понятия, схемы, преимущества и недостатки

На чтение 7 мин. Просмотров 122 Опубликовано 04.08.2019 Обновлено 15.07.2019

Практически каждый человек слышал о таком способе защиты от поражения током, как заземление электрооборудования. Установка трехпроводной электрической магистрали в современных строительных сооружениях является обязательным условием. В старых сооружениях не использовалась такая система защиты. В этом случае электромонтажники прибегают к занулению проводки.

Для чего необходимо заземление

Заземление

Из нормативной документации ГОСТа № 12.01.009-76 следует, что защитное заземление – это создание единого контура с землей и металлическими токоведущими частями, которые в процессе эксплуатации электротехнических приборов могут оказаться под напряжением, например, корпус микроволновой печи или стиральной машины.

Заземление требуется, чтобы при образовании напряжения в тех местах, где его быть не должно, электричество уходило в землю. Это позволяет предотвратить поражение током жителей квартиры или дома. Как правило, подобные явления наблюдаются при нарушении целостности изоляционного слоя и касания токоведущей жилы корпуса.

Типы заземления в бытовых условиях

В бытовых условиях правильно реализованная система заземления гарантирует бесперебойную работу всех электрических приборов. Во времена существования Советского Союза в домах не было большого скопления электроустановок, следовательно, такая мера безопасности практически не использовалась.

В то время широкое распространение получила эксплуатация системы TN-C, в которой заземляющий провод РЕ коммутировался с рабочим нулем в единую токопроводящую жилу РЕN, а к квартире подключался двухжильный провод. Эта система устарела, на замену пришла новая — TN-C-S. Ее особенность заключается в разъединении в распределительном щитке провода PEN на РЕ и N.

Все современные здания или строения, подлежащие модернизации, обслуживаются по трех- или пятипроводной схеме. В помещение подается три линии:

• земля;
• рабочий ноль;
• фаза.

Все вычислительные и бытовые приборы современного образца адаптированы под трехпроводную систему. Штекеры и розетки оснащены специальными клеммами заземления.

Если здание устаревшее и не оснащено системой заземления, а проводка двухпроводная, все современные трехпроводные электротехнические приборы утрачивают свои качества. Например, сетевой фильтр становится обычной переноской. В этом случае установка зануления в квартире согласно нормативному документу ПУЭ 1.7.132 запрещена.

Что такое зануление электрических приборов

Из нормативной документации ГОСТа № 12.01.009-76 следует, что зануление – это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением в результате неисправностей.

Есть понятие – глухозаземленная нейтраль. На трансформаторные подстанции по ЛЭП приходит 3 фазы. Глухозаземленная нейтраль – это собственное заземление, которое установлено вокруг. Он идет от подстанции на жилые дома и здания с фазными проводами.

Зануление реализуется следующим образом: в распределительном щитке делают разводку, которая идет с глухозаземленной нейтрали и разбивается перед автоматом на ноль, который идет в квартиру. По существу это так и останется глухозаземленная нейтраль, которая используется для зануления.

Занулять оборудование от рабочего автомата запрещено, это опасно для жизни.

Если процесс зануления благополучно завершен, при касании корпуса включенного устройства с токоведущей оголенной жилой произойдет замыкание и сразу сработает автомат на вводе в квартиру.

Зануление и заземление – в чем разница

Обе системы защиты выполняют одинаковую функцию – защищают домочадцев от поражения электрическим током при касании оголенного провода или неисправных электроустановок. Разница заключается в том, что зануление моментально обесточивает помещение при опасном контакте, а заземление отводит всю «опасность» в землю.

Отличие по области применения

Основное правило, которые должны знать все электромонтажники – одновременно реализовать оба способа защиты запрещается. Если есть возможность организовать заземление, рассматривать вариант зануления не стоит.

• В многоквартирных зданиях заземление монтируют по двум сторонам здания или вокруг. Старые здания в большинстве своем исключения, в них вовсе может отсутствовать контур. В загородных домах реализация заземляющего контура — забота домовладельца. Как правило, заземляющий контур имеет треугольную форму.
• Защитное зануление в квартирах применяется лишь при отсутствии заземления. Как правило, речь идет о многоквартирных домах старого образца. Реализуя этот способ защиты, дополнительно требуется приобретать и устанавливать автоматы и УЗО.

В промышленных отраслях зануление представляет собой одну из составляющих общего заземления больших помещений и всего оборудования, находящегося в них. Зануление в бытовых условиях — не совсем безопасный способ коммутации заземляющего контура электрических приборов к рабочему нулю.

Что лучше

Подготовка заземляющего контура

Заземление в сравнении с занулением имеет большое количество преимущественных особенностей.

• Заземляющий контур можно реализовать самостоятельно в домашних условиях. Для этого потребуется небольшое количество металла и сварочный аппарат. Если же говорить о занулении, то для реализации защиты требуются знания, которые связаны не только с проведением подсчетов, но и выбором наиболее подходящей точки подсоединения провода к нейтрали.
• Если произойдет обрыв нулевого провода в распределительном щитке, система зануления сразу выйдет из строя и будет неработоспособной. Заземление в этом случае имеет превосходство, поскольку используемый провод РЕ не отваривается и не отгорает. Рекомендуется раз в год проверять его состояние и при необходимости подтягивать клеммы.

Таким образом, лучше отдавать предпочтение заземлению, поскольку оно более эффективное и простое в реализации. Сделать его можно самостоятельно, не имея особых навыков.

Требования к заземлению и занулению

В защитном занулении происходит разрыв между землей и контактом заземления электроприбора

Главное требование – правильная реализация, которая обеспечит полную безопасность и защиту человека от поражения электрическим током в случае аварийных или нештатных ситуаций.

Основные требования к заземлению – отвод напряжения в слои почвы. Земля поглощает электрический ток, предотвращая нанесение урона человеческому здоровью.

Требования к занулению – отключение защитной автоматики, если произошло соприкосновение токонесущих элементов или оголенных проводов с поверхностями металлических  корпусов электротехнических деталей и бытовой техники, где напряжения быть не должно.

Практические советы

При строительстве частного дома заземление является обязательным условием

При полной или частичной замене, модернизации или ремонте проводки в квартире или загородном доме важно не пренебрегать правилами личной безопасности. Несколько практических советов:

• Если установлена двухпроводная электрическая сеть, при установке трехпроводной розетки нельзя соединять заземляющий контур и рабочий ноль. Это нарушение одного из основных правил безопасности. Если пренебречь им, корпус бытового прибора, подключенного к сети, всегда будет под напряжением, что отрицательно сказывается на производительности и эксплуатационном сроке, а также несет опасность жизни и здоровью человека и домашних питомцев.
• Во время строительства дачи или загородного дома установка заземления – обязательное условие эксплуатации электричества. Недорогая, имеющая простую конструкцию заземляющая система сбережет здоровье людей и целостность всей дорогостоящей бытовой техники, электротехнических приборов.
• Для обеспечения электроэнергией мощных бытовых приборов, например, стиральной или посудомоечной машины, бойлера, в помещении рекомендуется проводить отдельную магистраль электропроводки. Обусловлено это тем, что при одновременном запуске этих приборов датчики УЗО (устройства защитного отключения) и предохранительные датчики будут часто срабатывать, отключая полностью подачу ресурса на квартиру или дом.

Предохранительный автомат и УЗО – это два абсолютно разных электротехнических прибора. Каждый из них имеет свои конструктивные особенности и выполняет определенные функции.

