: filter je nakonfigurovaný tak, že tlmí rušenie s frekvenciou 50 Hz o 120 dB (6 rádov veľkosti ). Je potrebné poznamenať, že dynamická chyba je charakteristická pre všetky známe metódy na tlmenie rušenia normálneho typu, aj keď často nie je uvedená v charakteristikách analógových modulov, čo môže používateľa zavádzať.

Ak je zotrvačnosť snímačov alebo riadeného systému ešte väčšia (napr. keď je snímač v peci, čas na dosiahnutie prevádzkového režimu je niekoľko hodín), je možné výraznejšie znížiť požiadavky na úroveň rušenie zavedením postupu pre viacnásobné merania a dodatočného digitálneho filtrovania v riadiacom ovládači alebo počítači. Vo všeobecnosti platí, že čím dlhší je čas merania, tým presnejšie je možné rozlíšiť signál od šumu pozadia.

Treba poznamenať, že prítomnosť filtra nie vždy chráni pred rušením. Napríklad, ak je vysokofrekvenčné rušenie pred dosiahnutím vstupu vstupného modulu detegované alebo napravené nelineárnymi prvkami, potom sa od rušivého signálu oddelí konštantná alebo nízkofrekvenčná zložka, ktorú už nie je možné tlmiť filtrom vstupného modulu. . Nelineárnymi prvkami môžu byť napríklad kontakty z rôznych kovov, ochranné diódy, zenerove diódy a varistory.

Rušenie z napájacej siete

Napájacia sieť 220/380 V s frekvenciou 50 Hz a napájacie zdroje k nej pripojené sú zdrojom nasledovného rušenia:

pozadie s frekvenciou 50 Hz;
napäťové rázy z výboja blesku (obr. 10 a);
krátkodobé tlmené kmity pri spínaní indukčnej záťaže (obr. 10 b);
vysokofrekvenčný šum(napríklad rušenie z pracovnej rádiostanice), superponované na sínusoide 50 Hz (obr. 10 c);
infra-nízkofrekvenčný šum, prejavuje sa ako nestabilita v čase strednej kvadratickej hodnoty sieťového napätia (obr. 11);
dlhodobé skreslenie tvaru sínusoidy a harmonické, keď je jadro transformátora nasýtené a z iných dôvodov.

Príčinami a zdrojmi rušenia siete môžu byť údery blesku pri zásahu do elektrického vedenia, zapínanie alebo vypínanie elektrických spotrebičov, tyristorových regulátorov výkonu, relé, solenoidových ventilov, elektromotorov, elektrických zváracích zariadení atď.

Rušivý prúd preteká spoločným vodičom napájacieho zdroja a uzemňovacej elektródy (obr. 12), pričom na ich odpore vzniká úbytok šumového napätia, o ktorom budeme diskutovať v nasledujúcich častiach (na obr. 12 sú tieto časti obvodu zvýraznené hrubou čiarou). Rušivý prúd môže byť v skutočnosti uzavretý nie v rozvodni, ale cez vnútorný odpor iných elektrických spotrebičov pripojených k elektrickej sieti, ako aj cez kapacitu kábla.

Najvýznamnejším rušením prenikajúcim do uzemňovacej zbernice zo siete 220 V (50 Hz) sú kapacitné prúdy pretekajúce cez kapacitu medzi vinutím motora a jeho puzdrom, prúdy medzi sieťovým vinutím transformátora a jadrom a prúdy cez kondenzátory sieťového filtra.

Dráha interferenčného prúdu cez kapacitu medzi primárnym vinutím transformátora a jeho uzemneným jadrom Spar3 je znázornená na obr. 12. Tento prúd preteká aj spoločným vodičom napájacieho zdroja a uzemňovacej elektródy.

Prítomnosť kapacity vedie k tomu, že neuzemnené elektrické spotrebiče „šokujú“. Pri absencii uzemnenia sa potenciál kovového puzdra zariadení pripojených k 220 V sieti pohybuje od niekoľkých desiatok do 220 V v závislosti od zemného zvodového odporu. Preto musia byť kryty zariadení pripojených k sieti 220 V uzemnené.

Pri použití DC/DC a AC/DC meničov sa k zdroju šumu pridáva kapacitné a indukčné rušenie z vlastného generátora meniča. Preto je vo všeobecnosti úroveň šumu na spoločnom vodiči v DC/DC a AC/DC meničoch vyššia ako v zdrojoch s konvenčným výkonovým transformátorom, hoci priechodná kapacita Cpar1 v meničoch môže byť znížená na niekoľko pikofaradov v porovnaní na stovky pikofaradov pre konvenčný výkonový transformátor.transformátor.

Na zníženie prenikania rušenia do napájacích zdrojov sa používa samostatné tienenie primárneho a sekundárneho vinutia transformátora, ako aj oddelenie signálovej a rámcovej zeme (obr. 13).

Blesk a atmosférická elektrina

Blesk je jednou z častých príčin nechcených prepätí, prerušení a porúch v automatizačných systémoch. Náboj nahromadený v oblakoch má potenciál približne niekoľko miliónov voltov vzhľadom na povrch Zeme a je záporný. Trvanie výboja blesku je v priemere 0,2 s, zriedka do 1...1,5 s, trvanie nábežnej hrany impulzu je od 3 do 20 μs, prúd je niekoľko tisíc ampérov a dokonca až 100 kA (obr. 14), teplota v kanáli dosiahne 20 000°C, objaví sa silné magnetické pole a rádiové vlny. Blesky sa môžu tvoriť aj počas prachových búrok, fujavíc a sopečných erupcií. Frekvencia úderov blesku do budov s výškou 20 ma rozmermi 100x100 m v pôdoryse je 1 krát za 5 rokov a pre budovy s rozmermi asi 10x10 m - 1 zásah za 50 rokov (RD 34.21.122-87) .

Počet priamych bleskov do 540 m vysokej televíznej veže Ostankino je 30 úderov za rok. Na ochranu pred priamym úderom blesku sa používajú bleskozvody, ktoré pozostávajú z čapu (bleskovodu) umiestneného nad budovou, uzemňovacieho vodiča a zvodu, ktorý ich spája. Systém bleskozvodu poskytuje cestu s nízkou impedanciou pre bleskový prúd, ktorý prechádza do zeme a obchádza štruktúru budovy. Bleskozvod by mal byť umiestnený čo najďalej od budovy, aby sa znížil vplyv vzájomnej indukcie, a zároveň dostatočne blízko, aby bola budova chránená pred priamym úderom blesku. Pri budovách s veľkou plochou strechy sa bleskozvody inštalujú na strechu a spájajú navzájom a so zemnou elektródou oceľovými pásmi.

Uzemňovací vodič bleskozvodu je vyrobený oddelene od ochranného uzemnenia budovy, ale je s ním elektricky spojený za účelom vyrovnania potenciálov a eliminácie možných iskier (RD 34.21.122-87).

Bleskový prúd prechádzajúci zemou v nej vytvára úbytok napätia, ktorý môže poškodiť budiče rozhrania, ak nemajú galvanické oddelenie a nachádzajú sa v rôznych budovách (s rôznymi uzemňovacími vodičmi).

V elektrických vedeniach je výboj blesku prijímaný tieniacim drôtom, ktorý zvádza blesk do zeme cez uzemňovaciu elektródu. Tieniaci drôt je pretiahnutý cez fázové vodiče, ale na fázových vodičoch je indukovaný emf impulz v dôsledku javu elektromagnetickej indukcie. Tento impulz prechádza do trafostanice, kde je utlmený iskriskovými medzerami. Zvyškový impulz prechádza do spotrebiteľského vedenia (obr. 10 a) a cez výkonový transformátor do uzemňovacieho obvodu automatizačných systémov (obr. 12).

Automatizačné systémy sú ovplyvnené bleskom prostredníctvom elektromagnetického impulzu, ktorý môže poškodiť galvanické izolačné zariadenia a spáliť vodiče malého prierezu prúdom generovaným javom elektromagnetickej indukcie. Druhým prírodným javom spojeným s búrkami je atmosférická elektrina. Elektrický potenciál búrkového mraku počas dažďa môže byť desiatky miliónov a dokonca až 1 miliarda voltov. Keď sila elektrického poľa medzi mrakom a zemským povrchom dosiahne 500...1000 V/m, začína sa elektrický výboj z ostrých predmetov (stožiarov, potrubí, stromov a pod.).

Vysoká intenzita poľa spôsobená atmosférickou elektrinou môže indukovať náboje v "plávajúcich" obvodoch s vysokým izolačným odporom voči zemi niekoľko tisíc voltov a viesť k poruche optočlenov v moduloch galvanickej izolácie. Na ochranu pred atmosférickou elektrinou musia byť galvanicky izolované obvody, ktoré nemajú nízkoimpedančnú cestu k zemi, umiestnené v uzemnenom elektrostatickom štíte. Najmä atmosférická elektrina je jedným z dôvodov, prečo sú priemyselné siete položené s tienenými krútenými pármi káblov. Tienenie kábla musí byť uzemnené len v jednom bode (pozri podkapitolu "Uzemnenie signálneho kábla").

Treba si uvedomiť, že bleskozvody, ktoré slúžia na ochranu pred priamym úderom blesku, nedokážu výrazne znížiť intenzitu elektrického poľa atmosférických nábojov a v žiadnom prípade nechránia zariadenia pred silným elektromagnetickým impulzom počas búrky.

Statická elektrina

Na dielektrických materiáloch sa vyskytuje statická elektrina. Množstvo náboja závisí od rýchlosti pohybu trecích telies, ich materiálu a veľkosti kontaktnej plochy. Príklady trecích telies môžu byť:

remeňový pohon;
dopravný pás;
syntetické oblečenie a obuv na ľudskom tele;
prúdenie nevodivých pevných častíc (prach), plynu alebo vzduchu cez dýzu;
pohyb nevodivej kvapaliny plniacej nádrž;
pneumatiky auta, rolovanie po nevodivej ceste;
gumové valčeky pod stoličky, keď sa stoličky presúvajú po nevodivých podlahách.

Remeňový pohon pozostávajúci z dielektrického remeňa a dvoch kladiek je najbežnejším príkladom generátora statickej elektriny.

Potenciál statického náboja na páse môže dosiahnuť 60...100 kV a vzduchová medzera, ktorú treba preniknúť, je 9 cm.Preto sa vo výbušnom priemysle (výťahy, mlyny) používajú pásy s vodivými prísadami alebo pokovovaním. Na odstránenie nábojov z pásov a iných elektrifikovaných predmetov použite uzemnený, pružinový kovový hrebeň alebo kefu, ktorá sa dotýka pohyblivého povrchu.

Dopravné pásy sú elektrifikované horšie ako remeňový pohon kvôli nižšej rýchlosti pásu.

Druhý spôsob antistatická elektrina je inštalácia zvlhčovača v miestnosti na získanie vlhkosti nad 50%.

Na zníženie nábojov na ľudskom tele sa uzemňujú zápästia pracovníkov, používajú sa elektricky vodivé podlahy, elektricky vodivé oblečenie a zvlhčovanie vzduchu.

Výsledkom výskytu statických elektrických nábojov môže byť porucha vstupných stupňov meracích systémov, výskyt čiar na CRT monitoroch, prechod klopných obvodov do iného stavu, prúd chýb v digitálnych systémoch, porucha izolácia galvanicky oddelených obvodov s vysokou odolnosťou voči zemi a zapálenie výbušnej zmesi.

Na ochranu automatizačných systémov pred poruchami spôsobenými statickou elektrinou sa používajú elektrostatické štíty napojené na uzemnenie štítu, ako aj prevodníky rozhrania so statickou ochranou (napríklad prevodník rozhrania NL_232C má ochranu pred statickým nábojom s potenciálom až ±8 kV podľa normy IEC 1000 -4-2).

Vedené rušenie

Vodivý snímač- ide o rušenie, ktoré sa zo susedných elektrických obvodov prenáša nie elektromagnetickým poľom, ale prenosom elektrického prúdu po vodičoch spoločných pre oba obvody, hlavne cez spoločné časti uzemňovacích alebo silových obvodov. Zdrojom rušenia vedením sú zvyčajne generátory, vysokoprúdové obvody, digitálna časť analógovo-digitálneho obvodu, relé, DC/D a AC/DC meniče, krokové motory s pulzné napájanie, vysokovýkonné pece s PWM riadením, ako aj rušenie zo zdroja prúdiaceho cez spoločnú zemniacu sekciu a rušenie z konverznej frekvencie zdroja neprerušiteľného napájania (UPS).

Najčastejšou príčinou hluku z vedenia v systémoch priemyselnej automatizácie je nesprávne uzemnenie.

Pozrime sa na príklad (obr. 15). Napájací prúd pre digitálnu časť vstupného modulu I pom prechádza spoločným úsekom vodiča, ktorý má odpor Rtotal a vytvára na ňom šumový úbytok napätia Vpom. Ak je analógový vstup vstupného modulu nesprávne pripojený k zdroju signálu (na obr. 15a znázornená preškrtnutá čiara), na vstup modulu sa privedie súčet napätia meraného signálu a šumového napätia Ec + Vpom.

Pri korektnejšom pripojení vstupu „-“ modulu k zdroju signálu (na obr. 15 a znázornenom prerušovanou čiarou) je vstup modulu ovplyvnený rušením v bežnom režime Vpom, ktoré, ak je v bežnom režime koeficient potlačenia signálu je nedostatočný, môže spôsobiť chybu vo výsledku merania. Aby sa eliminovali oba zdroje chýb, spojenie medzi analógovou a digitálnou zemou musí byť vytvorené v jednom spoločnom bode (obr. 15 b). V tomto prípade pokles šumového napätia na uzemňovacom vodiči žiadnym spôsobom neovplyvňuje analógovú časť modulu.

Elektromagnetické rušenie

Elektromagnetické rušenie sa objavujú v dôsledku javu elektromagnetickej indukcie: vo vodivom obvode umiestnenom v elektromagnetickom poli sa objaví indukčné emf, ak je obvod otvorený, alebo indukovaný prúd, ak je obvod uzavretý. Zdrojmi elektromagnetických interferenčných polí môžu byť rádiový modem, rádiotelefón, rádiový zosilňovač, rádiostanica, mobilný vysielač na streche budovy, motor s iskriacimi kefami, elektrická zváračka, električka, žiarivky, tyristorový regulátor, počítač, televízne a rozhlasové stanice, mobilné telefóny, digitálna časť meracieho systému, relé regulátora, kozmické krátkovlnné žiarenie, úder blesku a pod.

Zdrojom elektromagnetického rušenia môže byť aj digitálny (diskrétny) subsystém automatizačného systému, napríklad počítač, relé, tyristory, výkonné výstupy diskrétnych modulov. Vysielače z optických vlákien sú tiež silnými zdrojmi elektromagnetického rušenia, pretože spotrebúvajú vysoký prúd a pracujú pri vysokých frekvenciách. Rušenie je emitované pomocou náhodných vodičov tvoriacich dipólovú alebo slučkovú anténu. Dipólová anténa je zdrojom prevažne elektrického poľa vo svojom okolí, zatiaľ čo slučková anténa je zdrojom magnetického poľa. Ďaleko od takýchto zdrojov nie je dominantné pole, existuje priečna elektromagnetická vlna. Skutočné systémy tvoria mnohé vyžarujúce antény pozostávajúce z vodičov, káblov a rôznych kovových povrchov.

Elektromagnetické rušenie sa indukuje na všetkých vodivých predmetoch, ktoré v tomto prípade zohrávajú úlohu antén. Sila indukovaného rušenia závisí od oblasti obvodu pokrytého vodičom alebo od dĺžky drôtu. Šum indukovaný v takejto anténe môže byť vodivo prenášaný do signálových alebo uzemňovacích obvodov, čo spôsobuje tok chýb v digitálnych obvodoch alebo chyby prenosu signálu v analógových obvodoch.

Najbežnejšími prijímačmi elektromagnetického rušenia sú dlhé vodiče: uzemňovacie obvody, priemyselné siete (poľné zbernice), káble spájajúce senzory a analógové vstupné moduly, káble informačnej komunikácie. Prečítajte si viac o ochrane káblov automatizačného systému pred elektromagnetickým rušením. Kovové konštrukcie v budovách sú „maskované“ prijímače elektromagnetického rušenia: kovové regály, okná s kovovým rámom, vodovodné a vykurovacie potrubia objektu, ochranné slučkové uzemnenie objektu a pod.

Hlavnými metódami boja proti elektromagnetickému rušeniu sú zmenšenie oblasti obvodu prijímajúceho rušenie a použitie metódy diferenciálneho prenosu signálu v kombinácii s krútenými pármi vodičov.

Avšak aj v obvode s malou plochou môže dôjsť k veľkému rušeniu, ak sa počas inštalácie vyskytne chyba, ako je znázornené na obr. 16: rušivý prúd sa indukuje v kovovom ráme stojana (stôl) Ipom zo zdroja I1, ktorý ďalej indukuje napätie Vpom v druhom závite drôtu, to znamená, že rušivý signál je transformovaný cez skratovaný závit vytvorený rámom stojana.

Metódy uzemnenia

Techniky uzemnenia v systémoch priemyselnej automatizácie sa značne líšia medzi galvanicky spojenými a galvanicky izolovanými obvodmi.

Väčšina metód opísaných v literatúre sa vzťahuje na galvanicky viazané obvody, ktorých podiel sa v poslednom čase výrazne znížil v dôsledku prudkého poklesu cien DC/DC meničov.

Uzemnenie galvanicky prepojených obvodov

Príkladom galvanicky viazaného obvodu je spojenie zdroja a prijímača štandardného signálu 0...5 V (obr. 17, 18).

Pre vysvetlenie, ako správne vykonať uzemnenie, zvážte možnosť nesprávnej (obr. 17) a správnej (obr. 18) inštalácie.

Na obr. 17. Urobili sa tieto chyby:

Prúd vysokej záťaže (jednosmerný motor) tečie na rovnakej uzemňovacej zbernici ako signál a vytvára pokles napätia VEarth;
bolo použité unipolárne zapojenie prijímača signálu, nie diferenciálne;
je použitý vstupný modul bez galvanického oddelenia digitálnej a analógovej časti, takže napájací prúd digitálnej časti, ktorý obsahuje šum, prechádza výstupom AGND a vytvára dodatočný pokles rušivého napätia na odpore R1.

