Источники помех на шине Земля

Все помехи, воздействующие на кабели, датчики, исполнительные механизмы, контроллеры и металлические шкафы автоматики, в большинстве случаев протекают и по заземляющим проводникам, создавая паразитное электромагнитное поле вокруг них и падение напряжения помехи на проводниках.

Источниками и причинами помех могут быть молния, статическое электричество, электромагнитное излучение, «шумящее» оборудование, сеть питания 220 В с частотой 50 Гц, переключаемые сетевые нагрузки, трибоэлектричество, гальванические пары, термоэлектрический эффект, электролитические процессы, движение проводника в магнитном поле и др. В промышленности встречается много помех, связанных с неисправностями или применением не сертифицированной аппаратуры. В России уровень помех регулируются нормативами — ГОСТ Р 51318.14.1, ГОСТ Р 51318.14.2, ГОСТ Р 51317.3.2, ГОСТ Р 51317.3.3, ГОСТ Р 51317.4.2, ГОСТ 51317.4.4, ГОСТ Р 51317.4.11, ГОСТ Р 51522, ГОСТ Р 50648. На этапе проектирования промышленного оборудования, чтобы снизить уровень помех, применяют маломощную элементную базу с минимальным быстродействием и стараются уменьшить длину проводников и экранирование.

Заземление

Трудно, если вообще возможно, найти человека, которому не попадался бы на глаза знак заземления:

Но не все знают, для чего нужно заземление. А знать это не помешает, так как система заземления имеет весьма важные функции в электроэнергетике, в числе которых на первом месте находится электробезопасность. Устройство заземления включает в себя несколько проводников, которые подсоединяются к нейтрали, корпусам электроустановок и заземлителям. Способы подключения зависят от условий, в которых работают электроустановки, и развивались вместе с технологией. Было бы удобно рассмотреть их в «историческом» порядке.

На рисунке ниже показана промышленная трехфазная система электроснабжения:

В отличие от Т. Эдисона его сотрудник Никола Тесла видел перспективу в переменном токе и многофазной системе – дававшей огромное преимущество для преобразования энергии, в том числе и в механическую. Директор немецкой компании AEG («Объединенное общество электрификации») российский инженер М.О. Доливо-Добровольский оптимизировал систему Тесла и придал ей современный вид. В 1891 году заработала первая трехфазная ЛЭП Лауфен-Франкфурт мощностью в 70 кВт и поставила точку в вопросе о том, как надо вырабатывать и транспортировать электроэнергию.

В первых системах электропередач не было даже нейтрали – только фазные провода. Нейтраль была добавлена для улучшения распределения токов при неравномерной нагрузке по фазам. Проблема земли возникла после того, как выяснилось, что между проводами и заземленными предметами возникают значительные разности потенциалов, способные создавать достаточно большие токи, приводившие к поражению людей и возникновению пожаров.

Нужно учесть еще и то, что электрическая изоляция тех времен не всегда была достаточно совершенной. Решение казалось простым: соединить с землей самую удобную точку, по соображениям симметрии, это средняя точка звезды обмоток генератора или трансформатора. Это система TN-C (terra neutral combined – земля и нейтраль совместные). Патент от 1913 года принадлежал AEG. Это наиболее простая схема с глухозаземленной нейтралью, объединяющая защитное зануление и рабочее заземление:

Нейтраль заземляется на подстанции, может быть заземлена и в других точках. Рисунок показывает, как работает заземление в трехфазной промышленной сети. Недостатком этой системы является то, что при обрыве нейтрали (нулевого провода) где-нибудь на месте электроустановки могут оказаться под фазным напряжением.

Поэтому в предыдущую схему добавили меры, обеспечивающие защитное заземление и зануление. Заземление и зануление электроустановок производят двумя раздельными цепями. Рисунок ниже поясняет, что такое защитное заземление:

Эта схема называется TN-C-S (комбинированная-разделенная). Комбинируется (объединяется) она в точке уравнивания потенциалов, обычно там же используют повторное заземление нулевого провода. До него все цепи N (нейтраль) и PE (protective earth – защитная земля) должны быть разделены.