Устройство защитного отключения – это защита человека и домашних питомцев, прибор быстрого срабатывания. Автомат – это электротехнический прибор, который улавливает изменение параметров электрической сети, в частности ее перегрузку. Его основной недостаток – может сработать не сразу, а по истечении определенного времени. Чтобы совместить возможности двух защитных приборов и нивелировать их недостатки, был разработан гибридный прибор – дифавтомат.

Различия между заземлением и занулением, схемы и расчеты

Чем отличается заземление от зануления? Специалисты разобрались с этим вопросом. Все это — защитные меры от пиковых токов. Предусматривают работу по недопущению поражения электричеством человека и бытовых приборов. Названия разные, но все это — системы защиты.

Чтобы понять, в чем разница между заземлением и занулением, нужно знать назначение и принцип работы электрических устройств.

Принцип действия

Заземляющий контур электрической цепи – система проводов, соединяющая каждого потребителя, в обслуживаемой цепи, со специальным заземляющим контуром здания. При пробое на корпус прибора или утечке тока с поврежденной проводки, ток проходит по проводам к заземлителю.

Сопротивление заземления, как правило, выполняется меньше, чем сопротивление всей цепи. Поэтому ток течет по «легкому» пути и отводится с корпусов оборудования.

Занулением называется выполнение электрического соединения токопроводящих корпусов приборов с глухозаземленной нейтралью. При возникновении пиковых значений тока, его потенциал отводится, с помощью шины зануления, в специальную щитовую или на трансформаторную будку.

Главное его назначение – в случаях пробоев и утечек напряжения на корпус оборудования, вызывается короткое замыкание, сгорают предохранители или срабатывают автоматические размыкатели цепи.

Это и есть главное отличие заземления от зануления. Заземляющий контур принимает на себя токи КЗ, зануление вызывает срабатывание предохранительных устройств.

Разберем подробнее работу систем защиты от воздействия электрического тока.

Особенности заземляющего устройства

Основной целью заземляющего контура является понижение потенциала при пробое на корпус и коротком замыкании, до безопасного значения.

При этом, на корпусе оборудования понижается напряжение и сила тока, до безопасного уровня. На производстве заземляют корпуса электрооборудования, зданий и помещений от воздействия атмосферных токов.

При монтаже контура, в сети трехфазного тока не более 1000 В, применяют изолированную нейтраль. При больших уровнях напряжения сети, монтируется система с разными режимами нейтрали.

Контур заземления – это целая система, включающая в себя:

• заземлитель;
• заземляющие горизонтальные проводники;
• подводящие провода.

Заземлитель подразделяют на искусственный и естественный.

При возможности следует использовать естественный заземлитель:

• подземные трубопроводы водоснабжения. Но в этом случае, необходимо оборудовать трубопровод защитой от блуждающих токов;
• подключаются на металлоконструкции цехов и помещений;
• стальная или медная оплетка кабеля;
• трубопроводы в скважине.

По нормам ПУЭ запрещено подключать заземляющий контур на трубы отопления и с пожароопасными материалами.

При искусственном оснащении, заземляемое оборудование предохраняется путем изготовления контура в виде равностороннего треугольника из металлических штырей или уголков.

Для щелочной и кислой почвы, рекомендуется использовать медный, оцинкованный заземлитель. Для изготовления контура в виде треугольника, необходимо углубиться в землю на 70 см.

Нельзя устанавливать групповые заземлители в пробуренные отверстия. Их необходимо забить в месте разметки, на глубину, не менее 2-х метров. Затем, соединяют заземлители в единую конструкцию с помощью отрезков стальной полосы.

Корпуса каждого прибора должны обязательно подключаться к системе защиты. При этом, нельзя подключать несколько потребителей последовательно, каждое устройство обязано обустраиваться линией подключения.

Теперь о главном – значение уровня сопротивления контура. В него суммируется сопротивления каждого прибора цепи и его проводов.

При расчете сопротивления контура, следует учитывать уровень значения грунта, размеры и глубину забивания заземлителей. Необходимо учитывать температурные особенности региона обустройства контура.

Помните – при жаркой погоде, место установки следует заливать водой, почва при высыхании меняет уровень сопротивления.

При обслуживании сетей до 1000. В и мощности оборудования свыше 100 кВА – сопротивление контура не более 10 Ом. В бытовых сетях оптимальным значением будет 4 Ома. Напряжение при прикосновении должно быть меньше 40 В. Сети свыше 1000 В защищаются устройством с сопротивлением не более 1 Ома.

Это некоторые особенности и принцип действия заземления. Более подробно, вы можете ознакомиться в статьях по этой теме на сайте.

Особенности и принцип действия зануления

Назначение зануления — метод защитного устройства позволяет провести подключение корпусов оборудования и других деталей из металлов с нейтралью (нулевой защитный проводник). В условиях с заземленным защитным проводником и напряжением в сети не более 1000 В, используется схема зануления.

При пробое фазного тока на корпусе электроприборов и оборудовании происходит КЗ фазы. При этом, срабатывают автоматы защитного отключения тока и цепь размыкается. Этим и отличаются две защитные системы.

К приборам зануления относят:

• плавкий предохранитель;
• автомат отключения тока;
• встроенные в пускатели, тепловые реле;
• контактор с тепловой защитой.

Возникла ситуация пробоя фазного напряжения. При этом от корпуса электроустановки ток проходит по нейтрали на обмотку трансформатора. Затем, от него по фазе — на предохранитель. Плавкие предохранители сгорают от пиковых значений тока, в электрическую цепь прекращается подача напряжения.

При этом, ноль беспрепятственно проводит ток, позволяя сработать защите. Его прокладывают в безопасном месте, запрещается оснащать его дополнительными выключателями и другими устройствами.

Значение уровня проводимости провода фазы должно быть наполовину больше нулевого проводника. Как правило, в этом случае используют стальные пластины, оболочки кабеля и другие материалы.

Зануляющие проводники проверяют на исправность при сдаче работ по подключению и проводке электроэнергии в здании, а также, через определенное количество времени, при пользовании электрической схемой.

Не менее одного раза в период 5 — летнего срока, производятся замеры значений сопротивления всей цепи фазного и нулевого проводника на корпусах самого дальнего оборудования от щита электропроводки, а также самого мощного оборудования в помещении.

Защитное зануление, в некоторых случаях, может выполнять работу защитного отключения

. При этом, отличаются эти 2-е защитных системы тем, что в случае защитного отключения цепи, его можно использовать в любых условиях, при различных режимах заземляющего проводника, показателей напряжения цепи. В таких сетях можно обойтись и без провода нулевого подключения.

Расчет зануления необходимо производить с учетом всех условий работы и принципа его действия.

Защитное отключение выполняют с использованием защитной системы, которая отключает электрооборудование автоматически. При возникновении аварийных ситуаций и угроз поражения и нанесения электротравм человеку, к таким ситуациям можно отнести:

• короткое замыкание фазного провода на корпус;
• повреждение изоляции электрической проводки;
• неисправности на заземляющем контуре;
• нарушения целостности зануляющих проводников.

Эта защитная система нередко используется при невозможности провести защитные системы заземления и зануления. Но на ответственных участках, возможна установка защитного отключения и как дополнительный контур защиты человека и оборудования от поражения токами утечки и короткого замыкания.

При этом, их подразделяют, в зависимости от величины тока на входе и изменений реакции защитных устройств, на несколько схем:

• наличия напряжения на корпусе оборудования;
• силу тока при замыкании на провод земли;
• напряжения или силу тока в нулевом проводнике;
• уровня напряжения на фазе относительно значения на проводе земли;
• устройства для постоянного или переменного тока;
• устройства комбинированные.