Uvedené chyby vedú k tomu, že napätie na vstupe prijímača Vin rovná súčtu napätia signálu Vout a interferenčné napätie VEarth = R1 (Ipit + IM)

Na odstránenie tejto nevýhody je možné ako uzemňovací vodič použiť medenú zbernicu s veľkým prierezom, ale je lepšie vykonať uzemnenie, ako je znázornené na obr. 18:

menovite:

pripojte všetky uzemňovacie obvody v jednom bode (v tomto prípade rušivý prúd IМ R1);
pripojte uzemňovací vodič prijímača signálu k rovnakému spoločnému bodu (v tomto prípade k prúdu Ipit už nepreteká cez odpor R1 a pokles napätia na odpore vodiča R2 nepridáva k výstupnému napätiu zdroja signálu Vout).

Všeobecným pravidlom pre oslabenie spojenia cez spoločný uzemňovací vodič je rozdelenie pozemkov na analógový, digitálny, napájací A ochranný nasleduje ich spojenie len v jednom bode.

Pri oddelení uzemnenia galvanicky spojených obvodov sa používa všeobecný princíp: Uzemňovacie obvody s vysokou hladinou hluku by mali byť vyrobené oddelene od obvodov s nízkou hladinou hluku a mali by byť pripojené iba v jednom spoločnom bode.

Môže existovať niekoľko uzemňovacích bodov, ak topológia takéhoto obvodu nevedie k výskytu častí „špinavého“ uzemnenia v obvode, ktorý zahŕňa zdroj signálu a prijímač, a tiež ak sa nevytvoria uzavreté obvody, ktoré prijímajú elektromagnetické rušenie. uzemňovací obvod.

Nevýhodou spôsobu oddeľovania uzemňovacích vodičov je nízka účinnosť pri vysokých frekvenciách, kedy veľkú úlohu zohráva vzájomná indukčnosť medzi susednými uzemňovacími vodičmi, čím sa len nahrádzajú galvanické spojenia indukčnými bez vyriešenia problému ako celku.

Väčšie dĺžky vodičov tiež vedú k zvýšenému odporu uzemnenia, čo je dôležité pri vysokých frekvenciách.

Preto sa pri frekvenciách do 1 MHz používa uzemnenie v jednom bode, nad 10 MHz je lepšie uzemniť vo viacerých bodoch a v strednom rozsahu od 1 do 10 MHz treba použiť jednobodový obvod, ak najdlhší vodič v uzemňovací obvod je menší ako 1/20 vlnovej dĺžky rušenia.

V opačnom prípade sa používa viacbodový obvod. Jednobodové uzemnenie sa často používa vo vojenských a vesmírnych aplikáciách.

Uzemnenie galvanicky oddelených obvodov

Radikálnym riešením opísaných problémov (obr. 17 a 18) je použitie galvanického oddelenia s oddeleným uzemnením digitálnej, analógovej a výkonovej časti systému (obr. 19).

Výkonová časť je zvyčajne uzemnená cez ochrannú uzemňovaciu zbernicu. Použitie galvanického oddelenia umožňuje oddeliť analógové a digitálne uzemnenie, čo zase eliminuje tok rušivých prúdov z napájacieho a digitálneho uzemnenia cez analógovú zem.

Analógovú zem je možné pripojiť k bezpečnostnej zemi cez odpor RAGND(ďalšie podrobnosti nájdete v častiach „Plávajúca zem“ a „Galvanická izolácia“).

Tienenie uzemňovacích signálnych káblov

V práci je podrobne popísaná problematika prenosu signálu káblom. Tu budeme brať do úvahy iba uzemnenie pri prenose signálu cez krútený tienený pár, pretože tento prípad je najtypickejší pre systémy priemyselnej automatizácie.

Keďže dĺžka signálneho kábla je zvyčajne desiatky a stovky metrov, musí byť chránený pred striedavými magnetickými poľami (pomocou krútenej dvojlinky), elektrostatickým nábojom a kapacitným rušením (tienením).

Ak frekvencia rušenia nepresahuje 1 MHz, potom musí byť kábel na jednej strane uzemnený. Ak je uzemnený z oboch strán (obr. 20), vznikne uzavretý obvod, ktorý bude pôsobiť ako anténa prijímajúca elektromagnetické rušenie (na obr. 20 je dráha rušivého prúdu znázornená prerušovanou čiarou).

Rušivý prúd prechádzajúci cez tienenie kábla vyvolá rušenie na centrálnych žilách kábla prostredníctvom vzájomnej indukčnosti.

Ak sú uzemňovacie body koncov káblov oddelené značnou vzdialenosťou, môže medzi nimi existovať potenciálny rozdiel spôsobený bludnými prúdmi v zemi alebo šumom v uzemňovacej zbernici.

Bludné prúdy sú indukované elektrifikovanou dopravou (električky, metro a železničné vlaky), zváracími agregátmi, elektrochemickými ochrannými zariadeniami, prírodnými elektrickými poľami spôsobenými filtráciou vody v horninách, difúziou vodných roztokov atď.

Opletenie kábla musí byť uzemnené na strane zdroja signálu. Ak sa uzemnenie vykoná zo strany prijímača, potom bude interferenčný prúd prúdiť pozdĺž cesty znázornenej na obr. 21 s prerušovanou čiarou, to znamená cez kapacitu medzi žilami kábla, čím sa na ňom a následne medzi diferenciálnymi vstupmi vytvorí rušivé napätie.

Preto musí byť opletenie uzemnené zo strany zdroja signálu (obr. 22), v tomto prípade neexistuje žiadna cesta pre prechod rušivého prúdu.

Ak zdroj signálu nie je uzemnený (napríklad termočlánok), potom môže byť obrazovka uzemnená z ktorejkoľvek strany, pretože v tomto prípade sa nevytvorí uzavretá slučka pre rušivý prúd.

Navyše pri dĺžke kábla porovnateľnej s vlnovou dĺžkou rušenia (vlnová dĺžka rušenia pri frekvencii 1 MHz je 300 m, pri frekvencii 10 MHz - 30 m) sa zvyšuje odpor opletenia (pozri časť „Uzemnenie model“), čo prudko zvyšuje rušivé napätie na opletení.

Preto pri vysokých frekvenciách musí byť opletenie kábla uzemnené nielen na oboch stranách, ale aj vo viacerých bodoch medzi nimi (obr. 23).

Tieto body sa vyberajú vo vzájomnej vzdialenosti 1/10 vlnovej dĺžky interferencie. V tomto prípade bude časť prúdu pretekať cez opletenie kábla IEarth, prenášajúce rušenie na centrálne jadro prostredníctvom vzájomnej indukčnosti.

Kapacitný prúd bude tiecť aj pozdĺž cesty znázornenej na obr. 21, bude však vysokofrekvenčná zložka rušenia zoslabená. Voľba počtu uzemňovacích bodov kábla závisí od rozdielu rušivých napätí na koncoch tienenia, frekvencie rušenia, požiadaviek na ochranu pred úderom blesku, prípadne veľkosti prúdov pretekajúcich tienením, ak je uzemnený.

Ako prechodnú možnosť môžete použiť druhé uzemnenie obrazovky cez kapacitu(obr. 22). V tomto prípade sa pri vysokej frekvencii obrazovka ukáže ako uzemnená na oboch stranách, pri nízkej frekvencii - na jednej strane. To má zmysel v prípade, keď frekvencia rušenia presahuje 1 MHz a dĺžka kábla je 10...20 krát menšia ako vlnová dĺžka rušenia, teda keď nie je potrebné uzemňovať v niekoľkých medziľahlých bodoch.

Veľkosť kapacity možno vypočítať pomocou vzorca Mikrovlnná rúra = 1/(2 π ƒ Xс), Kde ƒ horná frekvencia hranice interferenčného spektra, Xc- kapacita uzemňovacieho kondenzátora (zlomky ohmu). Napríklad pri frekvencii 1 MHz má kondenzátor s kapacitou 0,1 μF odpor 1,6 ohmov.

Kondenzátor musí byť vysokofrekvenčný, s nízkou vlastnou indukčnosťou. Pre kvalitné tienenie v širokom rozsahu frekvencií sa používa dvojité tienenie (obr. 24).

Vnútorná obrazovka je uzemnená na jednej strane - zo strany zdroja signálu, aby sa zabránilo prechodu kapacitného šumu po dráhe znázornenej na obr. 21 a externá obrazovka znižuje vysokofrekvenčné rušenie.

Vo všetkých prípadoch musí byť obrazovka izolovaná, aby sa zabránilo náhodnému kontaktu s ňou kovové predmety a zem.

Všimnite si, že frekvencia rušenia je frekvencia, ktorú môžu vnímať citlivé vstupy zariadení automatizačného systému. Najmä ak je na vstupe analógového modulu filter, potom maximálna frekvencia rušenia, ktorá sa musí brať do úvahy pri tienení a uzemnení, je určená hornou medznou frekvenciou priepustného pásma filtra.

Keďže aj pri správnom uzemnení, ale dlhom kábli, rušenie stále prechádza cez obrazovku, na prenos signálu na veľkú vzdialenosť alebo so zvýšenými požiadavkami na presnosť merania je potrebné prenášať signál v digitálnej forme alebo ešte lepšie cez optický kábel. Na to môžete použiť napríklad analógové vstupné moduly RealLab! Séria NL resp ADAM-4000 a prevodníky rozhrania z optických vlákien RS-485, napríklad typ SN-OFC-ST62.5/125 od NIL AP resp ADAM-4541/4542+ spoločnosti Advantech.

Uzemnenie káblových tienenia automatizačných systémov v elektrických rozvodniach

Na ochranu pred elektromagnetickými poľami s frekvenciou 50 Hz je tienenie kábla tiež uzemnené z oboch strán. Je to opodstatnené v prípadoch, keď je známe, že elektromagnetické rušenie s frekvenciou 50 Hz je väčšie ako rušenie spôsobené tokom vyrovnávacieho prúdu opletením.

Tienenie uzemňovacích káblov na ochranu pred bleskom

Na ochranu pred magnetickým poľom blesku je potrebné položiť signálne káble automatizačných systémov bežiacich na otvorenom priestranstve kovové rúry vyrobené z feromagnetického materiálu, ako je oceľ. Rúry fungujú ako magnetický štít. Nehrdzavejúca oceľ sa nedá použiť, pretože tento materiál nie je feromagnetický. Rúry sa ukladajú pod zem a pri umiestnení nad zemou musia byť uzemnené približne každé 3 metre. Kábel musí byť tienený a tienenie musí byť uzemnené. Uzemnenie obrazovky musí byť vykonané veľmi efektívne s minimálnym odporom voči zemi.

Vo vnútri budovy je magnetické pole oslabené, ak je budova železobetónová, a nie je oslabená, ak je tehlová. Radikálnym riešením problémov ochrany pred bleskom je použitie optického kábla, ktorý je už pomerne lacný a ľahko sa pripája na rozhranie RS.485.

Uzemnenie pre diferenčné merania

Na odvod náboja a prúdu do zeme potenciálne vstupy analógových vstupných modulov zvyčajne obsahujú odpory s odporom 1 až 20 MOhm, ktoré spájajú analógové vstupy so zemou. Ak je však vysoká miera rušenia alebo vysoká impedancia zdroja signálu, aj odpor 20 MOhm môže byť nedostatočný a vtedy je potrebné dodatočne použiť externé odpory s menovitou hodnotou desiatok kOhm až 1 MOhm resp. kondenzátory s rovnakým odporom pri interferenčnej frekvencii (obr. 25).

Inteligentné uzemňovacie senzory

V poslednej dobe sa rozšírili a vyvinuli takzvané inteligentné snímače obsahujúce mikrokontrolér na linearizáciu konverzných charakteristík snímača. Inteligentné senzory poskytujú signál v digitálnej alebo analógovej forme.

Vzhľadom na to, že digitálna časť snímača je kombinovaná s analógovou časťou, pri nesprávnom uzemnení má výstupný signál zvýšenú hladinu šumu.

Niektoré snímače, napríklad od Honeywell, majú DAC s prúdovým výstupom, a preto vyžadujú pripojenie externého zaťažovacieho odporu rádovo 20 kOhm, takže užitočný signál v nich je získavaný vo forme napätia, ktoré klesá na zaťažovací odpor, keď výstupný prúd snímača preteká.

Pozrime sa na príklad (obr. 26).

Napätie záťaže je: Vload = Vout - Iload R1+ I2 R2,

to znamená, že závisí od prúdu I2, ktorý zahŕňa digitálny zemný prúd. Digitálny zemný prúd obsahuje šum a podľa vyššie uvedeného vzorca ovplyvňuje napätie na záťaži. Aby sa tento efekt eliminoval, musia byť uzemňovacie obvody vykonané tak, ako je znázornené na obr. 27. Tu digitálny zemný prúd nepreteká cez odpor R21 a preto nevnáša šum do signálového napätia pri záťaži.

Uzemnenie skríň so zariadením automatizačného systému

Inštalácia skriniek so zariadením musí brať do úvahy všetky predtým uvedené informácie. Nie je však možné vopred povedať, ktoré požiadavky sú povinné a ktoré nie, keďže súbor povinných požiadaviek závisí od požadovanej presnosti merania a okolitého elektromagnetického prostredia.

Na obr. 28 ukazuje príklad, v ktorom každý rozdiel od obr. 29 zvyšuje pravdepodobnosť porúch digitálnej časti a zhoršuje chybu analógovej časti.

Na obr. 28 sú vytvorené nasledujúce „nesprávne“ pripojenia:

skrine sú uzemnené v rôznych bodoch, takže ich zemné potenciály sú rôzne (obr. 17 a 18);
skrine sú navzájom prepojené, čím sa v uzemňovacom obvode vytvorí uzavretá slučka (pozri obr. 16, ako aj časti „Ochranné uzemnenie budov“, „Uzemňovacie vodiče“ a „Elektromagnetické rušenie“);
analógové a digitálne uzemňovacie vodiče v ľavej skrini zapnuté veľký pozemok bežať paralelne, takže na analógovej zemi sa môže objaviť indukčné a kapacitné rušenie z digitálnej zeme;
záver GND Napájací zdroj je pripojený k telu skrine v najbližšom bode a nie na uzemňovacej svorke, takže cez telo skrine preteká rušivý prúd prenikajúci cez napájací transformátor (obr. 12 a 13);
jeden napájací zdroj sa používa pre dve skrine, čo zvyšuje dĺžku a indukčnosť uzemňovacieho vodiča;
V pravej skrini nie sú uzemňovacie vodiče pripojené na uzemňovaciu svorku, ale priamo na telo skrine. V tomto prípade sa telo skrine stáva zdrojom indukčného snímania na všetkých drôtoch, ktoré vedú pozdĺž jeho stien;
v pravej skrini v strednom rade sú analógové a digitálne uzemnenia pripojené priamo na výstupe blokov, čo je nesprávne (obr. 17, 18, 19)

Uvedené nedostatky sú odstránené na obr. 29.

Ďalším vylepšením zapojenia v tomto príklade by bolo použitie samostatného uzemňovacieho vodiča pre najcitlivejšie analógové vstupné moduly.

V rámci skrinky (rack) je vhodné zoskupiť analógové moduly oddelene a digitálne moduly oddelene, aby sa pri ukladaní vodičov do káblového kanála zmenšila dĺžka paralelných priechodov digitálnych a analógových uzemňovacích obvodov.

Uzemnenie v distribuovaných riadiacich systémoch

V riadiacich systémoch rozmiestnených na určitom území s charakteristickými rozmermi desiatok a stoviek metrov nie je možné použiť vstupné moduly bez galvanického oddelenia. Iba galvanické oddelenie umožňuje pripojenie obvodov uzemnených v bodoch s rôznym potenciálom.

Káble vedúce cez otvorené priestranstvá musia byť chránené pred magnetickými impulzmi, ktoré sa vyskytujú počas búrky (pozri časti „Blesk a atmosférická elektrina“, „Uzemňovacie káble na ochranu pred bleskom“) a pred magnetickými poľami, ktoré sa objavujú pri spínaní silných záťaží (pozri časť „Uzemnenie káblových tienenia automatizačných systémov v elektrických rozvodniach“). Osobitná pozornosť by sa mala venovať uzemneniu tienenia kábla (pozri časť „Uzemnenie tienenia signálneho kábla“).

Radikálnym riešením pre geograficky distribuovaný riadiaci systém je prenos informácií cez optické vlákno alebo rádiový kanál.

Dobré výsledky možno dosiahnuť zrušením prenosu informácií pomocou analógových štandardov v prospech digitálnych. K tomu môžete použiť príslušné moduly pre budovanie distribuovaných riadiacich systémov, napríklad radu ADAM-4000 alebo NL. Podstatou tohto prístupu je, že vstupný modul je umiestnený v blízkosti snímača, čím sa skráti dĺžka vodičov s analógovými signálmi a signál sa prenáša do PLC cez digitálny kanál.

Variantom tohto prístupu je použitie senzorov so vstavanými ADC a digitálnym rozhraním. Podobné snímače sú dnes medzi výrobkami mnohých spoločností, napríklad Pepperl+Fuchs, Siemens, Omron atď.; Takéto snímače sa vyrábajú z už spomínaného radu NL, napríklad snímač vlhkosti NL-1DT100.

Meracie obvody citlivé na uzemnenie

Pre meracie obvody s vysokou citlivosťou v slabom elektromagnetickom prostredí sa najlepšie výsledky dosiahnu použitím „plávajúceho“ uzemnenia (pozri časť „Plávajúce uzemnenie“) spolu s napájaním z batérie a prenosom informácií cez optické vlákno.

Uzemnenie výkonných zariadení a pohonov automatizovaných systémov riadenia procesov

Tienenie kábla musí byť na jednej strane uzemnené.

Obvody pripojenia snímačov takýchto systémov by mali byť umiestnené v samostatnej clone a ak je to možné, priestorovo vzdialené od akčných členov.

Uzemnenie v priemyselných sieťach

Priemyselná sieť založená na rozhraní RS-485 vykonávané tienené krútená dvojlinka s povinným používaním galvanické izolačné moduly(obr. 30).