Принцип действия защитного заземления состоит в том, что с его помощью заряд электроустановки стекает на землю и оно продолжает защищать нетоковедущие части электроустановок и в ситуации «отгорания нуля». Это происходит потому, что общая часть, PEN — защитная земля и нейтраль —  выполнены очень надежно, чего нельзя сказать о местном подключении нуля к электроустановке.

К сожалению, нули отваливаются у электриков довольно часто. Иногда в этих цепях протекают слишком значительные токи и от перегрузки происходит подгорание контактов. Иногда нейтраль и линейные (фазные) провода оказываются перепутанными горе-электриками при ремонтах и подключениях. Все эти случаи резко увеличивают опасность поражения током если защитная земля отсутствует. В этом и состоит назначение защитного заземления.

Назначение заземления также зависит от вида электроустановки и может быть рабочим, обеспечивающим ее функционирование. Эти случаи могут и не иметь отношения к электробезопасности.

Устройство контура заземления показано на рисунке ниже:

Несколько металлических штырей забивают в землю на глубину 2.5-3 м, сваривают между собой стальной полосой и приваривают заземляющую шину, которая идет к шине, находящейся в здании. Величина сопротивления искусственного заземления не должна превышать 4 Ом.

Виды заземления: TN-C и TN-S, TN-C-S, TT и IT

TN-C заземление было разработано и сконструировано в начале прошлого века в Германии. В данном виде заземления PE-проводник соединён с рабочим нулём в один провод. Основным недостатком TN-C заземления является возникновение большого линейного напряжения в случае обрыва нуля на корпусе электроприбора. Тем не менее, такой вид заземления можно до сих пор встретить в старых советских постройках.

TN-S заземление пришло на смену опасной системе TN-C в далеких 30-х годах прошлого столетия. В этой системе заземления защитный и рабочий ноль уже разделялись на подстанции, а заземлитель был вынесен в отдельную металлическую конструкцию из толстой арматуры. Вследствие этого, даже при разрыве рабочего нуля, не возникало сильного линейного напряжения, которое и стало основным недостатком TN-C заземления.

TN-C-S заземление представляет собой систему, в которой разделение рабочих и защитных нулей происходит непосредственно в самой линии. Однако такой вид заземления, точно так же, как и TN-C заземление имеет один и тот же существенный недостаток, связанный с линейным напряжением в случае обрыва нулевого провода.

TT заземление представляет собой систему, где непосредственно сама КТП имеет соединение с устройством заземления. В ней абсолютно все токопроводящие элементы имеют надежное соединение с заземлителями, которые отделены от заземлителей нейтрали трансформаторной подстанции.

IT заземление представляет собой систему заземления повышенной электробезопасности. В данном виде заземления нейтраль источника электроснабжения имеет собственную защиту, а токопроводящие элементы заземлены. Такая система заземления устанавливается там, где требуются высокие требования касательно электробезопасности установок.

Характеристики и параметры заземления

К каждому из вышеперечисленных видов заземления выдвигаются свои определенные требования, которые регламентируются соответствующими разделами ГОСТа.

Основными для всех систем заземления условиями работы, являются:

1. Наличие установленного УЗО;
2. Запрет подсоединения к коммуникациям;
3. Использование только заземляющего контура для установки стационарных систем.

Как было сказано выше, основным параметром заземления, является его сопротивление. Чем больше напряжение, тем меньше должно быть сопротивление заземления. Так, например, для напряжения в сети 220 Вольт, нормальным сопротивлением заземления считается показатель в 8 Ом. В электрических сетях 380 Вольт, сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом, а в сетях 660 Вольт, не более 2 Ом.

Не менее важным параметром заземления, считается и сечение проводников. Сечение алюминиевых и медных неизолированных заземляющих проводников в электроустановках до 1 кВт, должно составлять не менее 6 и 4 кв. мм. Для изолированных защитных проводников, сечение может быть уменьшено, до 1 и 2,5 кв. мм., соответственно.

Виды ЗУ

В качестве заземляющего устройства может использоваться объекты естественного происхождения либо искусственные заземлители.