Все системы защиты и отключения подачи тока в сеть оснащаются автоматическими выключателями. В их конструкции предусмотрена установка специального оборудования защитного отключения. При этом, период времени для отключения сети не должен превышать 2-е десятые секунды.

В заключение разберем вопрос, который может задать начинающий электрик.

Взаимозаменяемость защитных систем

Можно ли установить зануление вместо заземления? На этот вопрос любой специалист ответит «да», но только в промышленном здании.

В жилом помещении применять такую схему защиты следует в очень редких случаях, и только в нежилых помещениях. Это обусловлено, в первую очередь, с неравномерной нагрузкой на провод фазы и нейтрали.

При работе, на провода каждой фазы поступает одинаковая нагрузка, но по нейтрали общей цепи проходит достаточно малый ток. Каждому известно, что нельзя касаться фазы, но можно выполнять работу с нолем под нагрузкой.

При этом, сечение нулевого провода меньше провода фазы. При долгом использовании он окисляется на скрутках, нарушается слой изоляции при нагреве, в худшем случае он просто отгорит. При этом, напряжение фазы подходит к щитовой, затем, через провод ноля идет к потребителю. Корпуса приборов находятся под напряжением, повышается возможность поражения человека током.

Как советуют некоторые умельцы в Интернете, можно подвести к каждому бытовому прибору провода системы зануления, но это повлечет за собой значительные траты на проводку и последующий ремонт. Поэтому занулять источники в жилых помещениях нельзя.

Лучше в электрощите установить устройство защитного отключения и спокойно пользоваться бытовыми приборами. Каждое защитное устройство выполняет свое предназначение, при правильном расчете, монтаже и его использовании.

Заземление и зануление электроустановок: виды, достоинства и недостатки

Любая электроустановка состоит не только из проводников электрического тока. Они помещаются в корпуса и оболочки, закрыты кожухами. Между токоведущими частями корпусами, в которых они находятся или на которых расположены, размещаются изоляционные материалы.

Все изоляторы подвержены способности повреждаться. При этом они теряют свои свойства и начинают проводить электрический ток. Потенциал рабочих частей электроустановки, находящихся под напряжением, проникает через место повреждения на токопроводящие корпуса и оболочки. При прикосновении к ним человека последний получает опасный для жизни удар электрическим током.

Способы защиты от опасных потенциалов

Ситуацию с повреждением междуфазной изоляции электрооборудования мгновенно пресекают защитные устройства: автоматические выключатели или предохранители. Но она лишь косвенно представляет опасность для человека.

Опаснее для людей как раз однофазное замыкание, в результате которого корпуса электродвигателей, электрошкафов, кабельных конструкций оказываются под напряжением.

Чтобы исключить риск поражения электротоком, нужно, чтобы при попадании напряжения на корпус произошло гарантированное короткое замыкание и потенциал на корпусе был максимально снижен.

Первое защитное действие достигается созданием цепи между корпусом и заземленной нейтралью электроустановки. При замыкании возникает ток, достаточно большой для срабатывания тех же защитных аппаратов, работающих при междуфазных замыканиях. Это называется защитным отключением.

Для реализации второго метода всем потенциально опасным металлическим частям электрооборудования придают потенциал земли. Делается это преднамеренным их соединением с заземляющим устройством. Мероприятие носит название – защитное заземление.

Системы заземления электроустановок до 1000 В получили в 7-м издании ПУЭ классификацию. Рассмотрим эти системы по очереди.

Система заземления TN-C

В этой конструкции нет ничего нового. Она была такой долгие годы.

Для питания потребителей в ней используется 4 провода. Три из них – фазные, один – нулевой. По последнему протекает рабочий ток нагрузки. Но он же используется и для реализации защитных целей, соединяясь с контуром заземления нейтрали силового трансформатора, питающего электроустановки. К нему же присоединяются и корпуса электрооборудования. Называется он проводником PEN. Из-за того, что в нем сочетаются функции защиты и транспортировки рабочего тока к месту назначения, он получил название «совмещенный проводник».

В итоге реализуются обе задачи: ток замыкания на землю высок – отключение поврежденного участка происходит достаточно быстро. К тому же при повреждении малое сопротивление PEN-проводника шунтирует тело прикоснувшегося к корпусу человека, имеющее сопротивление порядка килоома. Большая часть тока стекает в землю.

Но по PEN-проводнику протекает рабочий ток нагрузки. Контактные соединения от этого могут нарушиться, соединение – стать ненадежными или прерваться вовсе.

Так исчезает столь необходимая связь с заземляющим устройством.

Даже, если имеется повторное заземление PEN-проводника на вводе в здание.

Мало того, наличие тока в этом проводнике приводит к возникновению потенциала, увеличивающегося по мере удаления от точки связи с контуром заземления.

А при обрыве проводника PEN картина и вовсе ужасающая. Потенциал на корпусах за местом обрыва может теоретически достигнуть и 220 В.

Добавим ко всему этому технологически трудную реализацию соединения корпусов некоторых электроприемников с PEN. Как заземлить корпус электроплитки, подключаемой к сети через розетку?

Развитие бытовых электроприборов, требующих применения защитных мер по электробезопасности, привело к усовершенствованию системы TN-C. Подробнее о системе TN-C можно почитать в отдельной статье.

Система заземления TN-S

Отличие от предыдущей рассмотренной системы заземления в том, что функции рабочего-нулевого и защитного проводника разделены в разных физических проводниках. Нулевой рабочий (N) – проводит ток нагрузки, нулевой защитный (РЕ) – подключается к контуру заземления.

В результате происходит полное избавление от потенциала на корпусах, появляющихся в «особо отдаленных районах» электрической сети, а также – при обрывах проводников. Максимум, что грозит при отсутствии целостности проводника РЕ – отсутствие защиты. Но оборваться у него шансов немного – ток-то по нему не протекает, с чего бы вдруг потеряться выполненным по всем электрическим правилам контактным соединениям?

Поскольку сечение РЕ-проводников в составе кабельных линий обычно оказывается равным сечению фазных, упростилась задача присоединить их к корпусам любого электрооборудования.

Даже к заземляющему контакту розетки. Что позволило распространить защитные меры безопасности на все бытовые электроприборы: на ту же электроплитку, в частности.

Правда, в силовые кабельные линии добавилась лишняя жила. Ну что же – за безопасность надо платить.

Все вновь монтируемые электроустановки теперь, как правило, выполняются по этой системе заземления.

Подробнеео системе TN-S можно почитать в отдельной статье.

Система заземления TN-C-S.

Существенной проблемой при реализации системы TN-S является то, что реконструкция электроустановок и строительство новых происходит зачастую без реконструкции самой трансформаторной подстанции. Обычно переделывается какая-то ее часть, начиная от распределительного щита на вводе до последнего потребителя. До этого щитка система заземления неизбежно сохраняет старую конструкцию.

Эта проблема заранее решена тем же самым пунктом ПУЭ, описывающим переходной вариант системы заземления, обозначенный, как TN-C-S. В нем нетронутая реконструкцией часть электроустановки вполне себе официально не меняет своей структуры, оставаясь то же TN-C. А вот с некоторой точки распределительная сеть выполняется по новым правилам.

Суть в разделении проводника PEN на два: рабочий и защитный.