Na krátke vzdialenosti (asi 10 m) bez prítomnosti blízkych zdrojov rušenia možno obrazovku vynechať. Pri veľkých vzdialenostiach (norma povoľuje dĺžku kábla do 1,2 km) môže rozdiel zemného potenciálu v bodoch vzdialených od seba dosahovať niekoľko jednotiek a dokonca aj desiatky voltov (pozri časť „Tieniaky uzemňovacích signálnych káblov“).

Preto, aby sa zabránilo prúdeniu prúdu cez tienenie na vyrovnanie týchto potenciálov, musí byť tienenie kábla uzemnené iba v jednom bode (nezáleží na tom, v ktorom). Tým sa tiež zabráni vzniku uzavretej slučky veľkej oblasti v uzemňovacom obvode, v ktorej môže byť v dôsledku elektromagnetickej indukcie indukovaný veľký prúd pri úderoch blesku alebo spínaní silných záťaží.

Prúd vzájomnou indukčnosťou indukuje emf na centrálnom páre vodičov, ktorý môže poškodiť mikroobvody ovládača portu.

Pri použití netieneného kábla sa na ňom môže vplyvom atmosférickej elektriny indukovať veľký statický náboj (niekoľko kilovoltov), ktorý môže poškodiť galvanické izolačné prvky. Aby sa predišlo tomuto efektu, izolovaná časť galvanického izolačného zariadenia by mala byť uzemnená cez odpor, napríklad 0,1...1 MOhm.

Odpor znázornený na obr. 30 s prerušovanou čiarou, tiež znižuje pravdepodobnosť poruchy v prípade porúch uzemnenia alebo vysokého galvanického izolačného odporu v prípade použitia tieneného kábla.

Popísané efekty sú výrazné najmä v ethernetových sieťach s koaxiálnym káblom, kedy pri uzemnení vo viacerých bodoch (alebo bez uzemnenia) počas búrky zlyhá niekoľko ethernetových sieťových kariet naraz.

V ethernetových sieťach s nízkou šírkou pásma (10 Mbps) by sa uzemnenie štítu malo vykonávať iba v jednom bode. V prípade Fast Ethernet (100 Mbit/s) a Gigabit Ethernet (1 Gbit/s) by sa uzemnenie tienenia malo vykonať v niekoľkých bodoch podľa odporúčaní v časti „Tieniace káblov uzemňovacieho signálu“.

Pravidlá uvedené v tejto časti musíte dodržiavať aj pri ukladaní káblov na otvorených priestranstvách.

Uzemnenie vo výbušných priemyselných priestoroch

Vo výbušných priemyselných zariadeniach pri inštalácii uzemnenia lankovým drôtom nie je povolené použitie spájkovania na spájkovanie jadier, pretože v dôsledku studeného toku spájky môže dôjsť k oslabeniu kontaktných tlakových bodov v skrutkových svorkách.

Tienenie kábla rozhrania RS-485 uzemnené v jednom bode mimo nebezpečnej oblasti. V nebezpečnej oblasti musí byť chránený pred náhodným kontaktom s uzemnenými vodičmi. Iskrovo bezpečné obvody by nemal byť uzemnený, pokiaľ to nevyžadujú prevádzkové podmienky elektrického zariadenia ( GOST R 51330.10, str. 6.3.5.2).

Iskrovo bezpečné obvody musia byť namontované tak, aby rušenie vonkajšími elektromagnetickými poľami (napríklad zo strešného rádiového vysielača, nadzemného elektrického vedenia alebo blízkych vysokovýkonných káblov) nevytváralo nebezpečné napätie alebo prúd v iskrovo bezpečných obvodoch.

Dá sa to dosiahnuť tienením alebo odstránením iskrovo bezpečných obvodov od zdroja elektromagnetického rušenia.

Uzemnené kovové konštrukcie by nemali mať medzi sebou prerušenia alebo slabé kontakty, ktoré môžu počas búrky alebo pri prepínaní výkonných zariadení iskriť.

V priemyselných zariadeniach s nebezpečenstvom výbuchu sa používajú elektrické rozvodné siete s izolovaným neutrálom, aby sa eliminovala možnosť vzniku iskry v prípade fázového skratu na zem a vypnutia ochranných poistiek v prípade poškodenia izolácie.

Na ochranu pred statická elektrina použite uzemnenie opísané v príslušnej časti. Statická elektrina môže spôsobiť vznietenie výbušnej zmesi. Napríklad pri kapacite ľudského tela 100...400 pF a nabíjacom potenciáli 1 kV bude energia iskrového výboja z ľudského tela 50...200 μJ, čo môže stačiť na zapálenie výbušniny. zmes skupiny IIC (60 μJ).

Overenie uzemnenia

Na detekciu problémov s uzemnením sa používajú plávajúce (batériou) napájané osciloskopy a rekordéry.

Rekordéry pomáhajú nájsť zlé („šušťanie“) kontakty v uzemňovacích a napájacích obvodoch zariadení, ktoré sa zriedka vyskytujú v automatizačných systémoch. Na tento účel sa pomocou viackanálového počítačového záznamníka monitoruje požadovaný parameter, napätie v nízkonapäťovom napájacom obvode, v napájacej sieti 220 V a rozdiel napätia medzi niekoľkými bodmi uzemňovacieho systému. Nepretržité zaznamenávanie procesných parametrov a napätí vám umožňuje stanoviť príčinnú súvislosť medzi poruchami procesných parametrov a napäťovými rázmi v silových a uzemňovacích obvodoch.

Osciloskopy s „plávajúcim“ výkonom umožňujú sledovať veľkosť a frekvenciu rušenia na uzemňovacích svorkách v inštalačných skriniach automatizačných systémov, vyhodnocovať úroveň a nájsť zdroj magnetického poľa rušenia pomocou antény s niekoľkými závitmi drôtu. pripojený k osciloskopu.

Viktor Denisenko, pracovník Výskumného laboratória AP Článok bol publikovaný v časopise STA č. 2 za rok 2006

Dnes si povieme o uzemnení v trafostaniciach a priemyselných, ktorých hlavnými cieľmi sú obslužný personál a stabilná prevádzka. Mnoho ľudí zle chápe tému uzemnenia priemyselné systémy a jeho nesprávne pripojenie vedie k zlým následkom, nehodám a dokonca aj nákladným prestojom v dôsledku porúch a porúch. Interferencia je náhodná veličina, ktorú je veľmi ťažké odhaliť bez špeciálneho vybavenia.

Zdroje rušenia na pozemnej zbernici

Zdrojmi a príčinami rušenia môžu byť blesky, statická elektrina, elektromagnetické žiarenie, „hlučné“ zariadenia, napájací zdroj 220 V s frekvenciou 50 Hz, spínané záťaže siete, triboelektrina, galvanické páry, termoelektrický jav, elektrolyt, pohyb vodiča v magnetické pole atď. V priemysle je veľa rušení spojených s poruchami alebo používaním necertifikovaných zariadení. V Rusku je rušenie regulované normami - R 51318.14.1, GOST R 51318.14.2, GOST R 51317.3.2, GOST R 51317.3.3, GOST R 51317.4.2, 51317.4.4, GOST R 51317, GOST 4. GOST 4. R 51522, GOST R 50648. Pre dizajn priemyselné zariadenia Aby znížili úroveň rušenia, používajú základňu prvkov s nízkym výkonom s minimálnou rýchlosťou a snažia sa znížiť dĺžku vodičov a tienenia.

Základné definície na tému "Všeobecné uzemnenie"

Ochranné uzemnenie- spojenie vodivých častí zariadenia so zemou cez uzemňovacie zariadenie za účelom ochrany osôb pred úrazom elektrickým prúdom.
Uzemňovacie zariadenie- súbor uzemňovacích vodičov (to znamená vodič v kontakte so zemou) a uzemňovacích vodičov.
Spoločný vodič je vodič v systéme, voči ktorému sa merajú potenciály, napríklad spoločný vodič napájacej jednotky a zariadenia.
Signal Ground- spojenie so zemou spoločného vodiča obvodov prenosu signálu.
Signálna zem je rozdelená na digitálny pozemok a analógový. Zem analógového signálu sa niekedy delí na zem analógového vstupu a zem analógového výstupu.
Silová pôda- spoločný vodič v systéme spojený s ochrannou zemou, ktorým preteká veľký prúd.
Pevne uzemnený neutrál b - neutrál transformátora alebo generátora pripojený k uzemňovacej elektróde priamo alebo cez nízky odpor.
Neutrálny vodič- drôt pripojený k pevne uzemnenému neutrálu.
Izolovaný Neutrálny b - neutrál transformátora alebo generátora, ktorý nie je pripojený k uzemňovaciemu zariadeniu.
Nulovanie- pripojenie zariadenia k pevne uzemnenému neutrálu transformátora alebo generátora v sieťach trojfázových prúdov alebo k pevne uzemnenej svorke zdroja jednofázového prúdu.

Uzemnenie automatizovaných systémov riadenia procesov sa zvyčajne delí na:

Ochranné uzemnenie.
Funkčné uzemnenie alebo FE.

Účely uzemnenia

Ochranné uzemnenie je nevyhnutné na ochranu osôb pred úrazom elektrickým prúdom pre zariadenia s napájacím napätím 42 VAC alebo 110 VDC, s výnimkou nebezpečných priestorov. Zároveň však ochranné uzemnenie často vedie k zvýšeniu úrovne rušenia v systéme riadenia procesu.

Elektrické siete s izolovaným neutrálom sa používajú, aby sa predišlo prerušeniu napájania spotrebiteľa v prípade jedinej poruchy izolácie, pretože ak sa izolácia rozpadne na zem v sieťach s pevne uzemneným neutrálom, spustí sa ochrana a sieť sa vypne. prerušený.
Signálna zem slúži na zjednodušenie elektrického obvodu a zníženie nákladov na priemyselné zariadenia a systémy.

V závislosti od účelu použitia možno signálne uzemnenia rozdeliť na základné a tienené. Základná zem sa používa na snímanie a prenos signálu v elektronickom obvode a uzemnenie štítu sa používa na uzemnenie štítov. Uzemnenie tienenia sa používa na uzemnenie káblových tienenia, tieniacich zariadení, krytov zariadení, ako aj na odstraňovanie statického náboja z trecích častí dopravných pásov a elektrických hnacích remeňov.

Typy uzemnenia

Jedným zo spôsobov, ako znížiť škodlivý vplyv uzemňovacích obvodov na automatizačné systémy, je oddelenie uzemňovacích systémov pre zariadenia, ktoré majú rôznu citlivosť na rušenie alebo sú zdrojmi rušenia rôznych výkonov. Samostatná konštrukcia uzemňovacích vodičov umožňuje ich pripojenie k ochrannej zemi v jednom bode. V tomto prípade rôzne zemné systémy predstavujú lúče hviezdy, ktorej stredom je kontakt s ochrannou uzemňovacou zbernicou budovy. Vďaka tejto topológii nepreteká špinavé zemné rušenie cez čisté uzemňovacie vodiče. Hoci sú teda uzemňovacie systémy oddelené a majú rôzne názvy, v konečnom dôsledku sú všetky spojené so Zemou prostredníctvom ochranného uzemňovacieho systému. Jedinou výnimkou je „plávajúca“ pôda.

Silové uzemnenie

Automatizačné systémy môžu využívať elektromagnetické relé, mikrovýkonové servomotory, solenoidové ventily a ďalšie zariadenia, ktorých prúdový odber výrazne prevyšuje prúdový odber I/O modulov a ovládačov. Výkonové obvody takýchto zariadení sú vyrobené so samostatným párom krútených vodičov (na zníženie vyžarovaného rušenia), z ktorých jeden je pripojený k ochrannej uzemňovacej zbernici. Spoločným vodičom takéhoto systému (zvyčajne vodičom pripojeným k zápornej svorke napájacieho zdroja) je uzemnenie napájania.

Analógové a digitálne uzemnenie

Priemyselné automatizačné systémy sú analógovo-digitálne. Preto je jedným zo zdrojov analógovej časti rušenie vytvárané digitálnou časťou systému. Aby sa zabránilo prechodu rušenia cez uzemňovacie obvody, digitálne a analógové uzemnenie sú vyrobené vo forme neprepojených vodičov spojených iba v jednom spoločnom bode. Na tento účel majú I/O moduly a priemyselné ovládače samostatné kolíky analógové uzemnenie(A.GND) a digitálny(D.GND).

„Plávajúca“ zem

Galvanická izolácia

Galvanická izolácia rieši mnohé problémy s uzemnením a jej použitie sa v skutočnosti stalo bežným v automatizovaných systémoch riadenia procesov. Na realizáciu galvanického oddelenia (izolácie) je potrebné napájať energiu oddeľovacím transformátorom a prenášať signál do izolovanej časti obvodu cez optočleny a transformátory, magneticky viazané prvky, kondenzátory alebo optické vlákno. V elektrickom obvode je úplne eliminovaná dráha, cez ktorú sa môže prenášať vedené rušenie.

Metódy uzemnenia

Uzemnenie pre galvanicky spojené obvody je veľmi odlišné od uzemnenia pre izolované obvody.

Uzemnenie galvanicky prepojených obvodov

Odporúčame vyhnúť sa použitiu galvanicky spojených obvodov a ak nie je iná možnosť, potom je vhodné tieto obvody dimenzovať podľa
možnosti sú malé a že sú umiestnené v tej istej skrini.

Príklad nesprávneho uzemnenia zdroja a prijímača štandardného signálu 0...5 V

Vyskytli sa tu nasledujúce chyby:

Prúd vysokovýkonnej záťaže (jednosmerný motor) tečie pozdĺž tej istej uzemňovacej zbernice ako signál a vytvára pokles napätia na zemi;
bolo použité unipolárne zapojenie prijímača signálu, nie diferenciálne;
je použitý vstupný modul bez galvanického oddelenia digitálnej a analógovej časti, takže napájací prúd digitálnej časti, ktorý obsahuje šum, prechádza výstupom AGND a vytvára dodatočný pokles rušivého napätia na odpore R1

Uvedené chyby vedú k tomu, že napätie na vstupe prijímača Vin rovná súčtu napätia signálu Vout a interferenčné napätie VEarth = R1 (Ipit + IM)
Na odstránenie tohto nedostatku je možné ako uzemňovací vodič použiť medenú zbernicu s veľkým prierezom, ale je lepšie vykonať uzemnenie, ako je znázornené nižšie.

Potrebné urobiť:

pripojte všetky uzemňovacie obvody v jednom bode (v tomto prípade rušivý prúd IМ R1);
pripojte uzemňovací vodič prijímača signálu k rovnakému spoločnému bodu (v tomto prípade k prúdu Ipit už nepreteká cez odpor R1, A
pokles napätia na odpore vodiča R2 nepridáva k výstupnému napätiu zdroja signálu Vout)

Príklad správneho uzemnenia zdroja a prijímača štandardného signálu 0...5 V

Všeobecným pravidlom pre oslabenie spojenia cez spoločný uzemňovací vodič je rozdelenie pozemkov na analógový, digitálny, moc A ochranný nasleduje ich spojenie len v jednom bode.

Pri oddelení uzemnenia galvanicky prepojených obvodov sa používa všeobecný princíp: uzemňovacie obvody s vysokou hladinou hluku by sa mali vykonávať oddelene od obvodov s nízkou hladinou hluku a mali by byť spojené iba v jednom spoločnom bode. Môže existovať niekoľko uzemňovacích bodov, ak topológia takéhoto obvodu nevedie k výskytu častí „špinavého“ uzemnenia v obvode, ktorý zahŕňa zdroj signálu a prijímač, a tiež ak sa nevytvoria uzavreté obvody, ktoré prijímajú elektromagnetické rušenie. uzemňovací obvod.

Uzemnenie galvanicky oddelených obvodov

Radikálnym riešením opísaných problémov je použitie galvanického oddelenia s oddeleným uzemnením digitálnej, analógovej a silovej časti systému.

Uzemnenie tienenia signálových káblov v automatizovaných systémoch riadenia procesov

Príklad nesprávneho ( na oboch stranách) uzemnenie tienenia kábla na nízke frekvencie, ak frekvencia rušenia nepresiahne 1 MHz, potom musí byť kábel na jednej strane uzemnený, inak sa vytvorí uzavretý obvod, ktorý bude fungovať ako anténa.

Príklad nesprávneho (na strane prijímača signálu) uzemnenia tienenia kábla. Opletenie kábla musí byť uzemnené na strane zdroja signálu. Ak sa uzemnenie vykoná zo strany prijímača, potom bude rušivý prúd pretekať cez kapacitu medzi žilami kábla, čím sa na ňom a následne medzi diferenciálnymi vstupmi vytvorí rušivé napätie.

Preto musí byť opletenie uzemnené zo strany zdroja signálu, v tomto prípade neexistuje žiadna cesta, ktorou by rušivý prúd prechádzal.

Správne uzemnenie tienenia (prídavné uzemnenie vpravo sa používa pre vysokofrekvenčný signál). Ak zdroj signálu nie je uzemnený (napríklad termočlánok), potom môže byť obrazovka uzemnená z ktorejkoľvek strany, pretože v tomto prípade sa nevytvorí uzavretá slučka pre rušivý prúd.

Pri frekvenciách nad 1 MHz sa zvyšuje indukčná reaktancia obrazovky a kapacitné snímacie prúdy na nej vytvárajú veľký úbytok napätia, ktorý sa môže preniesť do vnútorných jadier cez kapacitu medzi opletením a jadrami. Navyše pri dĺžke kábla porovnateľnej s rušivou vlnovou dĺžkou (interferenčná vlnová dĺžka pri frekvencii 1 MHz je 300 m, pri frekvencii 10 MHz - 30 m) sa zvyšuje odpor opletenia, čím sa rušivé napätie prudko zvyšuje. na vrkoč. Preto pri vysokých frekvenciách musí byť opletenie kábla uzemnené nielen na oboch stranách, ale aj na niekoľkých bodoch medzi nimi.

Ako prechodnú možnosť môžete použiť druhé uzemnenie obrazovky cez kapacitu. V tomto prípade sa pri vysokej frekvencii obrazovka ukáže ako uzemnená na oboch stranách, pri nízkej frekvencii na jednej strane. To má zmysel v prípade, keď frekvencia rušenia presahuje 1 MHz a dĺžka kábla je 10...20 krát menšia ako vlnová dĺžka rušenia, teda keď nie je potrebné uzemňovať v niekoľkých medziľahlých bodoch.