К первым относятся:

• конструкции домов и помещений, осуществляющие соединение с землей;
• фундаменты из железобетона – при наличии вокруг влажных грунтов (глинистые, суглинки и др.);
• подземные трубы различных систем, кроме теплотрасс и слущащих для транспортировки горючих материалов;
• оболочки кабеля из свинца.

Следует учитывать, что значение R (сопротивление) у естественных заземлителей можно узнать только путем проведения контрольных замеров, и если естественные элементы заземления будут иметь приемлемые показатели сопротивления, то конструировать что-то еще не нужно будет.

В качестве искусственных заземляющих устройств применяются элементы представляющие собой:

• стальные трубы от 3 см в диаметре и от 2 метров длинной;
• стальные полосы или угловая сталь не тоньше 0,4 см и длинной от 2 метров;
• длинные (до 10 м) стальные прутья диаметром от 1 см;
• обрезки труб из стали, рельс;
• металлические цепи, тросы.

Выбирая размеры электрода, обязательно учитывайте:

• значение сопротивления заземлителя при наименьшей массе – уровень сопротивления зависит в основном от длины электрода, и в наименьшей степени от его поперечного сечения;
• механическую устойчивость к подземной коррозии – показатель устойчивости к коррозии зависит от толщины и площади соприкосновения с грунтом.

Имея одинаковые сечения, в качестве более долговечных электродов служат круглые стержни. Для предотвращения коррозии в агрессивных щелочных и кислых почвах, используют медные, омедненные или оцинкованные материалы. На любых типах почв нельзя использовать алюминий, из-за окисления и последующей изоляции его поверхности.

Монтируют вертикальные электроды таким образом, чтобы верхний конец находился около поверхности грунта или глубже на 50-80 см – данный вариант обеспечивает более стабильную и эффективную защиту из-за небольших изменений удельного сопротивления грунта в разные периоды. Если одного электрода недостаточно для достижения необходимых технических параметров сопротивления растеканию, тогда устанавливают несколько электродов подряд или по периметру. Лучшую прочность во время углубления показывают трубы и уголки.

Вертикальные элементы чаще всего соединяются стальными стержнями, приваренными к верхним концам, реже с помощью пластин или колец.

Назначение заземления

Сначала определимся с определением заземления. Заземление нужно понимать как специальное электрическое соединение некоторых элементов сети, металлических корпусов различных электроприборов или электроустановок с конструкцией заземления.

Заземление нейтрали и защитное заземление

Устройство заземления нужно рассматривать как некоторую конструкцию специальных заземлителей с заземляющими проводниками, которые представляют собой электрическую связь электроустановки с грунтом.

То есть, эта конструкция заземляющих устройств предназначена для поглощения землей опасного для жизни напряжения, появившегося на металлическом корпусе электроустановки при пробое изоляции сетевых проводов. Заземлители обеспечивают надежный контакт с грунтом, и через проводники связаны с металлическими частями электрических установок.

Для оценки надежности и качества ЗУ существуют определенные значения сопротивления заземления с грунтом. Чем меньше величина сопротивления заземления, тем качественнее электрическое соединение между заземлителем и грунтом. Для идеального варианта сопротивление равно нулю, но такого не может быть из-за наличия удельного электрического сопротивления грунта.

Варианты контура заземления для частного дома

Поэтому для различных типов электросетей определены нормированные сопротивления заземления. Сопротивление заземление нейтрали у трансформатора подстанции по нормативу 4 Ома. Величина сопротивления заземления молниезащиты в однофазных сетях 220 В, также в 3-х фазной электросети 380 В составляет 10 Ом. По правилам ПЭУ 1.7. 103 для систем электропитания TN-C-S частных домов и электросети 220/380 В значение сопротивления заземления не превышает 30 Ом.

Бытовое заземление

Заземление ванны в квартире

Большая часть несчастных случаев в бытовых условиях связана с касанием прибора, который имеет повреждение изоляции. Тело человека в данном случае является проводником тока. Электрические варочные плиты, стиральные и посудомоечные машины, радиаторы отопления, микроволновки, бойлеры, ПК, мойки для посуды – все это металлические конструкции, которые хорошо проводят ток и без заземления могут причинить вред здоровью.