Выполняется это во вводном распределительном устройстве. В нем устанавливается две распределительных шинки: N и РЕ. Проводник PEN в обязательном порядке присоединяется к РЕ, а между самими шинками монтируется перемычка.

Подробнее о системе TN-C-S можно почитать в отдельной статье.

Почему к РЕ?

Если перемычка между шинами оборвется (этого нельзя исключать ни в коем случае), то при таком способе соединения нулевая рабочая шина потеряет связь с нейтралью электроустановки. При этом возможны тяжелые последствия для электрооборудования – но соединение с защитной шиной не пострадает, люди останутся в безопасности.

К тому же не заметить сей факт обрыва невозможно. Его сразу побегут искать.

При обратной же схеме коммутации обрыв перемычки заметят разве что при плановых измерениях целостности защитной цепи. А за это время люди останутся без защиты – корпуса «повиснут в воздухе». Хорошо бы, если так.

Предоставленная сама себе сеть из соединенных между собой защитных проводников таит не меньшую опасность, чем при обрыве PEN-проводника система TN-C.

Блоки питания бытовой аппаратуры (компьютеров или стиральных машин, к примеру) и полупроводниковые ПРА люминесцентных ламп при отсутствии соединения их корпусов с заземляющим устройством выдают на них потенциал порядка 110 В через конденсаторы входного помехоподавляющего фильтра блока питания. Он распространяется по всей сети, появляясь на прочих металлических частях, соединенных с РЕ-проводником.

Не стоит забывать о том, что эта система унаследовала от TN-C ее главные недостатки: потенциал на PEN-проводнике и опасные напряжения на нем при его обрыве. Главный метод борьбы с ними – собственный контур повторного заземления, вывод от которого присоединяется к шине РЕ вводного щитка.

Но есть и другие системы заземления, использующиеся в частных случаях для защиты людей.

Система заземления ТТ

В предыдущих системах все заземляющие устройства соединяются в единую цепь проводниками PEN или (и) РЕ. В системе ТТ потребитель имеет свой собственный контур заземления, не связанной с проводником PEN питающей линии. Все его электрооборудование связано с этим контуром проводниками РЕ.

Таким образом, исчезают проблемы с возможным обрывом питающего потребителя PEN- проводника. Он используется как нулевой рабочий и никак не связан с корпусами.

Защита с помощью предохранителей и автоматических выключателей у потребителя работает только на устранение междуфазных замыканий, а также – между фазой и нулевым проводником.

Мерой же для защитного отключения служит обязательная установка УЗО у потребителя.

Внедрение этого метода заземления имеет показания к применению и при большой протяженности питающих линий, когда повышенное сопротивление петли фаза-нуль не позволяет произвести защитное отключение в нормируемое время.

Подробнеео системе TT можно почитать в отдельной статье.

Система заземления IT

А здесь нулевой проводник отсутствует вовсе, так как эта система – с изолированной нейтралью. Подключение нагрузки возможно только на линейные напряжения сети.

Ничего опасного для потребителя при возникновении повреждения одной фазы на корпус не происходит. Ток замыкания на землю ничтожен и не принесет организму особого вреда.

А для ликвидации опасных по величине токов все линии защищают УЗО в обязательном порядке.

Но для фиксации замыканий на землю в таких сетях устанавливаются специальные элементы – реле утечки. При его срабатывании повреждение требуется активно поискать. А при возникновении второго замыкания участок сети с повреждением подлежит немедленному отключению.

Заземление и зануление электроустановок | Electricdom.ru

Заземление электроустановки — преднамеренное электрическое соединение ее корпуса с заземляющим устройством.

Заземление электроустановок бывает двух типов: защитное заземление и зануление, которые имеют одно и тоже назначение — защитить человека
от поражения электрическим током, если он прикоснулся к корпусу элекроустановки или других ее частей, которые оказались под напряжением.

Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение части электроустановки с заземляющим устройством с целью обеспечения электробезопасности. Предназначено для защиты человека от прикосновения к корпусу электроустаноувки или других ее частей, оказавшихся под напряжением. Чем ниже сопротивление заземляющего устройства, тем лучше. Чтобы воспользоваться преимуществами заземления, надо купить розетки с заземляющим контактом.

В случае возникновения пробоя изоляции между фазой и корпусом электроустановки корпус ее может оказаться под напряжением. Если к корпусу в это время прикоснулся человек — ток, проходящий через человека, не представляет опасности, потому что его основная часть потечет по защитному заземлению, которое обладает очень низким сопротивлением. Защитное заземление состоит из заземлителя и заземляющих проводников.

Есть два вида заземлителей – естественные и искусственные.

К естественным заземлителям относятся металлические конструкции зданий, надежно соединенные с землей.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы, стержни или уголок, длиной не менее 2,5 м, забитых в землю и соединенных друг с другом стальными полосами или приваренной проволокой. В качестве заземляющих проводников, соединяющих заземлитель с заземляющими приборами обычно используют стальные или медные шины, которые либо приваривают к корпусам машин, либо соединяют с ними болтами. Защитному заземлению подлежат металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, щиты, шкафы.

Защитное заземление значительно снижает напряжение, под которое может попасть человек. Это объясняется тем, что проводники заземления, сам заземлитель и земля имеют некоторое сопротивление. При повреждении изоляции ток замыкания протекает по корпусу электроустановки, заземлителю и далее по земле к нейтрали трансформатора, вызывая на их сопротивлении падение напряжения, которое хотя и меньше 220 В, но может быть ощутимо для человека. Для уменьшения этого напряжения необходимо принять меры к снижению сопротивления заземлителя относительно земли, например, увеличить количество искусcтвенных заземлителей.

Зануление — преднамеренное электрическое соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением с глухо заземленной нейтралью с нулевым проводом. Это приводит к тому, что замыкание любой из фаз на корпус электроустановки превращается в короткое замыкание этой фазы с нулевым проводом. Ток в этом случае возникает значительно больший, чем при использовании защитного заземления. Быстрое и полное отключение поврежденного оборудования — основное назначение зануления.

Различают нулевой рабочий проводник и нулевой защитный проводник.

Нулевой рабочий проводник служит для питания электроустановок и имеет одинаковую с другими проводами изоляцию и достаточное сечение для прохождения рабочего тока.

Нулевой защитный проводник служит для создания кратковременного тока короткого замыкания для срабатывания защиты и быстрого отключения
поврежденной электроустановки от питающей сети. В качестве нулевого защитного провода могут быть использованы стальные трубы электропроводок и нулевые провода, не имеющие предохранителей и выключателей.

Обозначения системы заземления

Cистемы заземления различаются по схемам соединения и числу нулевых рабочих и защитных проводников.

Первая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания:

T — непосредственное соединения нейтрали источника питания с землёй.

I — все токоведущие части изолированы от земли.

Вторая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания:

T — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с землёй, независимо от характера связи источника питания с землёй.

N — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания.

Буквы, следующие через чёрточку за N, определяют способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников:
C — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечивается одним общим проводником PEN.
S — функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками.

Основные системы заземления

1. Система заземления TN-C

К системе TN-C относятся трехфазные четырехпроводные (три фазных проводника и PEN- проводник, совмещающий функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников) и однофазные двухпроводные (фазный и нулевой рабочий проводники) сети зданий старой постройки. Эта система простая и дешевая, но она не обеспечивает необходимый уровень электробезопасности.