Vnútorné tienenie je na jednej strane uzemnené - zo strany zdroja signálu, aby sa zabránilo prechodu kapacitného rušenia po znázornenej dráhe a vonkajšia clona znižuje vysokofrekvenčné rušenie. Vo všetkých prípadoch musí byť obrazovka izolovaná, aby sa zabránilo náhodnému kontaktu s kovovými predmetmi a zemou. Pre prenos signálu na veľkú vzdialenosť alebo so zvýšenými požiadavkami na presnosť merania je potrebné prenášať signál v digitálnej forme alebo ešte lepšie cez optický kábel.

Uzemnenie káblových tienenia automatizačných systémov v elektrických rozvodniach

V elektrických rozvodniach môže opletenie (tienenie) signálneho kábla automatizačného systému, položené pod vysokonapäťovými vodičmi na úrovni zeme a uzemnené na jednej strane, indukovať napätie stoviek voltov pri prepínaní prúdu spínačom. Z dôvodu elektrickej bezpečnosti je preto opletenie kábla na oboch stranách uzemnené. Na ochranu pred elektromagnetickými poľami s frekvenciou 50 Hz je tienenie kábla tiež uzemnené z oboch strán. Je to opodstatnené v prípadoch, keď je známe, že elektromagnetické rušenie s frekvenciou 50 Hz je väčšie ako rušenie spôsobené tokom vyrovnávacieho prúdu opletením.

Tienenie uzemňovacích káblov na ochranu pred bleskom

Na ochranu pred magnetickým poľom blesku musia byť signálne káble (s uzemneným štítom) automatizovaných systémov riadenia procesov vedené cez otvorené priestranstvá uložené v kovových rúrach vyrobených z ocele, takzvaného magnetického štítu. Je to lepšie pod zemou, inak zem každé 3 metre. Magnetické pole má malý vplyv vo vnútri železobetónovej budovy, na rozdiel od iných materiálov.

Uzemnenie pre diferenčné merania

Ak zdroj signálu nemá odpor voči zemi, potom sa počas diferenciálneho merania vytvorí „plávajúci“ vstup. Plávajúci vstup môže byť indukovaný statickým nábojom z atmosférickej elektriny alebo zvodového prúdu na vstupe operačného zosilňovača. Na odvod náboja a prúdu do zeme potenciálne vstupy analógových vstupných modulov zvyčajne obsahujú odpory s odporom 1 až 20 MOhm, ktoré spájajú analógové vstupy so zemou. Ak je však veľká miera rušenia alebo veľký zdroj signálu, aj odpor 20 MOhm môže byť nedostatočný a potom je potrebné dodatočne použiť externé odpory s menovitou hodnotou desiatky kOhmov až 1 MOhm alebo kondenzátory s príp. rovnaký odpor pri frekvencii rušenia.

Inteligentné uzemňovacie senzory

V dnešnej dobe tzv inteligentné senzory s mikrokontrolérom vo vnútri na linearizáciu výstupu zo snímača, čím sa vytvorí signál v digitálnej alebo analógovej forme. Vzhľadom na to, že digitálna časť snímača je kombinovaná s analógovou časťou, pri nesprávnom uzemnení má výstupný signál zvýšenú hladinu šumu. Niektoré snímače majú DAC s prúdovým výstupom a preto vyžadujú pripojenie externého záťažového odporu cca 20 kOhm, takže užitočný signál v nich je získavaný vo forme napätia, ktoré klesá na záťažovom odpore, keď výstupný prúd snímača preteká. .

Napätie záťaže je:

Vload = Vout – Iload R1+ I2 R2,

to znamená, že závisí od prúdu I2, ktorý zahŕňa digitálny zemný prúd. Digitálny zemný prúd obsahuje šum a ovplyvňuje napätie záťaže. Na odstránenie tohto efektu musia byť uzemňovacie obvody nakonfigurované tak, ako je uvedené nižšie. Tu digitálny zemný prúd nepreteká cez odpor R21 a nevnáša šum do signálu pri záťaži.

Správne uzemnenie inteligentných senzorov:

Uzemnenie skríň so zariadením automatizačného systému

Inštalácia skríň automatizovaného systému riadenia procesov musí brať do úvahy všetky predtým uvedené informácie. Nasledujúce príklady uzemnenia automatizačných skríň sú rozdelené podmienečne na správne, ktorá poskytuje nižšiu hladinu hluku a chybný.

Tu je príklad (nesprávne zapojenia sú zvýraznené červenou farbou; GND je kolík na pripojenie uzemneného napájacieho kolíka), v ktorom každý rozdiel oproti nasledujúcemu obrázku zhoršuje poruchu digitálnej časti a zvyšuje chybu analógovej. Tu sú vytvorené nasledujúce "nesprávne" pripojenia:

skrine sú uzemnené v rôznych bodoch, takže ich zemné potenciály sú rôzne;
skrine sú navzájom spojené, čo vytvára uzavretú slučku v uzemňovacom obvode;
vodiče analógového a digitálneho uzemnenia v ľavej skrini vedú paralelne na veľkej ploche, takže na analógovom uzemnení sa môže objaviť indukčné a kapacitné rušenie z digitálneho uzemnenia;
záver GND Napájací zdroj je pripojený k telu skrine v najbližšom bode a nie na uzemňovacej svorke, takže cez telo skrine preteká rušivý prúd, ktorý preniká cez napájací transformátor;
jeden napájací zdroj sa používa pre dve skrine, čo zvyšuje dĺžku a indukčnosť uzemňovacieho vodiča;
v pravej skrini sú uzemňovacie svorky spojené nie so zemnou svorkou, ale priamo s korpusom skrine, pričom korpus skrine sa stáva zdrojom indukčného snímania všetkých vodičov vedených po jej stenách;
v pravej skrini v strednom rade sú analógové a digitálne uzemnenia pripojené priamo na výstupe blokov.

Uvedené nevýhody sú odstránené na príklade správneho uzemnenia skríň systému priemyselnej automatizácie:

Pridať. Výhodou zapojenia v tomto príklade by bolo použitie samostatného uzemňovacieho vodiča pre najcitlivejšie analógové vstupné moduly. V rámci skrinky (rack) je vhodné zoskupiť analógové moduly oddelene a digitálne moduly oddelene, aby sa skrátila dĺžka úsekov paralelného prechodu digitálnych a analógových uzemňovacích obvodov pri ukladaní vodičov do káblového kanála.

Uzemnenie vo vzájomne diaľkovo ovládaných systémoch

V systémoch rozmiestnených na určitej ploche s charakteristickými rozmermi desiatok a stoviek metrov nie je možné použiť vstupné moduly bez galvanického oddelenia. Iba galvanické oddelenie umožňuje pripojenie obvodov uzemnených v bodoch s rôznym potenciálom. Najlepšie riešenie na prenos signálu je optické vlákno a použitie snímačov so zabudovanými ADC a digitálnym rozhraním.

Uzemnenie výkonných zariadení a pohonov automatizovaných systémov riadenia procesov

Napájacie obvody impulzne riadených motorov, servomotorov a pohonov s PWM riadením musia byť vyrobené zo skrúteného páru, aby sa znížilo magnetické pole, a tiež tienené, aby sa znížila elektrická zložka vyžarovaného rušenia. Tienenie kábla musí byť na jednej strane uzemnené. Obvody pripojenia snímačov takýchto systémov by mali byť umiestnené v samostatnej clone a ak je to možné, priestorovo vzdialené od akčných členov.

Uzemnenie v priemyselných sieťach RS-485, Modbus

Priemyselná sieť založená na rozhraní je tienená krútená dvojlinka s povinným používaním galvanické izolačné moduly.

Na krátke úseky (asi 15 m) a pri absencii blízkych zdrojov hluku nie je možné clonu použiť. Zapnuté dlhé dĺžky Rádovo do 1,2 km môže rozdiel zemských potenciálov v bodoch vzdialených od seba dosahovať niekoľko desiatok voltov. Aby sa zabránilo toku prúdu cez tienenie, musí byť tienenie kábla uzemnené len v AKÚKOĽVEK jednom bode. Pri použití netieneného kábla sa na ňom môže vplyvom atmosférickej elektriny indukovať veľký statický náboj (niekoľko kilovoltov), ktorý môže poškodiť galvanické izolačné prvky. Aby sa predišlo tomuto efektu, izolovaná časť galvanického izolačného zariadenia by mala byť uzemnená cez odpor, napríklad 0,1...1 MOhm. Odpor znázornený prerušovanou čiarou tiež znižuje pravdepodobnosť poruchy v dôsledku zemných porúch alebo vysokého galvanického izolačného odporu v prípade použitia tieneného kábla. V ethernetových sieťach s nízkou šírkou pásma (10 Mbps) by sa uzemnenie štítu malo vykonávať iba v jednom bode. Pri Fast Ethernet (100 Mbps) a Gigabit Ethernet (1 Gbps) musí byť uzemnenie štítu vykonané vo viacerých bodoch.

Uzemnenie vo výbušných priemyselných priestoroch

Pri výbušných predmetoch pri inštalácii uzemnenia lankovým drôtom nie je povolené použitie spájkovania na spájkovanie drôtov dohromady, pretože v dôsledku studeného toku spájky môže dôjsť k oslabeniu kontaktných tlakových bodov v skrutkových svorkách.

Tienenie kábla rozhrania je uzemnené v jednom bode mimo nebezpečnej oblasti. V nebezpečnej oblasti musí byť chránený pred náhodným kontaktom s uzemnenými vodičmi. Iskrovo bezpečné obvody by nemal byť uzemnený, pokiaľ to nevyžadujú prevádzkové podmienky elektrického zariadenia ( GOST R 51330.10, str. 6.3.5.2). A musia byť namontované tak, aby rušenie z vonkajších elektromagnetických polí (napríklad z rádiového vysielača umiestneného na streche budovy, z nadzemného elektrického vedenia alebo blízkych vysokovýkonných káblov) nevytváralo napätie alebo prúd v iskrovo bezpečných obvodoch. Dá sa to dosiahnuť tienením alebo odstránením iskrovo bezpečných obvodov od zdroja elektromagnetického rušenia.

Pri ukladaní do spoločného zväzku alebo kanála musia byť káble s iskrovo nebezpečnými a iskrovo bezpečnými obvodmi oddelené medzivrstvou z izolačného materiálu alebo uzemneného kovu. Pri použití káblov s kovovým plášťom alebo tienením nie je potrebné žiadne oddelenie. Uzemnené kovové konštrukcie by nemali mať medzi sebou prerušenia alebo slabé kontakty, ktoré môžu počas búrky alebo pri prepínaní výkonných zariadení iskriť. V priemyselných zariadeniach s nebezpečenstvom výbuchu sa používajú elektrické rozvodné siete s izolovaným neutrálom, aby sa eliminovala možnosť vzniku iskry v prípade fázového skratu na zem a vypnutia ochranných poistiek v prípade poškodenia izolácie. Na ochranu pred statická elektrina použite uzemnenie opísané v príslušnej časti. Statická elektrina môže spôsobiť vznietenie výbušnej zmesi.

Existujúce uzemňovacie obvody pre výpočtovú techniku a automatizačné zariadenia sa zvyčajne delia na:

Ochranné uzemňovacie obvody (PG).
Pracovné uzemňovacie obvody (RZ).

1. Ochranné uzemnenie

Tento typ uzemnenia chráni osobu pred možným zranením v prípade poškodenia izolácie prevádzkovanej elektroinštalácie. V existujúcich elektrických inštaláciách zariadení súvisiacich s automatizovanými systémami riadenia procesov musí byť uzemnenie (uzemnenie) vykonané na:

kovové kryty týchto zariadení: prístrojové vybavenie, riadiace jednotky (riadiace zariadenia), riadiace zariadenia (riadiace zariadenia), osvetľovacie zariadenia, poplašné zariadenia a ochranné prvky, elektrické pohony ventilov atď., elektromotory MU (riadiace mechanizmy);
konzoly vyrobené z kovu, ako aj rozvádzače na akýkoľvek účel, ak sú na nich namontované elektrické zariadenia, prístroje a iné prostriedky súvisiace s prvkami výpočtovej techniky a automatizácie. V tomto prípade sa špecifikovaná požiadavka vzťahuje na otváracie a/alebo odnímateľné časti špecifikovaných konzol a panelov v prípadoch, keď obsahujú akékoľvek zariadenia s napätím vyšším ako 42V (~) alebo 110V konštantného prúdu, ako aj na pomocné konštrukcie vyrobené z kovu, ktorých účelom je nainštalovať na ne AU a elektrické prijímače;
spojky a pancier káblov, napájacích aj ovládacích, ich plášte vyrobené z kovu; podobné plášte a kovové hadice vodičov (drôty a/alebo káble); Rúry na elektrické vedenie vyrobené z ocele a iné prvky elektrického vedenia vyrobené z kovu;
plášte vodičov z kovu, ako aj pancier káblov tvoriacich obvody „U“, v ktorých nepresahuje hodnotu 42 V (~) alebo 110 V konštantný prúd, ktoré sú umiestnené na jednotlivých konštrukciách vyrobených z kovu spolu s vodičmi , konštrukcie prvkov, ktoré sú vyrobené z kovu, musia byť uzemnené alebo uzemnené.

Niektoré uzemňovacie vodiče nie sú potrebné pre nasledujúce prvky siete:

prostriedky a nástroje používané na automatizáciu, ktoré sú namontované na už uzemnených kovových konštrukciách, ak je medzi ich krytmi a špecifikovanými konštrukciami stabilný elektrický kontakt;
odnímateľné a otváracie časti plotov, diaľkové ovládače a pod. v prípadoch, keď je na nich namontované zariadenie s napätím maximálne 42 V (~) alebo 110 V konštantným prúdom; · kryty elektrických prijímačov, ktoré sú pripojené k sieti cez špeciálne separačné potrubia alebo majú dvojitú izoláciu. Takéto prijímače nesmú byť pripojené k uzemňovaciemu systému. Podľa požiadaviek PUE (odsek 1.7.70) môžu byť neutrálne vodiče v uvažovaných elektrických inštaláciách (uzemnenie):
podnosy vyrobené z kovu, ako aj kovové škatule;
Káblové plášte vyrobené z Al;
Kovové rúry na ochranu elektrického vedenia;
vodiče používané na podobné účely, ako sú medené alebo oceľové pásy atď.;
pre systémy TN sa na tieto účely používajú pracovné vodiče „0“, s výnimkou prípadov, keď hovoríme o vetvách smerujúcich k jednofázovým elektrickým prijímačom. Tie sú uzemnené cez nulový (3.) ochranný vodič.

Uzemňovacie prvky

Všetky spojenia uzemňovacích vodičov je možné vykonávať iba zváraním, spájkovaním, skrutkovými spojmi, pomocou špeciálnych vlajok a svoriek.
V prípadoch, keď sú ochranné vodiče z neželezných kovov pripojené k uzemňovacím uzlom, musia byť ukončené špeciálnymi hrotmi a pružné medené prepojky musia mať obojstranné ukončenia.
Pri použití spojov pomocou skrutiek je povinné použiť pružné podložky (voliteľné - poistné podložky).

Typy ochranného uzemnenia automatizovaných systémov riadenia procesov

Výrobky ako elektrické prijímače, ovládacie panely a rozvádzače sú vybavené uzemňovacími jednotkami, ku ktorým je priamo pripojený ochranný vodič a nosné rámy, ktoré majú viacdielne rozvádzače, sú spojené pásovou oceľou, ktorá prechádza cez uzemňovacie jednotky všetkých rámov. . V prípadoch, keď ide o uzemnenie elektrických prijímačov vystavených vibráciám, používa sa flexibilná medená prepojka.

Uzemnenie technických zariadení

Je zvykom spúšťať ochranné uzemnenie automatizovaných systémov riadenia procesov z hlavného vedenia, ktoré je pripojené k existujúcej uzemňovacej elektróde dostupnej v napájacom systéme zariadenia. Ochranné uzemňovacie vedenia (SVT aj SA) sú pripojené k ochrannému uzemneniu v jednom bode, ktorý by mal byť umiestnený čo najbližšie k samotnej uzemňovacej elektróde. V jedinej uzemňovacej jednotke je ochranná uzemňovacia linka automatizovaného systému riadenia procesu pripojená k neutrálnemu vodiču TN-C (TN-C-S, TN-S). Špecifikovaný uzol sa nachádza na doskách napájania SVT alebo SA.
Ak je táto rozvodnica (DP) dostatočne vzdialená od trafostanice s pevne uzemneným neutrálom, potom sa v tejto oblasti používa 4-vodičový obvod (trojfázový a jeden pracovný vodič „0“, TN-C). Počnúc rozvodnou doskou je už 5-vodičový (trojfázový, TN-c a nulový ochranný, TN-S).
Samotný štít musí byť vybavený opätovným uzemnením. Táto požiadavka vyplýva z potreby zníženia kolísania potenciálu samotného tienenia voči zemi, ktoré sú spôsobené zmenami prúdu tečúceho po TN-C medzi trafostaňou a rozvodným rozvádzačom.

Uzemnenie pre JIS

Akékoľvek technické prostriedky automatizovaných systémov riadenia procesov musia mať vybavenie JIS ( informačných technológií). Toto zahŕňa:

zariadenie, ktoré vykonáva základnú funkciu (vstup, vyhľadávanie, zobrazenie, ukladanie atď.) alebo spravuje správy a údaje;
zariadenia, ktorých napájacie napätie nepresahuje 600 V.

Vo všeobecnosti sú do počtu ITU zahrnuté tieto typy (typy) zariadení, ktoré sa vo väčšej či menšej miere využívajú na fungovanie celého automatizovaného systému riadenia procesov:

výpočtové zariadenia používané ako súčasť PC alebo v spojení s nimi (v samostatných prípadoch aj bez nich);
koncové zariadenia;
terminály;
PC atď.

2. Pracovné uzemnenie

Iný názov pre špecifikovaný systém je „nulový systém“ technických prostriedkov používaných v automatizovaných systémoch riadenia procesov. Okrem toho sa v mnohých informačných zdrojoch pracovné uzemnenie nazýva aj funkčné, fyzické, logické, informačné, obvodové atď.