Короткое замыкание – это соприкосновение фазного и нулевого провода в сети, что приводит к срабатыванию аварийной защиты и отключению прибора от питания. Чаще всего происходит не короткое замыкание, а утечка тока, который накапливается в корпусе бытового оборудования. Это может привести к поражению электричеством.

Для безопасности человека необходимо устанавливать розетки с заземляющими контактами. К розетке должен быть подведен трехжильный кабель. При двухжильной и трехжильной системе заземление оборудуется по-разному – от распределительной коробки или электрического щитка.

Система с заземленной нейтралью ТТ

ТТ – это система, где нейтраль, принадлежащая источнику питания глухо заземляется, а вот открытые проводящие части заземляются отдельно, при помощи специального заземляющего устройства, которое электрически независимо от нейтрали.

Расшифровывается ТТ как:

Т – заземленная нейтраль, связь нейтрали источника электрической энергии с землей непосредственна;

Т – открытые проводящие части заземлены. Это значит, что заземление проводится локально (по месту) независимо от нейтрали.

Схема показана ниже:

Достоинством такого заземления будет то, что контур заземления РЕ абсолютно не зависит от нейтрального провода N. Что при его разрушении на подстанции или на пути от подстанции к потребителю абсолютно не повлияет на контур РЕ.

Но есть и минусы, а именно – требуется более сложный контур молниезащиты, что бы избежать появления пиков между N и РЕ. Также в данной системе автоматическому выключателю довольно сложно отследить КЗ на корпус, так как при местном заземлении сопротивление его  довольно велико.

Более того, ПУЭ рекомендует систему ТТ как дополнительную, при условии, что подводящая линия не может удовлетворить требования TN-C-S по механической защите РЕ и повторному заземлению. Также в электроустановках, в которых при касании возможен непосредственный контакт с землей или же с заземленными металлическими элементами.

Также нужно помнить, что при использовании ТТ необходимо обязательно применять УЗО. Как правило, в таких системах применяют вводное УЗО имеющее уставку 100 – 300 мА и отслеживающее КЗ между РЕ и фазой. После него устанавливают  УЗО персональные для конкретных цепей с токами уставки 10-30 мА.

Естественное и искусственное заземление

Рассматривая виды заземления, упомянем естественные и искусственные конструкции, а также разновидности систем заземления (TT, IT, TN S, TN C S, TN C). Итак, естественное заземление — это конструкции, находящиеся в земле постоянно, такие как железобетонный фундамент. Сопротивление таких предметов нигде не регламентировано, поэтому как заземление электроустановок подобные естественные конструкции использовать нельзя.

Однако среди видов заземления нас больше интересуют искусственные конструкции. Это когда точку электросети, оборудования или установки специально объединяют с заземляющим устройством. Состоит заземляющее устройство из заземлителя и заземляющего проводника (шина, он же проводник с низким сопротивлением). Простейший заземлитель являет собой стержень из стали или меди, но может быть и более сложным сочетанием деталей различной формы.

Что нужно знать о качественном заземлении? Нужно добиться низкого соотношения сопротивления заземления к сопротивлению растеканию тока. Как это сделать? Для улучшения качества заземления подходит расширение площади заземляющих электродов, снижение удельного электрического сопротивления грунта, увеличение концентрации солей в грунте или его нагрев, а также большее заглубление электродов заземления или увеличение их количества.

Система IT

Схема заземления IТ

IT отличается изолированной нейтралью. Она не соединяется с землей, или же заземляется через специальное устройство, обладающее большим сопротивлением. Открытые токопроводящие детали электрических установок заземляются через отдельные контуры. Конструкция практически исключает недостатки в виде появления нежелательных вихревых токов либо магнитных полей.

Существует два вида схем IT. В стандартном варианте проводник N отсутствует. Во второй схеме он предусмотрен, а вместе с ним применяются устройства контроля изоляции. В итоге к потребителю может приходить три или четыре (3 фазы + рабочий ноль) проводника от трансформаторной подстанции.