2. Система заземления TN-C-S

В настоящее время применение системы TN-C на вновь строящихся и реконструируемых объектах не допускается. При эксплуатации системы TN-C в
здании старой постройки, предназначенном для размещения компьютерной техники и телекоммуникаций, необходимо обеспечить переход от системы TN-C к системе TN-S (TN-C-S).

Система TN-C-S характерна для реконструируемых сетей, в которых нулевой рабочий и защитный проводники объединены только в части схемы, во вводном устройстве электроустановки (например, вводном квартирном щитке). Во вводном устройстве электроустановки совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник PEN разделен на нулевой защитный проводник PE и нулевой рабочий проводник N. При этом нулевой защитный проводник PE соединен со всеми открытыми токопроводящими частями электроустановки. Система TN-C-S является перспективной для нашей страны, позволяет обеспечить высокий уровень электробезопасности при относительно небольших затратах.

3. Система заземления TN-S

В системе TN-S нулевой рабочий и нулевой защитный проводники проложены отдельно. С подстанции приходит пяти жильный кабель. Все открытые проводящие части электроустановки соединены отдельным нулевым защитным проводником PE. Такая схема исключает обратные токи в проводнике РЕ, что снижает риск возникновения электромагнитных помех. Хорошим вариантом для минимизации помех является пристроенная трансформаторная подстанция (ТП), что позволяет обеспечить минимальную длину проводника от ввода кабелей электроснабжения до главного заземляющего зажима. Система TN-S при наличии пристроенной подстанции не требует повторного заземления, так как на этой подстанции имеется основной заземлитель. Такая система широко распространена в Европе.

4. Система заземления TT

В системе TT трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землёй. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с землёй через заземлитель, электрически не зависимый от заземлителя нейтрали трансформаторной подстанции.

5. Система заземления IT

В системе IT нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части заземлены. Ток утечки на корпус или на землю в будет низким и не повлияет на условия работы присоединенного оборудования. Такая система используется, как правило, в электроустановках зданий, к которым предъявляются повышенные требования по безопасности.

Схема контурного заземления

1. Заземлители
2. Заземляющие проводники
3. Заземляемое оборудование
4. Производственное здание.

Пример схемы заземления дома

1. Водонагреватель
2. Заземлитель молниезащиты
3. Металлические трубы
водопровода, канализации, газа
4. Главная заземляющая шина

5. Естественный заземлитель (арматура фундамента здания)

Меры для защиты от поражения электрическим током

Для защиты человека от поражения электрическим током применяют защитные средства — резиновые перчатки, инструмент с изолированными ручками,
резиновые боты , резиновые коврики, предупредительные плакаты.

Контроль изоляции проводов

Для предупреждения несчастных случаев от поражения электрическим током необходимо контролировать состояние изоляции проводов электроустановок. Состояние изоляции проводов проверяют в новых установках, после реконструкции, модернизации, длительного перерыва в работе.
Профилактический контроль изоляции проводов проводят не реже 1 раза в 3 года. Сопротивление изоляции проводов измеряют мегаомметрами на номинальное напряжение 1000 В на участках при снятых плавких вставках и при выключенных токоприемниках между каждым фазным проводом и нулевым рабочим проводом и между каждыми двумя проводами. Сопротивление изоляции должно быть не меньше 0,5 Мом.

Заземление и зануление в чем разница между ними

При монтаже электросетей в помещениях разного назначения обязательно должна быть предусмотрена защита, предотвращающая возможное поражение человека током. И для этого используется заземление и зануление. Причем далеко не все знают, в чем их разница. Ведь обе они обеспечивают безопасность использования электрических приборов.

По сути, эти два понятия во многом схожи, из-за чего их часто путают, но выполняют они свои функции по-разному. Поэтому постараемся разобраться, что в них общего и чем отличаются.

Заземление

Начнем с разбора каждой системы по отдельности.

Так, заземление – это преднамеренное соединение электрической сети, прибора или оборудования со специальной конструкцией, закопанной в землю посредством нулевого проводника.

По сути, это единая система, соединяющая между собой токопроводящие элементы приборов и оборудования (к примеру, их корпусы), подсоединенные к ним провода, и штыри, закопанные в землю (контур).

Благодаря высокому сопротивлению контура при касании фазного провода на корпус в случае пробоя, большая часть напряжения уходит в землю, и хоть потенциал все же будет оставаться на корпусе, но его значение будет значительно сниженным и неопасным для человека.

Международный стандарт, разработанный МЭК, включает в себя несколько систем заземления, различия между которыми сводится к разным видам заземления источника питания (генератора или трансформаторной подстанции), и заземления открытых участков сети, приборов.

В стандарт входит три системы – TN, TT и IT.

Первая буква индекса указывает на тип заземления источника (T – «земля), получается, что в первых двух системах трансформаторная подстанция подключается к заземляющему контуру.

Что касается третьей (IT), то у нее источник питания заизолирован, либо же подключен к прибору, обеспечивающему высокое сопротивление (I – изоляция).

Вторая буква индекса указывает на тип заземления открытых участков сети. В системе TN (N — нейтраль) эти участки соединены с нейтральным проводником источника, подключенного к заземляющему контуру (глухое заземление нейтрали).

Для соединения оборудования и приборов используются рабочий (N) и защитный (PE) нулевые проводники.

Что касается двух других систем – TT и IT, то второй буквенный индекс указывает на то, что открытые участки сети, оборудование и приборы заземляются своим отдельным контуром.

Читайте также:

В свою очередь система TN делится на подсистемы, их три – TN-C, TN-S, TN-C-S.

Различия между ними сводятся к использованию разных защитных проводников, которыми потребители соединяются с нейтралью источника.

В подсистеме TN-C используется объединенный проводник (PEN), совмещающий в себе и рабочий, и защитный «нуль». Эта подсистема является уже устаревшей, поэтому при укладке новых электросетей она не используется.

Подсистема TN-S отличается тем, что у нее рабочий и защитный «нули» — это разные проводники. То есть, к нейтрали подключается N-проводник, а к заземляющему контуру – PE-проводник, хоть они совмещены на источнике питания.

Третья подсистема – TN-C-S является промежуточным звеном между первыми двумя подсистемами. У нее от нейтрали отходит PEN-проводник, то есть нулевые проводники объединены, но на определенном участке сети они разделяются и к потребителям подходит отдельно рабочий и защитный «нули». После разделения защитный «нуль» дополнительно заземляется.

Более подробно о системах заземления, их достоинствах и недостатках можно почитать здесь https://elektrikexpert.ru/sistemy-zazemlenij.html.

Требования, выдвигаемые заземлению достаточно серьезные. Ведь оно должно обеспечить отвод опасного напряжения с прибора или оборудования в случае пробоя.

Заземление в обязательном порядке делается для сетей, в которых напряжение выше 42 В переменного тока или 110 В – постоянного тока.

Поэтому при проектировании должны правильно подбираться части сети и оборудования, которые подлежат обязательному заземлению, осуществляться контроль за тем, чтобы заземляющая цепь нигде не прерывалась.

Серьезно подходят и к выбору проводников, их сечение должно обеспечивать соответствующую пропускную способность.

Все требования, которые выдвигаются системам заземления прописаны в ПУЭ (Правила устройства электроустановок).

Здесь можно подробнее узнать, как сделать заземление в частном доме.

Зануление

А теперь по занулению. В определении этого термина указывается, что зануление – преднамеренное соединение токопроводящих, но не находящихся под напряжением, элементов приборов и оборудования с глухозаземленной нейтралью (трехфазные трансформаторы), выводом источника тока (однофазный трансформатор), средней точкой источника, подающего постоянный ток.