Nulový systém obsahuje iba dva prvky: uzemňovacie vodiče a samotnú uzemňovaciu elektródu. Prítomnosť osobného uzemňovacieho vodiča pre tento systém je nevyhnutná z dôvodu výskytu šíriacich sa prúdov veľké hodnoty. Ten môže nastať pri skrate, pri elektrickom zváraní atď. Tým vznikajú značné potenciálne rozdiely medzi jednotlivými bodmi uzemňovacieho zariadenia, ako aj výrazné kolísanie potenciálov určitých bodov prirodzených a/alebo umelých uzemňovacích zariadení vo vzťahu k zemi.

Prevádzka akéhokoľvek elektrického zariadenia vedie k vzniku vysokovýkonných magnetických polí, ktoré sú zdrojom rušenia vo vedení určených na prenos informácií, ktoré spájajú elektrické zariadenie s elektrickými pohonmi, technologickými celkami, miestnymi riadiacimi systémami a pod. Výkon vyššie uvedených signálov je len zlomok wattu a hodnota napätia je od niekoľkých V do niekoľkých desiatok mV alebo ešte menej. To vysvetľuje skutočnosť, že generované rušenie je svojím výkonom porovnateľné s užitočnými signálmi, čo môže viesť k ich vážnym skresleniam. Preto je ochrana pred týmto rušením nevyhnutná. A vysokokvalitné riešenie problémov s uzemnením je jednou z najdôležitejších metód ochrany automatizovaných systémov riadenia procesov a komunikačných liniek.

pozri tiež.

elektrické inštalácie nad 1 kV v sieťach s účinne uzemneným neutrálom (s veľkými zemnými poruchovými prúdmi);

elektrické inštalácie nad 1 kV v sieťach s izolovaným neutrálom (s nízkymi zemnými poruchovými prúdmi);

elektrické inštalácie do 1 kV s pevne uzemneným neutrálom;

elektrické inštalácie do 1 kV s izolovaným neutrálom.

1.7.3. Elektrická sieť s účinne uzemneným neutrálom je trojfázová elektrická sieť nad 1 kV, v ktorej koeficient zemnej poruchy nepresahuje 1,4.

Koeficient zemnej poruchy v trojfázovej elektrickej sieti je pomer rozdielu potenciálov medzi nepoškodenou fázou a zemou v bode zemného spojenia druhej alebo dvoch ďalších fáz k potenciálnemu rozdielu medzi fázou a zemou v tomto bode. bod pred poruchou.

1.7.4. Pevne uzemnený neutrál je neutrál transformátora alebo generátora pripojený k uzemňovaciemu zariadeniu priamo alebo cez nízky odpor (napríklad cez prúdové transformátory).

1.7.5. Izolovaný neutrál je neutrál transformátora alebo generátora, ktorý nie je pripojený k uzemňovaciemu zariadeniu alebo je k nemu pripojený prostredníctvom signalizačných, meracích, ochranných zariadení, uzemňovacích tlmičov oblúka a podobných zariadení, ktoré majú vysoký odpor.

1.7.6. Uzemnenie ktorejkoľvek časti elektrickej inštalácie alebo inej inštalácie je úmyselné elektrické pripojenie tejto časti k uzemňovaciemu zariadeniu.

1.7.7. Ochranné uzemnenie je uzemnenie častí elektrickej inštalácie na zaistenie elektrickej bezpečnosti.

1.7.8. Pracovné uzemnenie je uzemnenie akéhokoľvek bodu živých častí elektrickej inštalácie, ktoré je potrebné na zabezpečenie prevádzky elektrickej inštalácie.

1.7.9. Uzemnenie v elektrických inštaláciách s napätím do 1 kV je zámerné spojenie častí elektrickej inštalácie, ktoré nie sú bežne napájané, s pevne uzemneným neutrálom generátora alebo transformátora v sieťach trojfázových prúdov, s pevne uzemneným výstupom jedného -zdroj fázového prúdu, s pevne uzemneným stredom zdroja v DC sieťach.

1.7.10. Zemná porucha je náhodné spojenie živých častí elektrickej inštalácie s konštrukčnými časťami neizolovanými od zeme alebo priamo so zemou. Skrat na ráme je náhodné spojenie častí elektrickej inštalácie pod napätím s ich konštrukčnými časťami, ktoré bežne nie sú pod napätím.

1.7.11. Uzemňovacie zariadenie je kombináciou uzemňovacieho vodiča a uzemňovacích vodičov.

1.7.12. Uzemňovacia elektróda je vodič (elektróda) alebo súbor kovových prepojených vodičov (elektród), ktoré sú v kontakte so zemou.

1.7.13. Umelá uzemňovacia elektróda je uzemňovacia elektróda navrhnutá špeciálne na účely uzemnenia.

1.7.14. Prirodzená uzemňovacia elektróda sú elektricky vodivé časti komunikácií, budov a konštrukcií na priemyselné alebo iné účely, ktoré sú v kontakte so zemou a používajú sa na účely uzemnenia.

1.7.15. Uzemňovacia alebo uzemňovacia sieť sa nazýva uzemňovací alebo neutrálny ochranný vodič s dvoma alebo viacerými vetvami.

1.7.16. Uzemňovací vodič je vodič, ktorý spája uzemnené časti s uzemňovacou elektródou.

1.7.17. Ochranný vodič (PE) v elektrických inštaláciách je vodič používaný na ochranu ľudí a zvierat pred úrazom elektrickým prúdom. V elektrických inštaláciách do 1 kV sa ochranný vodič pripojený k pevne uzemnenému neutrálu generátora alebo transformátora nazýva neutrálny ochranný vodič.

1.7.18. Nulový pracovný vodič (N) v elektrických inštaláciách do 1 kV je vodič používaný na napájanie elektrických prijímačov, pripojený k pevne uzemnenému neutrálu generátora alebo transformátora v trojfázových sieťach s pevne uzemnenou svorkou jednofázového prúdu. zdroj fázového prúdu, k pevne uzemnenému zdrojovému bodu v trojvodičových sieťach jednosmerného prúdu.

Kombinovaný neutrálny ochranný a neutrálny pracovný vodič (PEN) v elektrických inštaláciách do 1 kV je vodič, ktorý kombinuje funkcie neutrálneho ochranného a neutrálneho pracovného vodiča.

V elektrických inštaláciách do 1 kV s pevne uzemneným neutrálom môže neutrálny pracovný vodič slúžiť ako neutrálny ochranný vodič.

1.7.19. Zóna šírenia je oblasť zeme, v ktorej dochádza k výraznému gradientu potenciálu, keď prúd tečie z uzemňovacej elektródy.

1.7.20. Zóna nulového potenciálu je oblasť pôdy mimo zóny šírenia.

1.7.21. Napätie na uzemňovacom zariadení je napätie, ktoré sa vyskytuje, keď prúd tečie z uzemňovacej elektródy do zeme medzi bodom vstupu prúdu do uzemňovacieho zariadenia a zónou nulového potenciálu.

1.7.22. Napätie voči zemi počas skratu na kryte je napätie medzi týmto krytom a zónou nulového potenciálu.

1.7.23. Dotykové napätie je napätie medzi dvoma bodmi obvodu zemného prúdu (k telu), keď sa ich človek súčasne dotkne.

1.7.24. Krokové napätie je napätie medzi dvoma bodmi na zemi, spôsobené šírením poruchového prúdu na zem, keď sa ich nohy súčasne dotýkajú.

1.7.25. Zemný poruchový prúd je prúd tečúci do zeme cez poruchu.

1.7.26. Odpor uzemňovacieho zariadenia je pomer napätia na uzemňovacom zariadení k prúdu tečúceho z uzemňovacieho zariadenia do zeme.

1.7.27. Ekvivalentný odpor zeme s heterogénnou štruktúrou je odpor zeme s homogénnou štruktúrou, v ktorej má odpor uzemňovacieho zariadenia rovnakú hodnotu ako pri zemi s heterogénnou štruktúrou.

Pojem „odpor“ používaný v týchto pravidlách pre zem s heterogénnou štruktúrou by sa mal chápať ako „ekvivalentný odpor“.

1.7.28. Ochranné vypnutie v elektrických inštaláciách do 1 kV je automatické vypnutie všetkých fáz (pólov) časti siete, ktoré poskytuje bezpečné kombinácie prúdu a doby jeho prechodu pre človeka v prípade skratu na kryte alebo zníženia úroveň izolácie pod určitou hodnotou.

1.7.29. Dvojitá izolácia elektrického prijímača je kombináciou pracovnej a ochrannej (dodatočnej) izolácie, pri ktorej časti elektrického prijímača, ktoré sú prístupné dotyku, nenadobudnú nebezpečné napätie, ak je poškodená len pracovná alebo len ochranná (dodatočná) izolácia.

1.7.30. Nízke napätie je menovité napätie nie väčšie ako 42 V medzi fázami a vzhľadom na zem, používané v elektroinštalácie na zaistenie elektrickej bezpečnosti.

1.7.31. Izolačný transformátor je transformátor určený na oddelenie siete napájajúcej elektrický prijímač od primárnej elektrickej siete, ako aj od uzemňovacej alebo uzemňovacej siete.

VŠEOBECNÉ POŽIADAVKY

1.7.32. Na ochranu osôb pred úrazom elektrickým prúdom pri poškodení izolácie je potrebné použiť aspoň jedno z nasledujúcich ochranných opatrení: uzemnenie, uzemnenie, ochranné vypnutie, izolačný transformátor, nízke napätie, dvojitá izolácia, vyrovnanie potenciálu.

1.7.33. Uzemnenie alebo uzemnenie elektrických inštalácií by sa malo vykonať:

1) pri napätí 380 V a vyššom striedavý prúd a 440 V a vyššom jednosmerný prúd - vo všetkých elektrických inštaláciách (pozri tiež 1.7.44 a 1.7.48);

2) pri menovitých napätiach nad 42 V, ale pod 380 V AC a nad 110 V, ale pod 440 V DC - len v priestoroch so zvýšeným nebezpečenstvom, najmä nebezpečným a vo vonkajších inštaláciách.

Uzemnenie alebo uzemnenie elektrických inštalácií sa nevyžaduje pri menovitých napätiach do 42 V AC a do 110 V DC vo všetkých prípadoch, okrem tých, ktoré sú špecifikované v 1.7.46, odsek 6, av kapitole. 7.3 a 7.6.

1.7.34. Uzemnenie alebo uzemnenie elektrického zariadenia inštalovaného na podperách nadzemného vedenia (výkonové a prístrojové transformátory, odpojovače, poistky, kondenzátory a iné zariadenia) sa musí vykonať v súlade s požiadavkami uvedenými v príslušných kapitolách PUE, ako aj v tejto kapitole. .

Odpor uzemňovacieho zariadenia podpery nadzemného vedenia, na ktorom je inštalované elektrické zariadenie, musí spĺňať požiadavky:

1) 1.7.57-1.7.59 - v elektrických inštaláciách nad 1 kV sieť s izolovaným neutrálom;

2) 1.7.62 - v elektrických inštaláciách do 1 kV s pevne uzemneným neutrálom;

3) 1.7.65 - v elektrických inštaláciách do 1 kV s izolovaným neutrálom;

4) 2.5.76 - v sieťach 110 kV a viac.

V trojfázových sieťach do 1 kV s pevne uzemneným neutrálom a v jednofázových sieťach s uzemneným výstupom jednofázového zdroja prúdu musia byť elektrické zariadenia inštalované na podpere nadzemného vedenia uzemnené (pozri 1.7.63).

1.7.35. Na uzemnenie elektrických inštalácií je potrebné najskôr použiť prirodzené uzemňovacie vodiče. Ak má odpor uzemňovacích zariadení alebo dotykové napätie prijateľné hodnoty a sú zabezpečené aj normalizované hodnoty napätia na uzemňovacom zariadení, potom by sa umelé uzemňovacie elektródy mali používať iba vtedy, ak je potrebné znížiť hustotu prúdov pretekajúcich cez prirodzené uzemňovacie elektródy alebo z nich prúdiace.

1.7.36. Na uzemnenie elektrických inštalácií na rôzne účely a rôzne napätia, geograficky blízko seba, sa odporúča použiť jedno spoločné uzemňovacie zariadenie.

Na spojenie uzemňovacích zariadení rôznych elektrických inštalácií do jedného spoločného uzemňovacieho zariadenia by sa mali použiť všetky dostupné prirodzené, najmä dlhé uzemňovacie vodiče.

Uzemňovacie zariadenie používané na uzemnenie elektrických inštalácií rovnakého alebo rozdielneho účelu a napätia musí spĺňať všetky požiadavky na uzemnenie týchto elektrických inštalácií: ochrana osôb pred úrazom elektrickým prúdom pri poškodení izolácie, prevádzkové podmienky sietí, ochrana elektrických zariadení pred prepätím atď.

1.7.37. Odolnosť uzemňovacích zariadení a dotykové napätie požadované touto kapitolou je potrebné zabezpečiť za najnepriaznivejších podmienok.

Odpor zeme by sa mal určiť ako vypočítaná hodnota zodpovedajúca ročnému obdobiu, keď odpor uzemňovacieho zariadenia alebo dotykové napätie nadobudne najvyššie hodnoty.

1.7.38. Elektrické inštalácie do 1 kV AC môžu byť s pevne uzemneným alebo izolovaným neutrálom, jednosmerné elektrické inštalácie - s pevne uzemneným alebo izolovaným stredom a elektrické inštalácie s jednofázovými zdrojmi prúdu - s jedným pevne uzemneným alebo s oboma izolovanými svorkami.

V štvorvodičových sieťach s trojfázovým prúdom a trojvodičových sieťach s jednosmerným prúdom je povinné pevné uzemnenie nuly alebo stredného bodu zdrojov prúdu (pozri tiež 1.7.105).

1.7.39. V elektrických inštaláciách do 1 kV s pevne uzemneným neutrálom alebo pevne uzemneným výstupom jednofázového zdroja prúdu, ako aj s pevne uzemneným stredom v trojvodičových sieťach jednosmerného prúdu sa musí vykonať uzemnenie. Použitie uzemnenia krytov elektrických prijímačov v takýchto elektrických inštaláciách bez ich uzemnenia nie je povolené.

1.7.40. Elektroinštalácie do 1 kV AC s izolovaným neutrálnym alebo izolovaným výstupom jednofázového zdroja prúdu, ako aj jednosmerné elektroinštalácie s izolovaným stredom by sa mali používať so zvýšenými požiadavkami na bezpečnosť (pre mobilné inštalácie, rašelinové bane, bane). Pri takýchto elektrických inštaláciách sa musí ako ochranné opatrenie vykonať uzemnenie v kombinácii s monitorovaním izolácie siete alebo ochranným odpojením.

1.7.41. Elektrické inštalácie nad 1 kV s izolovaným neutrálom musia byť uzemnené.

V takýchto elektrických inštaláciách musí byť možné rýchlo zistiť zemné poruchy (pozri 1.6.12). V prípadoch, keď je to potrebné z bezpečnostných dôvodov (pre vedenia napájajúce mobilné trafostanice a stroje, ťažba rašeliny a pod.) je potrebné inštalovať zemnú ochranu s odstávkou (v celej elektrine pripojenej sieti).

1.7.42. Ochranné vypnutie sa odporúča použiť ako primárne alebo doplnkové ochranné opatrenie, ak nie je možné zaistiť bezpečnosť uzemňovacím alebo uzemňovacím zariadením, alebo ak uzemňovacie alebo uzemňovacie zariadenie spôsobuje ťažkosti z dôvodu podmienok realizácie alebo z ekonomických dôvodov. Ochranné vypnutie musí byť vykonané zariadeniami (prístrojmi), ktoré spĺňajú špeciálne požiadavky na spoľahlivosť prevádzky. Technické špecifikácie.

1.7.43. Trojfázová sieť do 1 kV s izolovaným neutrálom alebo jednofázová sieť do 1 kV s izolovaným výstupom, pripojená cez transformátor na sieť nad 1 kV, musí byť chránená prierazovou poistkou pred nebezpečenstvom vyplývajúcim z poškodenia izolácie medzi vinutím vysokého a nízkeho napätia transformátora. Na nízkonapäťovej strane každého transformátora musí byť v nulovom vodiči alebo vo fáze nainštalovaná zhasnutá poistka. V tomto prípade musí byť zabezpečené monitorovanie integrity vypálenej poistky.

1.7.44. V elektrických inštaláciách do 1 kV v miestach, kde sa ako ochranné opatrenie používajú izolačné alebo znižovacie transformátory, by malo byť sekundárne napätie transformátorov: pre izolačné transformátory - nie viac ako 380 V, pre znižovacie transformátory - nie viac ako 42 V.

Pri použití týchto transformátorov je potrebné dodržiavať nasledovné:

1) izolačné transformátory musia spĺňať špeciálne technické podmienky týkajúce sa zvýšenej spoľahlivosti konštrukcie a zvýšených skúšobných napätí;

2) izolačný transformátor môže napájať iba jeden elektrický prijímač menovitým prúdom poistkovej vložky alebo spúšte ističa na primárnej strane nie väčším ako 15 A;

3) uzemnenie sekundárneho vinutia izolačného transformátora nie je povolené. Kryt transformátora musí byť v závislosti od neutrálneho režimu siete napájajúcej primárne vinutie uzemnený alebo neutralizovaný. Uzemnenie krytu elektrického prijímača pripojeného k takému transformátoru nie je potrebné;

4) Znižovacie transformátory so sekundárnym napätím 42 V a nižším možno použiť ako izolačné transformátory, ak spĺňajú požiadavky uvedené v odsekoch 1 a 2 tohto odseku. Ak znižovacie transformátory nie sú izolované, potom v závislosti od neutrálneho režimu siete napájajúcej primárne vinutie telo transformátora, ako aj jeden zo svoriek (jedna z fáz) alebo neutrál (stred) sekundárne vinutie by malo byť uzemnené alebo uzemnené.

1.7.45. Ak nie je možné vykonať uzemnenie, uzemnenie a ochranné vypnutie, ktoré spĺňajú požiadavky tejto kapitoly, alebo ak to z technologických dôvodov spôsobuje značné ťažkosti, je povolený servis elektrického zariadenia z izolačných plošín.

Izolačné podložky musia byť vyrobené tak, aby bolo možné dotýkať sa nebezpečných neuzemnených (neuzemnených) častí iba z podložiek. V tomto prípade treba vylúčiť možnosť súčasného kontaktu s elektrickým zariadením a časťami iných zariadení a častí stavby.