Плюсы:

• повышенная безопасность для потребителя;
• максимальная защита оборудования;
• простой монтаж;
• надежная защита от межфазных замыканий при работе с большими токами.

Минусы:

сложная схема контроля токов утечки, требующая вмешательств потребителя.

IT используется в лабораториях, промышленных предприятиях, больницах.

Типы систем заземления

Для частного дома и квартиры подходят следующие типы заземления:

• TN;
• IT;
• TT.

У первой и самой распространенной системы TN есть подтипы — S и C S. Вообще, для расшифровки аббревиатур нужно понять несколько моментов.

1. По умолчанию, первая буква t говорит о принципе функционирования питающего источника.
2. Вторая буква — N, T или I — указывает на принцип заземления и защиту открытых элементов отводов. T прописывают, если контур заземлен, N — если зануление осуществляется подключением к нейтрали, а I — когда электрическое оборудование не имеет электрических контактов, то есть отвод изолирован. На картинке ниже вы увидите обозначение заземления и соответствующую схему.
3. В нынешних Госстандартах есть понятие нулевого заземляющего проводника. Он актуален для систем с напряжение до 1 кВ. Выделяют землю (PE), нулевой заземляющий проводник (N) и объединение земли с нулем (PEN).

Виды заземления и их назначение

Рассмотрим виды заземления в электроустановках с их основными чертами в таблице.

Кратко резюмируем виды заземления и их назначение:

IT-система снабжения подходит для специальных лабораторий;
TT-система актуальна для подключения временных объектов или мобильных сооружений, к примеру, на стройке;
подсистема TN-C-S чаще всего выбирается при реконструкции старых зданий;
TN-S — при проектировании новых строительных объектов;
TN-C обнаруживается преимущественно в старом жилом фонде и в настоящее время не используется ввиду высоких рисков пожарной опасности и удара электрическим током;
TN-система оптимально пригодна для жилых домов (обращайте внимание на современные подсистемы из этой категории).

Системы заземления типа TN-S, TN-C, TN-C-S

Прежде чем разбираться в типах заземление, нужно правильно понять, что оно из себя представляет. Ведь при упоминании этого слова, у большинства в сознание всплывает картинка: идущая по фасаду здания металлическая лента, которая присоединяется к вбитому в землю стержню.

К сожалению такое малое знание о заземление ведет к тому, что часто встречаются ситуации, когда пытаясь найти в помещение отвод для заземления и не найдя его, совершаются ошибочные действия. А именно попытки произвести заземление путем подсоединения третьего провода к различным металлически предметам. Особенно при установке стиральной машинки. Это могут быть трубы отопления, стояки и что-то иное.

А ведь в принципе, действие это понятно, ведь считается, что трубы идут через землю и значит, что электричество уйдет туда. Но не все так радужно. Такой способ заземления очень опасный. Ведь если случится ситуация при которой произойдет электропробой на корпус стиральной машины, то электрические удары могут получить все люди, которые в этот момент принимали ванну или просто пользовались краном. При этом в любой из квартир расположенных по стояку. А это может привести к летальному исходу.

Что такое заземление?

Поэтому чтобы производить заземление необходимо хорошо разбираться в этом деле и все делать согласно требованиям безопасности.

Что же такое заземление? По периметру здания вбивается ряд металлических стержней. Между собой они соединяются металлическими полосами. Так образуется контур заземления. К нему подсоединяется оборудование или электроустановки. Это и будет называться заземлением электроустановки (оборудования).

Существуют два вида заземления:

1. Защитное – эти видом обеспечиваются все дома, к которым подведено электричество;
2. Рабочее – присутствует на всех зданиях, оно служит главным образом для защиты от ударов молнии.

Чтобы организовать собственную систему подключения заземления, нужно определить тип системы заземления, которое подключено в конкретном здании. Существует общая точка, в которой соединяются обмотки трансформатора. Она имеет свое название – нейтраль или еще ее называют нулевая точка. Такое название получено из-за того, что при стабильной работе потенциал нагрузки равен всегда нулю.

Существует три типа заземления:

Чтобы понять, что они обозначают надо сделать расшифровку входящих в них букв. Первая буква будет обозначать, какой характер имеет заземление:

• Т – нулевая точка (нейтраль) – соединена с землей;
• I – все части проводящие ток, подвергнуты изоляции от земли.