То есть, корпус любого прибора, подключенного к сети, должен быть дополнительно соединен с нейтралью источника питания.

Для систем TT и IT зануление не применяется, поскольку для заземления потребителей используется отдельный контур.

Читайте также:

Для создания зануления используется нулевой защитный проводник (PE), который соединяется с нейтралью источника.

Но в ПУЭ сразу же дается пояснение, что в качестве защитного проводника может использоваться и рабочий (N), что подразумевает, что для создания зануления может использоваться и PEN-проводник.

В чем их отличие?

Получается, что зануление, по сути, это то же заземление, сделанное по системе ТN, но если рассматривать более подробно, то разница между ними есть.

Первое, это то, что при заземлении совмещенный нулевой PEN-проводник (системы TN-C и TN-C-S) и PE-проводник (система TN-S) выступают в качестве посредника между приборами и заземляющим контуром трансформатора.

То есть, имеется источник питания, возле которого закопан контур и вместе они соединены.

Проводка от источника идет на потребитель (помещение), где она разветвляется, чтобы обеспечить запитку всех электроприборов и оборудования.

Чтобы заземлить эти приборы (обеспечить защиту), используется та же проводка, а именно нулевые проводники, и контур трансформатора.

Читайте также:

А вот при занулении выполняется соединение не с контуром, а непосредственно с нейтральным проводником трансформатора.

А поскольку в обоих случаях используется один проводник — нулевой (в совмещенном – PEN-проводник, в разделенном – РЕ-проводник), то в конструктивном плане заземление и зануление – одно и то же.

Второе, каждый из них работает по-разному, хоть и конструкция – одинакова.

В случае с заземлением, при появлении опасного потенциала на незакрытых участках сети, он будет отводиться в землю посредством заземляющего контура, обладающего высоким сопротивлением.

Зануление же работает с точностью до наоборот. При соприкосновении фазы с корпусом, подключенным к нулевому проводнику, происходит резкое возрастание силы тока в следствие малого сопротивления, то есть происходит короткое замыкание, в результате которого срабатывают автоматические выключатели, устройства защитного отключения, либо же плавятся предохранители.

Вот и получается, что заземление и зануление в техническом плане – одно и то же, но обеспечивают они защиту по-разному.

В целом же, обе они направлены на обеспечение максимальной защиты человека от возможного поражения электрическим током при пробое фазы на нуль, и дополняют друг друга.

Особенности создания заземления и зануления

Теперь о том, как все выглядит на деле. При создании подсистемы TN-C-S совмещенный нулевой проводник (PEN) тянется от трансформатора к помещению.

В вводном распределительном устройстве (ВРУ) происходит разделение его на N и PE-проводники. На конечный потребитель при этом доходит три провода – фаза, рабочий и защитный нули.

ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ: Как заземлить стиральную машину.

При подключении прибора получается, что посредством PE-проводника он соединяется с PEN-проводником, который является и соединителем с заземляющим контуром, и глухозаземленной нейтралью.

Примерно то же происходит и в подсистеме TN-S с той лишь разницей, что заземление и зануление осуществляется разделенными нулевыми проводниками.

То есть в этих двух подсистемах создавая заземление, автоматически выполняется и зануление.

А вот в системе TN-C этого не происходит. Дело в том, что в ней используется PEN-проводник, который не расщепляется на вводе.

Получается, что к конечному потребителю доходит только два провода – фаза и рабочий ноль, а защитного РЕ-проводника – нет, по сути, конечный потребитель не заземлен.

Поэтому и создается зануление – соединение корпусов потребителей с нулевым рабочим проводником.

Если в вышеуказанных подсистемах создавая заземление сразу же появляется и зануление, то в этой его приходится создавать отдельно.

В данном случае зануление является альтернативой заземлению, чтобы обеспечить хоть какую-то защиту.

Поэтому TN-C считается устаревшей, поскольку она не обеспечивает должную безопасность.

Часто возникает вопрос – зачем вообще нужно зануление, ведь заземления считается более безопасной системой.

Моделируем ситуацию: произошел пробой фазы на корпус. Заземление обеспечило отвод большей части напряжения в землю, но часть его все же осталась на корпусе, при этом произойдет повышение значения тока, хоть и незначительно.

Это не опасно для человека, но может привести к неприятным последствиям. Поскольку из-за отсутствия зануления не произойдет сильного скачка тока, то защитные средства просто не сработают, и поврежденный участок не отключиться.

Читайте также:

В результате возможно повреждение оборудования или участка электросети, возникновение пожара.

Получается, что зануление и заземление дополняют друг друга, первый делает отключение поврежденного участка цепи, а второй нейтрализует негативные последствия возникшего КЗ в сети, обеспечивая максимально возможную защиту от поражения электрически током.

Часто указывается, что в системах TN-S и TN-C-S зануление не делается. И это так, но только частично. Ведь согласно изложенному, создавая заземление, делаем сразу и зануление. И только у TN-C зануление – отдельный вид работ.

Отсюда можно сразу и судить, где используется зануление, а где нет. Присутствует оно везде, где используется система TN. Но если в старых постройках его приходилось создавать отдельно, то в новых зданиях оно делается в процессе монтажа заземления.

Читайте по теме — способы защиты электроприборов от поломки.

Защитное заземление и зануление в частном доме. Монтаж контура заземления

Электрик в доме

02.12.2020

129

Правильная электропроводка должна состоять из трех проводов: фазы, нуля и заземления. При этом в электрощите нулевой и заземляющий провод должны подключаться каждый к своей шине. Соединять нулевой провод и заземление на контактах розетки категорически нельзя. В чем опасность такого подключения …

Электрик в доме

16.10.2020

362

В электрощите можно часто увидеть, что нулевой и заземляющий проводник имеют гальваническую связь между собой. Если провода не имеют правильной маркировки при подключении их часто можно перепутать. Можно ли подключить ноль и землю на одну шину? Что в этом случае будет. Как различить нулевой защитный …

Электрик в доме

12.04.2020

235

Зачем нужно делать контур заземления в частном доме? В первую очередь для своей безопасности. Качественно сделать заземление можно своими руками. Для этого не нужны специальные инструменты. Достаточно кувалды и сварки. Какие материалы нужны для этого, а также их размеры и условия монтажа контура согласно ПУЭ …

Электрик в доме

26.11.2019

249

Одна из разновидностей систем заземления которая широко используется в промышленности является система заземления IT. Основной особенностью данного вида защиты является изолированная нейтраль источника питания. Нулевой проводник в такой системе отсутствует, а потребители подключаются на линейное напряжение (междуфазное) …

Электрик в доме

12.11.2019

143

Продолжаем изучать разновидности систем заземления и сегодня разберем систему TT. Система заземления TT широко используется в сельской местности и загородных домах, где питание выполнено воздушными линиями, техническое состояние которых оставляет желать лучшего. Чем отличается схема tt от других …

Электрик в доме

03.11.2019

94

Самая современная система электроснабжения – TN-S. Согласно ПУЭ в данной системе нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники разделены на всем протяжении и не имеют нигде связи кроме как у источника питания. По данной схеме должны проектироваться все современные сети …

Электрик в доме

30.10.2019

412

Приветствую всех читателей сайта «Электрик в доме»! Друзья продолжаем ряд статей про системы заземления их описание и устройство. Сегодня мы разберем систему TN-C-S ее достоинства и недостатки. Данная система заземления пришла на смену устаревшей TN-C, основное отличие между ними, разделенный PEN проводник …