ČASTI, KTORÉ SA MAJÚ UZEMNIŤ ALEBO UZEMNIŤ 1.7.46. Časti podliehajúce uzemneniu alebo uzemneniu v súlade s 1.7.33 zahŕňajú:

1) kryty elektrických strojov, transformátorov, prístrojov, lámp atď. (pozri tiež 1.7.44);

2) pohony elektrických zariadení;

3) sekundárne vinutia prístrojových transformátorov (pozri tiež 3.4.23 a 3.4.24);

4) rámy rozvodné dosky, ovládacie panely, panely a skrine, ako aj odnímateľné alebo otváracie časti, ak sú tieto vybavené elektrickými zariadeniami s napätím vyšším ako 42 V AC alebo vyšším ako 110 V DC;

5) kovové konštrukcie rozvádzačov, kovové káblové konštrukcie, kovové káble spojky, kovové plášte a pancier ovládacích a silových káblov, kovové plášte drôtov, kovové objímky a rúrky elektrických rozvodov, plášte a nosné konštrukcie prípojníc, žľabov, škatúľ, strún, káblov a oceľových pásov, na ktorých sú upevnené káble a drôty (okrem pre struny, káble a pásy , pozdĺž ktorých sú položené káble s uzemneným alebo neutralizovaným kovovým plášťom alebo pancierom), ako aj iné kovové konštrukcie, na ktorých sú inštalované elektrické zariadenia;

6) kovové plášte a pancier ovládacích a napájacích káblov a vodičov s napätím do 42 V AC a do 110 V DC, uložené na bežných kovových konštrukciách vrátane bežných potrubí, škatúľ, žľabov a pod. Spolu s káblami a vodičmi kovové plášte a pancier, ktoré sú predmetom uzemnenia alebo uzemnenia;

7) kovové puzdrá mobilných a prenosných elektrických prijímačov;

8) elektrické zariadenia umiestnené na pohyblivých častiach strojov, strojov a mechanizmov.

1.7.47. Na vyrovnanie potenciálov v tých miestnostiach a vonkajších inštaláciách, v ktorých sa používa uzemnenie alebo uzemnenie, musia byť na uzemnenie pripojené stavebné a priemyselné konštrukcie, trvalo uložené potrubia pre všetky účely, kovové plášte technologických zariadení, žeriavové a železničné trate a pod. sieť alebo nulovanie. V tomto prípade postačujú prirodzené kontakty v kĺboch.

1.7.48. Nie je potrebné úmyselne uzemňovať alebo neutralizovať:

1) kryty elektrických zariadení, prístrojov a elektroinštalačných konštrukcií inštalovaných na uzemnených (neutralizovaných) kovových konštrukciách, rozvádzačoch, na rozvádzačoch, skriniach, štítoch, rámoch strojov, strojov a mechanizmov za predpokladu, že je zabezpečený spoľahlivý elektrický kontakt s uzemnenými alebo neutralizovanými základňami (výnimka - pozri kapitolu 7.3);

2) konštrukcie uvedené v 1.7.46, odsek 5, za predpokladu, že existuje spoľahlivý elektrický kontakt medzi týmito konštrukciami a uzemneným alebo neutralizovaným elektrickým zariadením, ktoré je na nich inštalované. Zároveň tieto konštrukcie nemožno použiť na uzemnenie alebo neutralizáciu iných elektrických zariadení, ktoré sú na nich inštalované;

3) armatúry pre izolátory všetkých typov, kotevné drôty, konzoly a svietidlá pri inštalácii na drevené stĺpy nadzemných vedení alebo na drevené konštrukcie otvorené rozvodne, pokiaľ to nevyžadujú podmienky ochrany pred atmosférickými prepätiami.

Pri ukladaní kábla s kovovým uzemneným plášťom alebo holým uzemňovacím vodičom na drevenú podperu musia byť uvedené časti umiestnené na tejto podpere uzemnené alebo neutralizované;

4) odnímateľné alebo otváracie časti kovové rámy komory rozvádzačov, skríň, plotov a pod., ak elektrické zariadenie nie je inštalované na odnímateľných (otváracích) častiach alebo ak napätie inštalovaného elektrického zariadenia nepresahuje 42 V AC alebo 110 V DC (výnimka - pozri kap. 7.3);

5) kryty elektrických prijímačov s dvojitou izoláciou;

6) kovové sponky, spojovacie prvky, časti rúr mechanická ochrana káble v miestach, kde prechádzajú stenami a stropmi a inými podobnými časťami, vrátane trakčných a odbočovacích boxov do veľkosti 100 cm², elektrické vedenie vedené káblami alebo izolovanými vodičmi položenými pozdĺž stien, stropov a iných prvkov budov.

ELEKTRICKÉ INŠTALÁCIE S NAPÄTÍM NAD 1 kV SIETE S EFEKTÍVNE UZEMNENÝM NEUTRÁLOM

1.7.49. Uzemňovacie zariadenia elektrických inštalácií nad 1 kV sieť s účinne uzemneným neutrálom by mali byť vyrobené v súlade s požiadavkami buď na ich odpor (pozri 1.7.51), alebo na dotykové napätie (pozri 1.7.52), ako aj v súlade s požiadavkami požiadavky na konštrukciu (pozri 1.7.53 a 1.7.54) a na obmedzenie napätia na uzemňovacom zariadení (pozri 1.7.50). Požiadavky 1.7.49 – 1.7.54 sa nevzťahujú na uzemňovacie zariadenia podpier nadzemného vedenia.

1.7.50. Napätie na uzemňovacom zariadení, keď z neho prúdi zemný poruchový prúd, by nemalo presiahnuť 10 kV. Napätia nad 10 kV sú povolené na uzemňovacích zariadeniach, z ktorých nie je možné odviesť potenciály mimo budov a vonkajších plotov elektrickej inštalácie. Pri napätiach na uzemňovacom zariadení nad 5 kV a do 10 kV je potrebné vykonať opatrenia na ochranu izolácie odchádzajúcich komunikačných a telemechanických káblov a na zamedzenie odstránenia nebezpečných potenciálov mimo elektrickej inštalácie.

1.7.51. Uzemňovacie zariadenie, ktoré sa vykonáva v súlade s požiadavkami na jeho odpor, musí mať v každom ročnom období odpor najviac 0,5 Ohm, vrátane odporu prirodzených uzemňovacích elektród.

Aby sa vyrovnal elektrický potenciál a zabezpečilo sa pripojenie elektrického zariadenia k uzemňovacej elektróde na území obsadenom zariadením, mali by byť pozdĺžne a priečne horizontálne uzemňovacie elektródy položené a navzájom spojené do uzemňovacej siete.

Pozdĺžne uzemňovacie vodiče musia byť položené pozdĺž osí elektrického zariadenia na strane obsluhy v hĺbke 0,5-0,7 m od povrchu zeme a vo vzdialenosti 0,8-1,0 m od základov alebo základov zariadení. Je povolené zväčšiť vzdialenosti od základov alebo základov zariadení na 1,5 m inštaláciou jedného uzemňovacieho vodiča pre dva rady zariadení, ak sú obslužné strany proti sebe a vzdialenosť medzi základmi alebo základňami dvoch radov nie je presahujú 3,0 m.

Priečne uzemňovacie vodiče by mali byť položené na vhodných miestach medzi zariadeniami v hĺbke 0,5-0,7 m od povrchu zeme. Odporúča sa zväčšiť vzdialenosť medzi nimi od okraja do stredu uzemňovacej mriežky. V tomto prípade by prvá a nasledujúce vzdialenosti od okraja nemali presiahnuť 4,0; 5,0; 6,0; 7,5; 9,0; 11,0; 13,5; 16,0 a 20,0 m. Rozmery buniek uzemňovacej mriežky susediacich s bodmi, kde sú neutrály výkonových transformátorov a skratovačov pripojené k uzemňovaciemu zariadeniu, by nemali presiahnuť 6x6 m².

Horizontálne uzemňovacie vodiče by mali byť položené pozdĺž okraja územia obsadeného uzemňovacím zariadením tak, aby spolu tvorili uzavretú slučku.

Ak sa obrys uzemňovacieho zariadenia nachádza vo vonkajšom plote elektrickej inštalácie, potom by sa pri vchodoch a vstupoch na jeho územie mal potenciál vyrovnať inštaláciou dvoch vertikálnych uzemňovacích elektród na vonkajšiu horizontálnu uzemňovaciu elektródu oproti vchodom a vchodom. Vertikálne uzemňovacie vodiče by mali byť dlhé 3-5 m a vzdialenosť medzi nimi by sa mala rovnať šírke vchodu alebo vchodu.

1.7.52. Uzemňovacie zariadenie, ktoré sa vykonáva v súlade s požiadavkami na dotykové napätie, musí zabezpečiť kedykoľvek počas roka, keď z neho prúdi zemný poruchový prúd, hodnoty dotykového napätia nepresahujú normované hodnoty. Odpor uzemňovacieho zariadenia je určený prípustným napätím na uzemňovacom zariadení a zemným poruchovým prúdom.

Pri určovaní hodnoty prípustného dotykového napätia by sa ako odhadovaný čas expozície mal brať súčet doby pôsobenia ochrany a celkového času vypnutia ističa. V tomto prípade je potrebné stanoviť prípustné hodnoty dotykových napätí na pracoviskách, kde pri prevádzkovom spínaní môže dôjsť ku skratom na konštrukciách prístupných dotyku personálu vykonávajúceho spínanie, dobu trvania záložnej ochrany a pre zvyšok územia - hlavná ochrana.

Umiestnenie pozdĺžnych a priečnych horizontálnych uzemňovacích vodičov by malo byť určené požiadavkami na obmedzenie dotykových napätí na štandardizované hodnoty a pohodlnosťou pripojenia uzemneného zariadenia. Vzdialenosť medzi pozdĺžnymi a priečnymi horizontálnymi umelými uzemňovacími vodičmi by nemala presiahnuť 30 m a hĺbka ich uloženia v zemi by mala byť najmenej 0,3 m.Na pracoviskách je povolené klásť uzemňovacie vodiče v menšej hĺbke, ak je to potrebné. to je potvrdené výpočtami a samotná realizácia neznižuje jednoduchosť údržby elektrických inštalácií a životnosť uzemňovacích vodičov. Na zníženie dotykového namáhania na pracoviskách možno v odôvodnených prípadoch pridať vrstvu drveného kameňa v hrúbke 0,1-0,2 m.

1.7.53. Pri výrobe uzemňovacieho zariadenia v súlade s požiadavkami na jeho odpor alebo dotykové napätie by sa okrem požiadaviek 1.7.51 a 1.7.52 malo vykonať nasledovné:

uzemňovacie vodiče spájajúce zariadenia alebo konštrukcie so zemnou elektródou by mali byť položené v zemi v hĺbke najmenej 0,3 m;

v blízkosti miest uzemnených neutrálov výkonových transformátorov a skratovačov položte pozdĺžne a priečne horizontálne uzemňovacie vodiče (v štyroch smeroch).

Keď uzemňovacie zariadenie presahuje oplotenie elektrickej inštalácie, vodorovné uzemňovacie vodiče umiestnené mimo územia elektrickej inštalácie by mali byť položené v hĺbke najmenej 1 m. Vonkajší obrys uzemňovacieho zariadenia sa v tomto prípade odporúča vyrobené vo forme mnohouholníka s tupými alebo zaoblenými rohmi.

1.7.54. Neodporúča sa pripojiť vonkajší plot elektrických inštalácií k uzemňovaciemu zariadeniu. Ak z elektrickej inštalácie odchádzajú vzdušné vedenia 110 kV a vyššie, potom by mal byť plot uzemnený pomocou vertikálnych uzemňovacích elektród s dĺžkou 2-3 m, inštalovaných na stĺpikoch plotu po celom jeho obvode každých 20-50 m. sa nevyžaduje pri plote s kovovými stĺpikmi a pri tých stĺpikoch zo železobetónu, ktorých výstuž je elektricky spojená s kovovými článkami plotu.

Aby sa vylúčilo elektrické spojenie medzi vonkajším oplotením a uzemňovacím zariadením, vzdialenosť od oplotenia k prvkom uzemňovacieho zariadenia umiestneným pozdĺž neho na vnútornej, vonkajšej alebo obojstrannej strane musí byť najmenej 2 m Horizontálne uzemňovacie vodiče, potrubia a káble s kovovým plášťom presahujúcim oplotenie a ostatné kovové komunikácie musia byť položené v strede medzi stĺpikmi oplotenia v hĺbke najmenej 0,5 m V miestach, kde vonkajší plot prilieha k budovám a stavbám, ako aj v miestach, kde vnútorné oplotenia priliehajú k vonkajšiemu plotu kovové oplotenie Musia byť vyrobené tehlové alebo drevené vložky s dĺžkou najmenej 1 m.

Elektrické prijímače do 1 kV, ktoré sú napájané priamo zo znižovacích transformátorov umiestnených na území elektroinštalácie, by sa nemali inštalovať na vonkajší plot. Pri umiestňovaní elektrických prijímačov na vonkajší plot by mali byť napájané cez izolačné transformátory. Tieto transformátory nie je dovolené inštalovať na plot. Vedenie spájajúce sekundárne vinutie izolačného transformátora s napájacím prijímačom umiestneným na plote musí byť izolované od zeme na vypočítanú hodnotu napätia na uzemňovacom zariadení.

Ak nie je možné vykonať aspoň jedno z uvedených opatrení, potom by sa mali kovové časti oplotenia pripojiť k uzemňovaciemu zariadeniu a malo by sa vykonať vyrovnanie potenciálu tak, aby dotykové napätie na vonkajšej a vnútornej strane oplotenia nezodpovedalo nesmie prekročiť prípustné hodnoty. Pri zhotovovaní uzemňovacieho zariadenia podľa prípustného odporu sa na tento účel musí na vonkajšej strane plota položiť vodorovný uzemňovací vodič vo vzdialenosti 1 m od neho a v hĺbke 1 m. Táto uzemňovacia elektróda by mala byť pripojená k uzemňovaciemu zariadeniu aspoň v štyroch bodoch.

1.7.55. Ak je uzemňovacie zariadenie priemyselnej alebo inej elektrickej inštalácie pripojené k uzemňovacej elektróde elektrickej inštalácie nad 1 kV účinne uzemneným neutrálnym káblom s kovovým plášťom alebo pancierom alebo cez iné kovové spoje, potom za účelom vyrovnania potenciálov okolo pri takejto elektroinštalácii alebo v okolí budovy, v ktorej je umiestnená, je potrebné dodržať jednu z nasledujúcich podmienok:

1) položenie uzemňovacieho vodiča pripojeného ku kovovým konštrukciám na stavebné a priemyselné účely do zeme v hĺbke 1 m a vo vzdialenosti 1 m od základov budovy alebo od obvodu územia, ktoré zaberá zariadenie a uzemňovacia sieť (uzemnenie) a pri vchodoch a vchodoch do budovy položenie vodičov vo vzdialenosti 1 a 2 m od uzemňovacej elektródy v hĺbke 1 a 1,5 m a pripojenie týchto vodičov k uzemňovacej elektróde ;

2) použitie železobetónových základov ako uzemňovacích vodičov v súlade s 1.7.35 a 1.7.70, ak to zabezpečuje prijateľnú úroveň vyrovnania potenciálu. Zabezpečenie podmienok pre vyrovnanie potenciálov pomocou železobetónových základov použitých ako uzemňovacie vodiče je stanovené na základe požiadaviek osobitných smerníc.

Podmienky uvedené v odsekoch 1 a 2 sa nevyžadujú, ak sú okolo budov, vrátane vjazdov a príjazdových ciest, asfaltové slepé plochy. Ak pri žiadnom vchode (vchode) nie je slepý priestor, musí sa pri tomto vchode (vchode) vykonať vyrovnanie potenciálu položením dvoch vodičov, ako je uvedené v odseku 1, alebo musí byť splnená podmienka v odseku 2. Vo všetkých prípadoch je musia byť splnené: požiadavky 1.7.56.

1.7.56. Aby sa zabránilo potenciálnemu prenosu, napájanie elektrických prijímačov umiestnených mimo uzemňovacích zariadení elektrických inštalácií nad 1 kV siete s účinne uzemneným neutrálom, od vinutí do 1 kV s uzemneným neutrálom transformátorov umiestnených v obryse uzemňovacieho zariadenia , nie je povolené. V prípade potreby je možné takéto výkonové prijímače napájať z transformátora s izolovaným neutrálom na strane do 1 kV cez káblové vedenie vyrobené s káblom bez kovového plášťa a bez panciera, alebo cez vzdušné vedenie. Takéto výkonové prijímače môžu byť napájané aj cez izolačný transformátor. Oddeľovací transformátor a vedenie od jeho sekundárneho vinutia k výkonovému prijímaču, ak prechádza územím, ktoré zaberá uzemňovacie zariadenie elektrickej inštalácie, musia byť izolované od zeme na vypočítanú hodnotu napätia na uzemňovacom zariadení. Ak nie je možné splniť stanovené podmienky na území obsadenom takýmito elektrickými prijímačmi, musí sa vykonať vyrovnanie potenciálu.

ELEKTRICKÉ INŠTALÁCIE S NAPÄTÍM NAD 1 kV SIETE S IZOLOVANÝM NEUTRÁlom

1.7.57. V elektrických inštaláciách nad 1 kV sieť s izolovaným neutrálom odpor uzemňovacieho zariadenia R, Ohm, keď vypočítaný zemný poruchový prúd prechádza kedykoľvek počas roka, berúc do úvahy odpor prirodzených uzemňovacích vodičov, nemalo by byť viac ako:

pri súčasnom použití uzemňovacieho zariadenia pre elektrické inštalácie s napätím do 1 kV

R = 125/I, ale nie viac ako 10 ohmov.

Kde ja- vypočítaný zemný poruchový prúd, A.

V tomto prípade musia byť splnené aj požiadavky na uzemnenie (uzemnenie) elektrických inštalácií do 1 kV;

pri použití uzemňovacieho zariadenia len pre elektrické inštalácie nad 1 kV

R = 250/1, ale nie viac ako 10 ohmov.