По второй букве, можно определить какой характер заземления имеют открытые проводящие части входящих в здание электроустановок:

• T – существующие части связанны с землей, вне зависимости от того какого характера существует связь;
• N – части электроустановок связаны напрямую с землей, а для заземления потребителей существует отдельный PEN проводник.

Рассматривать их все стоит только при необходимости. Так как основным типом заземления, которое характеризуется низковольтностью – это до одной тысячи вольт. При этом используется система TN. Она включает в себя три подвида. Они имеют также буквенную аббревиатуру (буквенное обозначение систем заземления):

Следует расшифровать эти понятия.

Таблица 1.

И так следует поподробнее рассмотреть эти три подтипа.

Естественные и искусственные заземлители

Схема заземления считается естественной в том случае, если в земле постоянно находятся металлические части объектов заземления, такие как металлические трубы и сваи, разного диаметра арматура, другие предметы, имеющие способность проводить ток.

Исходя из того, что параметры растекания тока в земле от естественных заземлителей сложно контролировать, применение их в работе электрических установок запрещается. Во всей нормативной документации разрешается работать электроустановкам, имеющим искусственное заземление.

Созданное устройство заземления оборудования или зданий имеет основной параметр — это значение сопротивления, которое подлежит нормированию. В этом случае есть контроль над растеканием тока, поступающего по заземляющему устройству в землю.

Показатели сопротивления заземлителя зависят от таких факторов, как:

• вид грунта и его состояние;
• конструкция заземляющего устройства;
• материал, применяемый для выполнения конструкции заземлителя;
• площадь контакта устройства заземления с грунтом.

Естественные и искусственные заземлители:

Естественные и искусственные заземлители

Система TN и ее варианты ↑

Система TN отличается наличием глухозаземленной нейтрали: открытые проводящие части любой электроустановки присоединены к конкретной глухозаземленной нейтральной точке источника электропитания посредством специальных нулевых защитных проводников.

Термин «глухозаземленная нейтраль» означает, что нейтраль (ноль) на трансформаторной подстанции подключена прямо к заземляющему контуру (т.е. заземлен).

Основное условие электробезопасности TN заключается в следующем: значение тока между открытой проводящей частью и фазным проводником при коротком замыкании должно превышать величину электротока срабатывания устройства защиты за нормированное время.

Востребованная подсистема TN-C

Подсистемой TN-C является TN, в которой проводники (нулевой рабочий, а также защитный) на всем протяжении системы совмещены (в 1 проводник PEN), т.е. произведено защитное зануление. Это наиболее используемая разновидность TN со времен СССР. Однако эта система сейчас устарела. Из современных электроустановок, она встречается лишь в уличном освещении (в целях экономии, а также пониженного риска). Для нового жилья ее рекомендовать нельзя. Сейчас на смену ей пришли более современные системы.

Вариант заземления TN-S

Подсистемой TN-S является TN, в которой проводники (нулевой рабочий, а также защитный) на всем протяжении системы разделены. Это современная, самая безопасная, однако самая дорогая система. Она уже очень давно применяется в телекоммуникационных сетях (что примечательно, при ее использовании исключены помехи в слаботочной сети).

TN-C-S — специфика устройства

Системы заземления TN-C, TN-C-S

Подсистему TN-C-S – можно отнести к промежуточному варианту. В ней нулевой рабочий, а также защитный проводники совмещены лишь в какой-то одной ее части. Обычно — в главном щите здания (где защитное заземление дополнено защитным занулением). По всему зданию далее эти проводники разделены. Система оптимальна с позиции соотношения цена — качество. Данная схема является в настоящее время основной, которую можно реализовывать в отдельных частях электроустановок при реконструкции. Другие системы заземления электроустановок сделать этого не позволяют. Сечения проводников выбираются, исходя из значений токов (расчетных), протекающих через них. Площадь сечения (минимальная) PEN-проводника равна 4 мм2. Необходимо предусмотреть, чтобы в распределительном щите были отдельные зажимы на шине PEN (для каждого проводника — N и РЕ). При применении многожильного или одиночного провода в качестве PEN-проводника его цвет изоляции должен быть исключительно желто-зеленым.