Электрик в доме

13.10.2019

120

Одна из разновидностей систем заземления — TN-C, это такая система заземления, в которой нулевой рабочий и защитный проводники совмещены на всем протяжении. Схема данной системы самая простая и экономичная, заземление tn c не применяется в современном электромонтаже. При повреждении PEN проводника …

Электрик в доме

28.09.2019

446

Для обеспечения электробезопасности одним из способов защиты является заземление. Согласно Правил Устройства Электроустановок (ПУЭ) существует несколько систем заземления. Чем они отличаются между собой и когда применяют ту или иную систему? Основное отличие между мини заключается в подключении ……

Электрик в доме

24.03.2019

141

В любой ванной комнате установлен полотенцесушитель. Обычно это устройство выполнено из нержавеющей стали. Очень часто бывает когда после установки на поверхности полотенцесушителя начинают появляться пятна ржавчины. Все просто – это проявление электрохимической реакции когда водопровод …

Электрик в доме

16.02.2019

200

Мы часто слышим такое выражение как заземление и для обеспечения определенных мер электробезопасности его обязательно необходимо применять. Практически каждый электрический прибор в нашем доме имеет вилку с заземляющим контактом. Для чего необходимо защитное заземление и можно ли без него обойтись …

Электрик в доме

29.01.2019

321

Все понимают значимость заземления и для чего оно необходимо, но мало кто знает, из чего оно состоит. Основная часть этого сооружения скрыта под землей, поэтому для многих данный вопрос остается загадкой. Чтобы разобраться с вопросом как устроено заземление вам будет интересно узнать об элементах заземляющего контура …

Электрик в доме

14.01.2019

340

Во влажных помещениях стоит уделять особое внимание обеспечению электробезопасности. В домашнем окружении самым влажным помещением является ванная комната. Здесь сосредоточено немалое количество электрической техники. Помимо использования розеток с заземляющими контактами необходимо выполнять заземление ванны или поддона …

Электрик в доме

09.12.2018

233

Бытует мнение, что если в доме или квартире выполнена новая проводка то заземление делать не обязательно. Почему данное мнение ошибочное? Да во-первых потому что заземление защищает не электропроводку, а человеческую жизнь. От чего защищает заземление, и в каких ситуациях оно может спасти жизни человеку …

Электрик в доме

25.11.2018

434

Наряду с благами цивилизации электричество, в особых случаях, может быть опасным не только для здоровья ни и жизни человека. Одним из способов электробезопасности является заземление. В данной статье рассмотрим, в чем заключаются его защитные свойства и как работает заземление …

Электрик в доме

31.10.2017

210

Символ защитного заземления должен наноситься в местах, где оборудование соединяется с заземляющим контуром. Раньше заземляющие знаки изготовлялись методом литья или штамповкой. Сегодня очень популярными являются наклейки. Как выглядит знак заземления и где он должен размещаться согласно правил и норм…

Назначение заземления, отличие заземления от зануления

Покупая любое электрооборудование, будь то стиральная машина или холодильник он не рассчитан на пожизненный срок службы и в процессе работы как любое другое оборудование может сломаться. Чтобы защитить электрооборудование от ненормальных режимах работы (перегрузка или короткое замыкание) применяются различные защитные аппараты (автоматы, пробки и т.д.)

Но бывают ситуации, когда защитные устройства не реагируют на возникшие повреждения. Одним из таких случаев является повреждение внутренней изоляции и возникновении на металлическом корпусе оборудования высокого напряжения.

В этом случае защита необходима самому человеку, который попадет под напряжение прикоснувшись к поврежденному оборудованию. Для защиты от таких повреждений и было придумано заземление, основное назначение которого — снизить величину этого напряжения.

То есть, основное назначение заземления — снизить напряжение прикосновения до безопасной величины.

Предположим, что у вас дома имеется потолочный светильник, корпус которого не подключен к заземлению. В следствии повреждения изоляции металлическая часть светильника оказалась под напряжением. В тот момент когда вы попытаетесь поменять лампочку вас ударит током, так как прикоснувшись к корпусу вы становитесь проводником и электрический ток будет протекать через ваше тело в землю.

Если же светильник будет заземлен, большая часть тока будет стекать в землю по заземляющему проводу и в момент касания, напряжение на корпусе, будет намного меньше, а соответственно и величина тока проходящий через вас будет также меньше.

Заземлением — называется соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки с землей (контуром заземления) которые в нормально состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться из-за повреждения изоляции.

Также, заземление необходимо для функциональности таких аппаратов как УЗО. Если корпуса электроустановок не будут соединены с землей, то ток утечки протекать не будет, а значит УЗО, не среагирует на неисправность.

Отличие заземления от зануления

Наряду с заземлением вам наверняка приходилось слышать такой термин как зануление.

Занулением — называется соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки с нулем (нулевым проводником сети).

По своему назначению заземление и зануление выполняют одну и туже задачу – защищают человека от поражения электрическим током. Однако обеспечивают они эту защиту немного разными способами. В сетях с занулением происходит отключение от сети электрооборудования, корпус которого из-за пробоя изоляции оказался под напряжением.

Рассмотрим пример, в котором обеспечивается защита электроустановки с помощью зануления.

Как видно из рисунка при пробое фазы на соединенный с нулем корпус возникает замкнутый контур между фазой и нулем, то есть однофазное короткое замыкание. На возникшее короткое замыкание реагируют защитные устройства, такие как автоматы или предохранители, в результате происходит отключение поврежденной электроустановки от источника питания.

Рассмотренные выше примеры дают возможность сделать вывод что:

— заземление осуществляется защиту снижением напряжения прикосновения.

— зануление осуществляется защиту отключением электроустановки от сети.

Наверняка у вас возникал вопрос в каких случаях выполняют защиту заземлением, а в каких занулением. Применение в разных случаях заземления и зануления вызвано разными системами заземления электроустановок. В электроустановках напряжением до 1000 В применяются пять систем заземления: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.

Зануление используют в качестве защиты в таких системах, в которых присутствует PEN, PE или N проводник. Это сети с глухо заземленной нейтралью, TN-C, TN-S и TN-C-S.

Заземление применяют в электроустановках с системами заземления TT и IT.

Рассмотренные выше способы заземления и зануления больше подходят для применения в промышленных электроустановках на производстве. Более детально рассмотреть подключение и монтаж заземления для бытовых электроустановок можно здесь: заземление в квартире и заземление в частном доме.

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Учебное пособие по физике: Заземление — снятие заряда

В предыдущих трех разделах Урока 2 обсуждались три распространенных метода зарядки — заряд трением, заряд индукцией и заряд проводимостью. Обсуждение зарядки было бы неполным без обсуждения разряда . У объектов с избыточным зарядом — положительным или отрицательным — этот заряд можно удалить с помощью процесса, известного как заземление. Заземление — это процесс удаления избыточного заряда с объекта посредством передачи электронов между ним и другим объектом значительного размера.Когда заряженный объект заземлен, избыточный заряд уравновешивается переносом электронов между заряженным объектом и землей. Земля — это просто объект, который служит, казалось бы, бесконечным резервуаром электронов; Земля способна передавать электроны заряженному объекту или принимать электроны от заряженного объекта, чтобы нейтрализовать этот объект. В этом последнем разделе Урока 2 будет обсуждаться процесс заземления.