1.7.58. Ako vypočítaný prúd sa akceptuje:

1) v sieťach bez kapacitnej kompenzácie prúdu - plný zemný poruchový prúd;

2) v sieťach s kapacitnou kompenzáciou prúdu;

pre uzemňovacie zariadenia, ku ktorým sú pripojené kompenzačné zariadenia - prúd rovný 125% menovitého prúdu týchto zariadení;

pre uzemňovacie zariadenia, ku ktorým nie sú pripojené kompenzačné zariadenia - zvyškový zemný poruchový prúd prechádzajúci v danej sieti pri odpojení najvýkonnejšieho z kompenzačných zariadení alebo najrozvetvenejšej časti siete.

Vypočítaný prúd môže byť braný ako taviaci prúd poistiek alebo prevádzkový prúd reléovej ochrany proti jednofázovým zemným poruchám alebo medzifázovým poruchám, ak v druhom prípade ochrana zabezpečuje vypnutie zemných porúch. V tomto prípade musí byť zemný poruchový prúd aspoň jeden a pol násobok prevádzkového prúdu ochrany relé alebo trojnásobok menovitého prúdu poistiek.

Vypočítaný zemný prúd musí byť určený pre sieťové obvody možné v prevádzke, pre ktoré má tento prúd najväčšiu hodnotu.

1.7.59. V otvorených elektrických inštaláciách nad 1 kV sieťach s izolovaným neutrálom musí byť okolo oblasti obsadenej zariadením v hĺbke najmenej 0,5 m položený uzavretý horizontálny uzemňovací vodič (obvod), ku ktorému je pripojené uzemnené zariadenie. Ak je odpor uzemňovacieho zariadenia vyšší ako 10 Ohmov (v súlade s 1.7.69 pre uzemnenie s odporom vyšším ako 500 Ohm m), potom by sa mali vodorovné uzemňovacie vodiče dodatočne položiť pozdĺž radov zariadení na servisnej strane. hĺbke 0,5 m a vo vzdialenosti 0,8 - 1,0 m od základov alebo základov zariadení.

ELEKTRICKÉ INŠTALÁCIE S NAPÄTÍM DO 1 kV S PEVNE UZEMNENÝM NEUTRÁLOM

1.7.60. Neutrál generátora, transformátor na strane do 1 kV musí byť pripojený k uzemňovacej elektróde pomocou uzemňovacieho vodiča. Prierez uzemňovacieho vodiča nesmie byť menší ako prierez uvedený v tabuľke. 1.7.1.

Použitie neutrálneho pracovného vodiča prichádzajúceho z neutrálu generátora alebo transformátora do rozvádzača ako uzemňovacieho vodiča nie je povolené.

Špecifikovaná uzemňovacia elektróda musí byť umiestnená v tesnej blízkosti generátora alebo transformátora. V niektorých prípadoch, napríklad vo vnútropodnikových rozvodniach, môže byť uzemňovacia elektróda postavená priamo pri stene budovy.

1.7.61. Výstup nulového pracovného vodiča z neutrálu generátora alebo transformátora do rozvádzača sa musí vykonať: pri výstupe fáz zbernicami - prípojnica na izolátoroch, pri výstupe fáz káblom (drôtom) - bytový kábel (drôt). V kábloch s hliníkovým plášťom je dovolené použiť plášť ako neutrálny pracovný vodič namiesto štvrtého jadra.

Vodivosť neutrálneho pracovného vodiča prichádzajúceho z neutrálu generátora alebo transformátora musí byť aspoň 50% vodivosti fázového výstupu.

1.7.62. Odpor uzemňovacieho zariadenia, ku ktorému sú pripojené neutrály generátorov alebo transformátorov alebo svorky jednofázového zdroja prúdu, by v každom ročnom období nemal byť väčší ako 2, 4 a 8 ohmov pri sieťových napätiach. 660, 380 a 220 V zdroja trojfázového prúdu alebo 380, 220 a 127 V zdroji jednofázového prúdu. Táto odolnosť musí byť zabezpečená s prihliadnutím na použitie prirodzených uzemňovacích vodičov, ako aj uzemňovacích vodičov na opakované uzemnenie nulového vodiča nadzemného vedenia do 1 kV s počtom odchádzajúcich vedení najmenej dve. V tomto prípade by odpor uzemňovacieho vodiča umiestneného v tesnej blízkosti neutrálu generátora alebo transformátora alebo výstupu zdroja jednofázového prúdu nemal byť väčší ako: 15, 30 a 60 ohmov pri sieťových napätiach. 660, 380 a 220 V zdroja trojfázového prúdu alebo 380, 220 a 127 V zdroji jednofázového prúdu.

Ak je špecifický odpor zeme väčší ako 100 Ohm m, je povolené zvýšiť vyššie uvedené normy 0,01-krát, ale nie viac ako desaťnásobne.

1.7.63. Na nadzemnom vedení musí byť uzemnenie vykonané neutrálnym pracovným vodičom položeným na rovnakých podperách ako fázové vodiče.

Na koncoch nadzemných vedení (alebo odbočiek z nich) s dĺžkou viac ako 200 m, ako aj na vstupoch z nadzemných vedení do elektrických inštalácií, ktoré podliehajú uzemneniu, musí byť nulový pracovný vodič znovu uzemnený. V tomto prípade by sa v prvom rade mali použiť prirodzené uzemňovacie zariadenia, napríklad podzemné časti podpier (pozri 1.7.70), ako aj uzemňovacie zariadenia určené na ochranu pred bleskovými prepätiami (pozri 2.4.26).

Uvedené opakované uzemnenia sa vykonávajú, ak nie sú potrebné častejšie uzemnenia v podmienkach ochrany pred prepätím blesku.

Opakované uzemnenie nulového vodiča v sieťach s jednosmerným prúdom sa musí vykonávať pomocou samostatných umelých uzemňovacích vodičov, ktoré by nemali mať kovové spojenia s podzemnými potrubiami. Na opätovné uzemnenie neutrálneho pracovného vodiča sa odporúča použiť uzemňovacie zariadenia na nadzemných vedeniach jednosmerného prúdu určené na ochranu pred bleskovými prepätiami (pozri 2.4.26).

Uzemňovacie vodiče pre opakované uzemnenie nulového vodiča musia byť zvolené z podmienky dlhodobého toku prúdu minimálne 25 A. Z hľadiska mechanickej pevnosti musia mať tieto vodiče rozmery nie menšie ako sú uvedené v tabuľke. 1.7.1.

1.7.64. Celkový odpor proti šíreniu uzemňovacích vodičov (vrátane prirodzených) všetkých opakovaných uzemnení neutrálneho pracovného vodiča každého nadzemného vedenia kedykoľvek počas roka by nemal byť väčší ako 5, 10 a 20 ohmov pri sieťových napätiach 660, 380 a 220 V zdroja trojfázového prúdu alebo 380, 220 a 127 V zdroja jednofázového prúdu. V tomto prípade by odpor šírenia uzemňovacieho vodiča každého z opakovaných uzemnení nemal byť väčší ako 15, 30 a 60 ohmov pri rovnakých napätiach.

Ak je špecifický odpor zeme väčší ako 100 Ohm m, je povolené zvýšiť špecifikované normy 0,01-krát, ale nie viac ako desaťnásobne.

ELEKTROINŠTALÁCIE S NAPÄTÍM do 1 kV S IZOLOVANÝM NULOVÝM

1.7.65. Odpor uzemňovacieho zariadenia používaného na uzemnenie elektrického zariadenia nesmie byť väčší ako 4 ohmy.

Keď je výkon generátorov a transformátorov 100 kVA alebo menej, uzemňovacie zariadenia môžu mať odpor nie väčší ako 10 ohmov. Ak generátory alebo transformátory pracujú paralelne, potom je povolený odpor 10 ohmov s ich celkovým výkonom nepresahujúcim 100 kVA.

1.7.66. Uzemňovacie zariadenia elektrických inštalácií s napätím nad 1 kV s účinne uzemneným neutrálom v oblastiach s vysokým zemným odporom, vrátane oblastí permafrostu, sa odporúčajú, aby vyhovovali požiadavkám na dotykové napätie (pozri 1.7.52).

V skalnatých konštrukciách je povolené klásť vodorovné uzemňovacie vodiče v menšej hĺbke, ako vyžaduje 1.7.52 - 1.7.54, ale nie menej ako 0,15 m. Okrem toho je dovolené neinštalovať zvislé uzemňovacie vodiče požadované 1.7. .51 pri vchodoch a vchodoch.

1.7.67. Pri konštrukcii umelých uzemňovacích systémov v oblastiach s vysokým zemným odporom sa odporúčajú nasledujúce opatrenia:

1) inštalácia zvislých uzemňovacích vodičov so zväčšenou dĺžkou, ak odpor zeme klesá s hĺbkou a neexistujú žiadne prirodzené hlboké uzemňovacie vodiče (napríklad studne s kovovými rúrkami);

2) inštalácia vzdialených uzemňovacích elektród, ak sú v blízkosti (do 2 km) od elektrickej inštalácie miesta s nižším zemným odporom;

3) položenie vlhkej ílovitej pôdy do výkopov okolo vodorovných uzemňovacích vodičov v skalnatých konštrukciách, po ktorom nasleduje zhutnenie a zasypanie drveným kameňom na vrchol výkopu;

4) použitie umelej úpravy pôdy na zníženie jej odporu, ak nemožno použiť iné metódy alebo ak neposkytujú požadovaný účinok.

1.7.68. V oblastiach s permafrostom by ste okrem odporúčaní uvedených v 1.7.67 mali:

1) umiestnite uzemňovacie vodiče do nemrznúcich nádrží a rozmrazených zón;

2) použite rúrky na plášť studne; 3) okrem hĺbkových uzemňovacích vodičov používajte rozšírené uzemňovacie vodiče v hĺbke asi 0,5 m, určené na prevádzku v lete, keď sa povrchová vrstva zeme roztápa;

4) vytvorte umelé rozmrazené zóny pokrytím pôdy nad zemnou elektródou vrstvou rašeliny alebo inou tepelnoizolačný materiál na zimné obdobie a ich otvorenie na letné obdobie.

1.7.69. V elektrických inštaláciách nad 1 kV, ako aj v elektrických inštaláciách do 1 kV s izolovaným nulovým vodičom pre zem s odporom väčším ako 500 Ohm m, ak opatrenia uvedené v 1.7.66-1.7.68 neumožňujú získanie uzemňovacích vodičov prijateľných z ekonomických dôvodov, je povolené zvýšiť Hodnoty odporu uzemňovacích zariadení požadovaných touto kapitolou sú 0,002-násobok, kde je ekvivalentný zemný odpor, Ohm m. V tomto prípade by zvýšenie odporu uzemňovacích zariadení požadované v tejto kapitole nemalo byť väčšie ako desaťnásobok.

UZEMŇOVACÍ VODIČ

1.7.70. Ako prirodzené uzemňovacie vodiče sa odporúča použiť: 1) vodovodné a iné kovové potrubia uložené v zemi, s výnimkou potrubí horľavých kvapalín, horľavých alebo výbušných plynov a zmesí;

2) plášte studní;

3) kovové a železobetónové konštrukcie budov a konštrukcií v kontakte so zemou;

4) kovové bočníky hydraulické konštrukcie, vodovodné potrubia, brány atď.;

5) olovené plášte káblov uložených v zemi. Hliníkové plášte káblov sa nesmú používať ako prirodzené uzemňovacie vodiče.

Ak káblové plášte slúžia ako jediné uzemňovacie vodiče, potom sa pri výpočte uzemňovacích zariadení musia brať do úvahy, ak existujú aspoň dva káble;

6) uzemňovacie vodiče podpier nadzemného vedenia pripojené k uzemňovaciemu zariadeniu elektrickej inštalácie pomocou kábla na ochranu pred bleskom nadzemného vedenia, ak kábel nie je izolovaný od podpier nadzemného vedenia;

7) neutrálne vodiče nadzemných vedení do 1 kV s opakovanými uzemňovacími spínačmi pre najmenej dve nadzemné vedenia;

8) koľajové trate hlavných neelektrifikovaných železníc a prístupových ciest, ak je medzi koľajnicami zámerné usporiadanie prepojok.

1.7.71. Uzemňovacie elektródy musia byť pripojené k uzemňovacej sieti najmenej dvoma vodičmi pripojenými k uzemňovacej elektróde na rôznych miestach. Táto požiadavka sa nevzťahuje na podpery nadzemného vedenia, opätovné uzemnenie neutrálneho vodiča a kovové plášte káblov.

1.7.72. Pre umelé uzemňovacie vodiče by sa mala použiť oceľ.

Umelé uzemňovacie vodiče by sa nemali natierať.

Najmenšie veľkosti oceľové umelé uzemňovacie vodiče sú uvedené nižšie:

Prierez vodorovných uzemňovacích vodičov pre elektrické inštalácie s napätím nad 1 kV sa volí podľa tepelného odporu (na základe prípustnej teploty ohrevu 400 °C).

Uzemňovacie elektródy by sa nemali umiestňovať (používať) na miestach, kde je zem vysušená teplom potrubí a pod.

Výkopy pre vodorovné uzemňovacie vodiče musia byť vyplnené homogénnou zeminou, ktorá neobsahuje drvený kameň a stavebný odpad.

Ak existuje riziko korózie uzemňovacích vodičov, je potrebné vykonať jedno z nasledujúcich opatrení:

zvýšenie prierezu uzemňovacích vodičov s prihliadnutím na ich odhadovanú životnosť;

použitie pozinkovaných uzemňovacích vodičov;

použitie elektrickej ochrany.

Ako umelé uzemňovače je dovolené používať uzemňovacie vodiče z elektricky vodivého betónu.

UZEMNENIE A NULOVÉ OCHRANNÉ VODIČE

1.7.73. Ako neutrálne ochranné vodiče by sa mali najskôr použiť neutrálne pracovné vodiče (pozri tiež 1.7.82).

Nasledujúce môžu byť použité ako uzemňovacie a neutrálne ochranné vodiče (výnimky nájdete v kapitole 7.3):

1) vodiče špeciálne poskytnuté na tento účel;

2) kovové konštrukcie budov (krovy, stĺpy atď.);

3) železobetónová výstuž stavebné konštrukcie a základy;

4) kovové konštrukcie na priemyselné účely (žeriavové dráhy, rámy rozvádzačov, galérie, plošiny, výťahové šachty, výťahy, výťahy, rámy kanálov atď.);

5) oceľové rúry pre elektrické vedenie;

6) hliníkové káblové plášte;

7) kovové kryty a nosné konštrukcie prípojníc, kovové skrinky a podnosy elektrických inštalácií;

8) kovové stacionárne otvorené potrubia na všetky účely, okrem potrubí horľavých a výbušných látok a zmesí, kanalizácie a ústredného kúrenia.

Uvedené v odsekoch. 2-8 vodičov, konštrukcie a iné prvky môžu slúžiť ako jediné uzemňovacie alebo neutrálne ochranné vodiče, ak ich vodivosť spĺňa požiadavky tejto kapitoly a ak je počas používania zabezpečená kontinuita elektrického obvodu.

Uzemňovacie a neutrálne ochranné vodiče musia byť chránené pred koróziou.

1.7.74. Používanie kovových plášťov rúrkových drôtov, nosných káblov na káblové vedenie, kovových plášťov izolačných rúrok, kovových hadíc, ako aj pancierových a olovených plášťov vodičov a káblov ako uzemňovacích alebo neutrálnych ochranných vodičov je zakázané. Použitie plášťov olovených káblov na tieto účely je povolené len v rekonštruovaných mestských elektrických sieťach 220/127 a 380/220 V.

Vo vnútorných a vonkajších inštaláciách, ktoré vyžadujú uzemnenie alebo uzemnenie, musia byť tieto prvky uzemnené alebo uzemnené a musia mať spoľahlivé spojenia. Kovové spojky a boxy musia byť spojené s pancierom a kovovými plášťami spájkovaním alebo skrutkovaním.

1.7.75. Uzemňovacie alebo uzemňovacie vedenia a odbočky z nich v uzavretých priestoroch a vo vonkajších inštaláciách musia byť prístupné na kontrolu a musia mať prierezy nie menšie ako tie, ktoré sú uvedené v 1.7.76 - 1.7.79.

Požiadavka na prístupnosť pre kontrolu sa nevzťahuje na nulové vodiče a káblové plášte, na vystuženie železobetónových konštrukcií, ako aj na uzemňovacie a nulové ochranné vodiče uložené v potrubiach a krabiciach, ako aj priamo v telese stavebných konštrukcií (zapustené ).

Odbočky zo siete k elektrickým prijímačom do 1 kV môžu byť položené skryté priamo v stene, pod čistou podlahou a pod., čím sú chránené pred vystavením agresívnemu prostrediu. Takéto pobočky by nemali mať spojenia.

Pri vonkajších inštaláciách môžu byť uzemňovacie a neutrálne ochranné vodiče uložené v zemi, v podlahe alebo pozdĺž okraja plošín, základov technologických zariadení atď.

Použitie neizolovaných hliníkových vodičov na uloženie do zeme ako uzemňovacích alebo neutrálnych ochranných vodičov nie je povolené.

1.7.76. Uzemňovacie a neutrálne ochranné vodiče v elektrických inštaláciách do 1 kV musia mať rozmery nie menšie, ako sú uvedené v tabuľke. 1.7.1 (pozri tiež 1.7.96 a 1.7.104).

Prierezy (priemery) nulových ochranných a nulových pracovných vodičov nadzemných vedení musia byť zvolené v súlade s požiadavkami kap. 2.4.

Tabuľka 1.7.1. Najmenšie rozmery uzemňovacích a neutrálnych ochranných vodičov

názov	Meď	hliník	Oceľ
názov	Meď	hliník	v budovách	vo vonkajších inštaláciách	v zemi
Holé vodiče:
prierez, mm²	4	6	-	-	-
priemer, mm	-	-	5	6	10
Izolované vodiče:
prierez, mm²	1,5*	2,5	-	-	-
* Pri ukladaní vodičov do potrubí je možné použiť prierez neutrálnych ochranných vodičov rovný 1 mm², ak majú fázové vodiče rovnaký prierez.
Uzemňovacie a neutrálne vodiče káblov a splietaných drôtov v spoločnom ochrannom plášti s fázovými vodičmi: prierez, mm²	1	2,5	-	-	-
Uhlová oceľ: hrúbka príruby, mm	-	-	2	2,5	4
Pásová oceľ:
prierez, mm²	-	-	24	48	48
hrúbka, mm	-	-	3	4	4
Vodovodné a plynové potrubie (oceľ): hrúbka steny, mm	-	-	2,5	2,5	3,5
Tenkostenné rúry (oceľ): hrúbka steny, mm	-	-	1,5	2,5	Nepovolené

1.7.77. Pri elektrických inštaláciách nad 1 kV s účinne uzemneným neutrálom treba prierezy uzemňovacích vodičov voliť tak, aby pri pretekaní najvyššieho jednofázového skratového prúdu neprekročila teplota uzemňovacích vodičov 400°. C (krátkodobé zahriatie zodpovedajúce dobe trvania hlavnej ochrany a plnej dobe vypnutia ističa).