Каким методом выполняют устройство системы заземления?

Схема системы заземления

Сегодняшним днем зарегистрировано несколько технологий, предусматривающих устройство распространенных систем заземления. Весьма широко применяются два метода, которые мы сейчас и разберём.

1. Стандартная методика характеризуется выполнением заземлительной конструкции посредством сырья черной металлургии. Изначально разрабатывается проект, и после подготовки всего инструментария, приступают к реализации контура на местности. При этом учитываются ряд факторов, которые могут повлиять на конструкцию. Использование данной технологии усовершенствовалось на протяжении многих лет, и в наше время применяется для многих климатических условий.
2. Модульное заземление предполагает использование специального комплекта, найти который можно в торговых точках. В этом случае применяются материалы фабричного производства.

Далее кратко ознакомимся с оборудованием для модульного варианта заземления и рассмотрим алгоритм монтажа. Совершение установки стандартного способа заземления, вы сможете посмотреть здесь.

Основные схемы выполнения функционального заземления

Вариант «А» существует и даже исполняется, но является самым опасным из представленных с точки зрения электробезопасности и безопасности объекта в целом. Подробные объяснения приведены ниже.

Вариант «В» является формальным подходом, выполнение системы с его использованием полностью законно. Это качественное защитное заземление с радиальной схемой разводки, которое используется для вновь строящихся объектов.

Вариант «С» – удобная схема для реконструируемых объектов. С точки зрения воздействия помех на ответственное оборудование данный вариант значительно лучше, чем «В».

Недостатки варианта «А»:

1. Разрушается целостность основной системы уравнивания потенциалов, что приводит к появлению разности потенциалов на независимых системах заземления в процессе эксплуатации.

Причины появления разности потенциалов могут быть такими:

• КЗ на корпус в сети ТN-S до срабатывания системы защиты (~110B).
• Внешние электромагнитные поля (близкий разряд молнии) из-за разницы в длине проводников. Иногда измеряется в кВ.
• Занос потенциала на ГЗШ при срабатывании молниеприемника, при этом разница потенциалов достигает исчисляется сотнями кВ. Подробнее написано в статье «Защитное заземление. Основная и дополнительные системы уравнивания потенциала».

2. Крайне низкие токи короткого замыкания фаза-корпус относительно сетей типа TN-S со всеми вытекающими последствиями (см. рис. 3).

Рис. 3. Схема протекания тока замыкания на корпус аппарата при использовании независимого функционального заземления в сети типа TN

FE не имеет точки соединения с ГЗШ и с нейтралью, и токи короткого замыкания составят только десятки ампер. Ситуация ухудшается отсутствие в цепи устройства защитного отключения. Максимальный ток короткого замыкания составит 36,6 А:

Время отключения составит 30-120 сек, и все это время на корпусе будет присутствовать практически фазное напряжение по корпусным элементам, и протекать ток большой величины, что может привести к возгоранию. При наличии автоматов с номинальным рабочим током более 32 А цепь вообще не отключится.

Повторим: вариант «А» использовать для сетей типа TN-S крайне опасно.

Ф – сетевой фильтр, ФЗ – фильтр заземления.

Вариант «D» демонстрирует соединение FE и ГЗШ с использованием разрядника уравнивания потенциалов. Вариант имеет проблему: он сработает только в случае заноса потенциала при грозовых разрядах, когда разница в напряжении достаточна для срабатывания разрядника (600-900В). В остальных случаях целостность системы основного уравнивания потенциалов электроустановки остается нарушенной и электробезопасности при первичном пробое не обеспечивается.

Вариант «Е» разработан с учетом установки в разрыв проводника уравнивания потенциалов дроссельного фильтра заземления (например, «Квазар Ф-ХХХРЕ», изготовитель ГК «Полигон»).

Варианты «F», «G», «H» показывают построение FE с постепенным улучшением уровня защиты ответственного электрооборудования от помех без проблем с электробезопасностью.