1.7.78. V elektrických inštaláciách do 1 kV a viac s izolovaným neutrálom musí byť vodivosť uzemňovacích vodičov aspoň 1/3 vodivosti fázových vodičov a prierez by nemal byť menší ako tie, ktoré sú uvedené v tabuľke. . 1.7.1 (pozri tiež 1.7.96 a 1.7.104). Nevyžaduje sa použitie medených vodičov s prierezom väčším ako 25 mm², hliníka - 35 mm², ocele - 120 mm². V priemyselných priestoroch s takýmito elektrickými vedeniami musí mať uzemnenie z oceľového pásu prierez najmenej 100 mm². Je prípustné použiť kruhovú oceľ rovnakého prierezu.

1.7.79. V elektrických inštaláciách do 1 kV s pevne uzemneným nulovým vodičom, aby sa zabezpečilo automatické vypnutie núdzového úseku, musí byť vodivosť fázových a nulových ochranných vodičov volená tak, aby v prípade skratu na kryte resp. neutrálneho ochranného vodiča, dôjde ku skratovému prúdu, ktorý prekročí minimálne:

3-násobok menovitého prúdu poistkového prvku najbližšej poistky;

3-násobok menovitého prúdu neregulovanej spúšte alebo nastavenia prúdu nastaviteľnej spúšte ističa s charakteristikou nepriamo závislou od prúdu.

Pri ochrane sietí automatickými ističmi, ktoré majú len elektromagnetickú spúšť (odpojenie), musí vodivosť špecifikovaných vodičov zabezpečiť prúd, ktorý nie je nižší ako je nastavený okamžitý prúd, vynásobený koeficientom zohľadňujúcim rozptyl (podľa výrobného závodu údajov) a bezpečnostným faktorom 1,1. Ak neexistujú žiadne výrobné údaje pre istič s menovitým prúdom do 100 A by sa násobok skratového prúdu vzhľadom na nastavenie mal brať najmenej 1,4 a pre ističe s menovitým prúdom vyšším ako 100 A - najmenej 1,25.

Celková vodivosť neutrálneho ochranného vodiča musí byť vo všetkých prípadoch najmenej 50% vodivosti fázového vodiča.

Ak nie sú splnené požiadavky tohto odseku vzhľadom na hodnotu poruchového prúdu do tela alebo do nulového ochranného vodiča, potom je potrebné zabezpečiť odpojenie pri týchto skratoch pomocou špeciálnych ochrán.

1.7.80. V elektrických inštaláciách do 1 kV s pevne uzemneným neutrálom sa na splnenie požiadaviek uvedených v 1.7.79 odporúča položiť neutrálne ochranné vodiče spolu alebo v tesnej blízkosti fázových vodičov.

1.7.81. Nulový pracovný vodič musí byť navrhnutý pre dlhodobý tok prevádzkového prúdu.

Ako neutrálne pracovné vodiče sa odporúča použiť vodiče s izoláciou ekvivalentnou izolácii fázových vodičov. Takáto izolácia je povinná pre neutrálne pracovné aj neutrálne ochranné vodiče na miestach, kde použitie holých vodičov môže viesť k vytvoreniu elektrických párov alebo poškodeniu izolácie fázových vodičov v dôsledku iskrenia medzi holým neutrálnym vodičom a plášťom. alebo štruktúra (napríklad pri kladení drôtov do potrubí, škatúľ, podnosov). Takáto izolácia sa nevyžaduje, ak sa ako neutrálne pracovné a neutrálne ochranné vodiče používajú plášte a nosné konštrukcie kompletných prípojnicových žľabov a prípojníc kompletných rozvodných zariadení (dosky, rozvody, zostavy atď.), ako aj hliníkové alebo olovené plášte káblov ( pozri 1.7.74 a 2.3.52).

V priemyselných priestoroch s normálnym prostredím je povolené používať kovové konštrukcie, potrubia, kryty a nosné konštrukcie prípojníc špecifikované v 1.7.73 ako neutrálne pracovné vodiče na napájanie jednofázových elektrických prijímačov. slaby prud, napríklad: v sieťach do 42 V; pri zapínaní jednotlivých cievok magnetických štartérov alebo stýkačov na fázové napätie; pri zapnutí fázového napätia elektrického osvetlenia a ovládacích a poplašných obvodov na odbočkách.

1.7.82. Nie je dovolené používať neutrálne pracovné vodiče smerujúce k prenosným jednofázovým a jednosmerným elektrickým prijímačom ako neutrálne ochranné vodiče. Na uzemnenie takýchto elektrických prijímačov sa musí použiť samostatný tretí vodič pripojený v zásuvnom konektore odbočovacej skrinky, v paneli, paneli, zostave atď. k neutrálnemu pracovnému alebo neutrálnemu ochrannému vodiču (pozri tiež 6.1.20 ).

1.7.83. V obvode uzemňovacích a neutrálnych ochranných vodičov by nemali byť žiadne odpájacie zariadenia ani poistky.

V obvode nulových pracovných vodičov, ak súčasne slúžia na účely uzemnenia, je povolené používať spínače, ktoré súčasne s odpojením nulových pracovných vodičov odpoja všetky živé vodiče (pozri tiež 1.7.84).

Jednopólové spínače by mali byť inštalované vo fázových vodičoch a nie v neutrálnom pracovnom vodiči.

1.7.84. Neutrálne ochranné vodiče vedení nie je dovolené používať na neutralizáciu elektrických zariadení napájaných inými vedeniami.

Na uzemnenie elektrických zariadení napájaných z iných vedení je dovolené použiť nulové pracovné vodiče osvetľovacích vedení, ak sú všetky tieto vedenia napájané z jedného transformátora, ich vodivosť spĺňa požiadavky tejto kapitoly a možnosť odpojenia nulových pracovných vodičov počas prevádzky. iných liniek je vylúčená. V takýchto prípadoch by sa nemali používať spínače, ktoré odpájajú nulové pracovné vodiče spolu s fázovými vodičmi.

1.7.85. V suchých miestnostiach, bez agresívneho prostredia, môžu byť uzemňovacie a neutrálne ochranné vodiče položené priamo pozdĺž stien.

Vo vlhkých, vlhkých a obzvlášť vlhkých miestnostiach a v miestnostiach s agresívnym prostredím by mali byť uzemňovacie a neutrálne ochranné vodiče položené vo vzdialenosti najmenej 10 mm od stien.

1.7.86. Uzemňovacie a neutrálne ochranné vodiče musia byť chránené pred chemickými vplyvmi. Na miestach, kde sa tieto vodiče krížia s káblami, potrubiami, železničnými traťami, na miestach, kde vstupujú do budov a na iných miestach, kde je možné mechanické poškodenie uzemnenia a neutrálnych ochranných vodičov, musia byť tieto vodiče chránené.

1.7.87. Ukladanie uzemňovacích a neutrálnych ochranných vodičov v miestach, kde prechádzajú cez steny a stropy, by sa malo spravidla vykonávať s ich priamym ukončením. Na týchto miestach by vodiče nemali mať prípojky ani odbočky.

1.7.88. Na miestach, kde vstupujú uzemňovacie vodiče do budov, musia byť umiestnené identifikačné značky.

1.7.89. Použitie špeciálne položených uzemňovacích alebo neutrálnych ochranných vodičov na iné účely nie je povolené.

SPOJENIA A SPOJENIA UZEMŇOVACÍCH A NULOVÝCH OCHRANNÝCH VODIČOV

1.7.90. Spojenia uzemňovacích a neutrálnych ochranných vodičov navzájom musia zabezpečiť spoľahlivý kontakt a musia sa vykonávať zváraním.

Vo vnútorných a vonkajších inštaláciách bez agresívneho prostredia je povolené vykonávať spojenia uzemňovacích a neutrálnych ochranných vodičov inými spôsobmi, ktoré spĺňajú požiadavky GOST 10434-82 "Elektrické kontaktné spojenia. Všeobecne technické požiadavky"do 2. triedy spojov. V tomto prípade je potrebné vykonať opatrenia proti uvoľneniu a korózii kontaktných spojov. Spojenia uzemňovacích a neutrálnych ochranných vodičov elektrických rozvodov a nadzemných vedení možno vykonať rovnakými metódami ako fázové vodiče."

Pripojenia uzemňovacích a neutrálnych ochranných vodičov musia byť prístupné na kontrolu.

1.7.91. Oceľové elektroinštalačné rúrky, krabice, podnosy a iné konštrukcie používané ako uzemňovacie alebo neutrálne ochranné vodiče musia mať pripojenia, ktoré spĺňajú požiadavky GOST 10434-82 na pripojenia triedy 2. Musí byť zabezpečený aj spoľahlivý kontakt oceľových rúr so skriňami elektrických zariadení, do ktorých sú rúry vložené, a so spojovacími (odbočnými) kovovými krabicami.

1.7.92. Miesta a spôsoby pripojenia uzemňovacích vodičov s predĺženými vodičmi prirodzeného uzemnenia (napríklad s potrubím) musia byť zvolené tak, aby pri odpájaní uzemňovacích vodičov napr. opravárenské práce bola poskytnutá vypočítaná hodnota odporu uzemňovacieho zariadenia. Vodomery, ventily atď. musia mať obtokové vodiče, aby sa zabezpečila kontinuita uzemňovacieho okruhu.

1.7.93. Pripojenie uzemňovacích a neutrálnych ochranných vodičov k častiam zariadenia, ktoré sa má uzemniť alebo neutralizovať, sa musí vykonať zváraním alebo skrutkovaním. Prípojka musí byť prístupná pre kontrolu. Pri skrutkových spojoch sa musia prijať opatrenia, aby sa zabránilo uvoľneniu a korózii kontaktného spoja.

Uzemnenie alebo uzemnenie zariadenia, ktoré sa často rozoberá alebo je inštalované na pohyblivých častiach alebo častiach vystavených nárazom alebo vibráciám, sa musí vykonať pomocou flexibilného uzemnenia alebo neutrálnych ochranných vodičov.

1.7.94. Každá časť elektrickej inštalácie, ktorá je predmetom uzemnenia alebo uzemnenia, musí byť pripojená k uzemňovacej alebo uzemňovacej sieti pomocou samostatnej vetvy. Sekvenčné pripojenie uzemnených alebo neutralizovaných častí elektrickej inštalácie do uzemňovacieho alebo neutrálneho ochranného vodiča nie je povolené.

PRENOSNÉ ELEKTRICKÉ PODMIENKY

1.7.95. Prenosné elektrické prijímače by mali byť napájané sieťovým napätím nepresahujúcim 380/220 V.

V závislosti od kategórie priestorov z hľadiska stupňa nebezpečenstva úrazu elektrickým prúdom pre ľudí (pozri kapitolu 1.1) môžu byť prenosné elektrické prijímače napájané buď priamo zo siete, alebo cez izolačné alebo znižovacie transformátory (pozri 1.7.44 ).

Kovové skrine prenosných elektrických prijímačov nad 42 V AC a nad 110 V DC v rizikových priestoroch, najmä nebezpečných a vo vonkajších inštaláciách musia byť uzemnené alebo neutralizované, s výnimkou elektrických prijímačov s dvojitou izoláciou alebo napájaných z izolačných transformátorov.

1.7.96. Uzemnenie alebo uzemnenie prenosných elektrických prijímačov musí byť vykonané špeciálnym vodičom (tretí - pre jednofázové a jednosmerné elektrické prijímače, štvrtý - pre trojfázové elektrické prijímače), umiestnený v rovnakom plášti s fázovými vodičmi. prenosného drôtu a pripojený k krytu elektrického prijímača a k špeciálnemu kontaktu zástrčky zásuvného konektora (pozri 1.7.97). Prierez tohto jadra sa musí rovnať prierezu fázových vodičov. Použitie neutrálneho pracovného vodiča na tento účel, vrátane vodiča umiestneného v spoločnom plášti, nie je povolené.

Vzhľadom na to, že GOST pre niektoré značky káblov zabezpečuje zmenšený prierez štvrtého jadra, použitie takýchto káblov pre trojfázové prenosné napájacie prijímače je povolené až do zodpovedajúcej zmeny v GOST.

Jadrá vodičov a káblov používaných na uzemnenie alebo uzemnenie prenosných elektrických prijímačov musia byť medené, ohybné, s prierezom najmenej 1,5 mm² pre prenosné elektrické prijímače v priemyselných inštaláciách a najmenej 0,75 mm² pre domáce prenosné elektrické prijímače.

1.7.97. Prenosné elektrické prijímače testovacích a experimentálnych inštalácií, ktorých pohyb nie je počas prevádzky určený, môžu byť uzemnené pomocou stacionárnych alebo samostatných prenosných uzemňovacích vodičov. V tomto prípade musia stacionárne uzemňovacie vodiče spĺňať požiadavky 1.7.73 - 1.7.89 a prenosné uzemňovacie vodiče musia byť pružné, medené, s prierezom nie menším ako je prierez fázových vodičov, ale nie menším. ako je uvedené v 1.7.96.

V zásuvných konektoroch prenosných elektrických prijímačov, predlžovacích vodičoch a kábloch musia byť vodiče pripojené k zásuvke zo strany zdroja energie a k zástrčke - zo strany elektrických prijímačov.

Zásuvné konektory musia mať špeciálne kontakty, ku ktorým sú pripojené uzemňovacie a neutrálne ochranné vodiče.

Pri zapnutí musí byť spojenie medzi týmito kontaktmi vytvorené skôr, ako sa kontakty fázových vodičov dostanú do kontaktu. Poradie odpájania kontaktov pri odpájaní by malo byť opačné.

Konštrukcia zásuvných konektorov musí byť taká, aby bolo možné spojiť kontakty fázových vodičov s uzemňovacími (uzemňovacími) kontaktmi.

Ak je telo zásuvného konektora vyrobené z kovu, musí byť elektricky spojené s uzemňovacím kontaktom.

1.7.98. Uzemňovacie a neutrálne ochranné vodiče prenosných drôtov a káblov musia mať charakteristický znak.

Pokiaľ ide o požiadavky na uzemnenie elektrické výrobky ktorá zahŕňa aj automatizačné panely (skrine), musíte sa navyše zoznámiť s nasledujúcou technickou dokumentáciou:
1) GOST R 12.1.019-2009 "Systém noriem bezpečnosti práce. Elektrická bezpečnosť. Všeobecné požiadavky a nomenklatúra typov ochrany“ odsek 4.2.2 (približne - pre Ruskú federáciu), v ktorom sú uvedené metódy na zabezpečenie ochrany pred úrazom elektrickým prúdom pri dotyku kovových častí bez prúdu, ktoré sa môžu pod napätím v dôsledku poškodenia izolácie, čo je pre rozvádzače (skrinky) veľmi dôležité.
2) GOST 12.2.007.0-75 "Systém noriem bezpečnosti práce. Elektrické výrobky. Všeobecné bezpečnostné požiadavky" s izmom 3.3. Požiadavky na ochranné uzemnenie vr. bod 3.3.7, bod 3.3.8, ktorý naznačuje potrebu vybavenia prvkami pre uzemňovacie plášte, kryty, skrine atď.
3)RM 4-249-91 "Automatizačné systémy technologických procesov. Výstavba uzemňovacích sietí. Manual“ a je tam všetko o uzemnení, vrátane článku 2.12, článku 3.15, ... Existuje článok 2.25, ktorý poskytuje prepojenie na požiadavky PM3-82-90 „Panely a konzoly pre systémy automatizácie procesov. Dizajn. Vlastnosti aplikácie".
4) РМ3-54-90 "Panely a ovládacie panely automatizačných systémov. Inštalácia elektrického vedenia. Manuálne" odsek 1.4 Požiadavky na uzemnenie (uzemnenie) s príkladmi zapojenia prvkov rozvádzača (skrinky) vo vnútri rozvádzača (skrinky).
5)RM 4-6-92 Časť 3 "Systémy automatizácie technologických procesov. Návrh elektrických a potrubných rozvodov. Pokyny na vykonávanie dokumentácie. Príručka" odsek 3.6 Ochranné uzemnenie a uzemnenie a článok 3.7.1 týkajúci sa vykonávania pokynov pre ochranné uzemnenie a uzemnenie nulovanie elektrických inštalácií s príkladmi v prílohách.
6) atď. a tak ďalej.
7) GOST 21.408-2013 "SPDS. Pravidlá implementácie pracovnej dokumentácie pre automatizáciu technologických procesov" doložka 5.6.2.1 a doložka 5.6.2.5 a doložka 5.6.2.7 týkajúca sa vykonávania ochranného uzemnenia a uzemnenia zariadení automatizačného systému.
Upozorňujeme, že existuje koncept oboznámenia sa a kontroly aktuálnych normatívnych a technických predpisov, hlavné je, kde získať užitočné informácie a vedieť ich filtrovať a aplikovať.
A v zložitom prevedení zvyčajne kábel na pripojenie elektrického prijímača, ktorým je automatizačný panel (skriňa), k rozvádzaču napájacieho systému a usporiadanie uzemňovacích slučiek a uzemňovacích jednotiek v rozvádzačoch a operátorských miestnostiach, ako aj pripojenie týchto jednotiek k uzemňovacím slučkám, sú zohľadnené v častiach súpravy napájacieho zdroja (poznámka - značka "ES"), ale samotné pripojenie tohto kábla je už znázornené na výkresoch zodpovedajúcich schém v súprave automatizácie, v v automatizačnej súprave sú požiadavky uvedené (zohľadnené) a (alebo) znázornené na výkresoch (poznámka - zvyčajne ide o schémy vonkajších pripojení alebo tabuľky pripojení vonkajšej elektroinštalácie) pripojenie uzemňovacích vodičov k uzlom a uzemňovacím slučkám z krytov prístrojov a rozvádzače a pod.