Заземление отрицательно заряженного объекта

Чтобы начать обсуждение заземления, мы рассмотрим заземление отрицательно заряженного электроскопа.Любой отрицательно заряженный объект имеет избыток электронов. Если нужно удалить заряд, он должен будет потерять свои избыточные электроны. Как только лишние электроны удалены из объекта, в объекте будет равное количество протонов и электронов, и он будет иметь баланс заряда. Чтобы удалить избыток электронов из отрицательно заряженного электроскопа, электроскоп должен быть подключен проводящим путем к другому объекту, который способен принимать эти электроны.Другой объект — земля. В типичных электростатических экспериментах и ​​демонстрациях это делается простым прикосновением к электроскопу рукой. При контакте избыточные электроны покидают электроскоп и попадают в человека, который его касается. Эти избыточные электроны впоследствии распространяются по поверхности человека.

Этот процесс заземления работает, потому что избыточные электроны отталкивают друг друга. Как всегда, отталкивающее воздействие между одноименно заряженными электронами заставляет их искать средства пространственного разделения друг от друга.Это пространственное разделение достигается за счет перемещения к более крупному объекту, который дает большую площадь поверхности для распространения. Из-за относительного размера человека по сравнению с типичным электроскопом избыточные электроны (почти все они) способны уменьшить силы отталкивания, перемещаясь в человека (то есть на землю). Как и контактная зарядка, о которой говорилось ранее, заземление — это просто еще один пример разделения заряда между двумя объектами. Степень, в которой объект готов разделить избыточный заряд, пропорциональна его размеру.Таким образом, эффективная земля — ​​это просто объект с достаточно значительным размером, чтобы разделить подавляющее большинство избыточного заряда.

Заземление положительно заряженного объекта

Предыдущее обсуждение описывает заземление отрицательно заряженного электроскопа. Электроны переносились с электроскопа на землю. Но что, если электроскоп заряжен положительно? Как перенос электрона позволяет нейтрализовать объект с избытком протонов? Чтобы исследовать эти вопросы, мы рассмотрим заземление положительно заряженного электроскопа.Положительно заряженный электроскоп должен получать электроны, чтобы получить равное количество протонов и электронов. Собирая электроны от земли , электроскоп будет иметь баланс заряда и, следовательно, будет нейтральным. Таким образом, заземление положительно заряженного электроскопа включает передачу электронов от земли в электроскоп. Этот процесс работает, потому что избыточный положительный заряд на электроскопе притягивает электроны от земли (в данном случае от человека).Хотя это может нарушить любой баланс заряда, присутствующий на человеке, значительно больший размер человека позволяет избыточному заряду отдаляться друг от друга. Как и в случае заземления отрицательно заряженного электроскопа, заземление положительно заряженного электроскопа включает разделение заряда. Избыточный положительный заряд распределяется между электроскопом и землей. И еще раз: степень, в которой объект готов разделить избыточный заряд, пропорциональна его размеру.Человек — эффективная почва, потому что у него достаточно размера, чтобы разделить подавляющее большинство избыточного положительного заряда.

Необходимость проведения пути

Любой объект может быть заземлен при условии, что заряженные атомы этого объекта имеют проводящий путь между атомами и землей. Обычно в лаборатории приклеивают две соломинки к заряженной алюминиевой пластине. Одна соломка покрыта алюминиевой фольгой, а другая — голым пластиком.При прикосновении к соломке с алюминиевым покрытием алюминиевая пластина теряет заряд. Он заземлен за счет движения электронов от земли к алюминиевой пластине. При прикосновении к пластиковой соломке заземления не происходит. Пластик служит изолятором и предотвращает попадание электронов от земли к алюминиевой пластине. Заземление требует наличия проводящего пути между землей и заземляемым объектом. Электроны будут двигаться по этому пути.

Урок 2 этого раздела Класса физики был посвящен методам зарядки и разрядки объектов.Один из принципов, который постоянно возникал, заключался в соотношении силы и расстояния. Эта взаимосвязь будет исследована в Уроке 3.

Мы хотели бы предложить … Иногда просто прочитать об этом недостаточно. Вы должны с ним взаимодействовать! И это именно то, что вы делаете, когда используете одно из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного зарядного устройства.Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Charging Interactive — это электростатическая «игровая площадка», которая позволяет учащемуся исследовать различные концепции, связанные с зарядом, взаимодействиями зарядов, процессами зарядки и заземлением. Как только вы освоитесь с концепциями, коснитесь кнопки «Играть» своим игровым лицом.

Проверьте свое понимание

Используйте свое понимание заряда, чтобы ответить на следующие вопросы.По завершении нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.

1. Человек, стоящий на земле, касается положительно заряженной консервной банки. После этого поп может стать нейтральным. Поп может стать нейтральным во время этого процесса, потому что ______.

а. электроны переходят от баночки к человеку (земле)

г. электроны переходят от человека (земли) к банке

г. протоны переходят от баллончика к человеку (земле)

г.протоны переходят от человека (земли) к банке с взрывчаткой

2. Студент-физик, стоя на земле, касается разряженной пластиковой бейсбольной битой отрицательно заряженным электроскопом. Это вызовет ___.

а. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку электроны вытекают из электроскопа.

г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку электроны попадают в электроскоп.

г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку протоны выходят из электроскопа.

г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку протоны попадают в электроскоп.

e. бейсбольной битой, чтобы получить избыток протонов.

ф. абсолютно ничего (или очень мало) произойдет, так как пластиковая бита не проводит.

3. ИСТИНА или ЛОЖЬ :

Объект, который становится заземленным, получает нейтроны во время процесса заземления.

Электрическое заземление с использованием нейтрализатора замыкания на землю (катушка Петерсена) Метод

Основным преимуществом использования метода без заземления на промышленных предприятиях и в коммунальных сетях является возможность поддерживать всю сеть в рабочем состоянии до устранения неисправности во время отключения для обслуживания или временных отказов.

Однако этот метод имеет недостатки, в том числе перенапряжение и феррорезонанс.Эти трудности могут быть устранены путем подключения нейтрали системы к земле через реактор с железным сердечником с высоким импедансом, известный как нейтрализатор замыкания на землю или катушка Петерсена, сохраняя преимущество непрерывности питания с улучшенными характеристиками.

Что такое катушка Петерсена?

Нейтрализатор замыкания на землю, или катушка Петерсена, представляет собой реактор с железным сердечником с высоким импедансом, используемый в трехфазных сетях для уменьшения тока одиночного замыкания на землю, уменьшения количества срабатываний выключателя и повышения непрерывности работы.

Он был изобретен в 1916 году профессором Вальдемаром Петерсеном из Дармштадта, Германия, в результате его исследования явлений замыкания на землю. Чтобы поддержать это решение проблемы перебоев в подаче электроэнергии, он представил выдающийся анализ фундаментальных фактов с исчерпывающим и аргументированным теоретическим изложением своего изобретения.

Хотя Петерсен запатентовал свое изобретение как «Ограничение или подавление токов замыкания на землю, например, катушка Петерсена», существует некоторый недостаток последовательной и адекватной терминологии, чтобы назвать этот метод.Некоторые термины переоценивают действие, которое происходит во время замыканий на землю, вызванных пробоями в воздухе. Другие выражения указывают на то, что устройство состоит из змеевика, что влечет за собой его конструкцию как однофазный реактор. Широко используемый термин «дугогасящая катушка» не совсем удовлетворителен по обеим причинам, упомянутым выше. Также используются слова «настроенный-заземленный» и «резонансно-заземленный» из-за условий, которые мы увидим в следующих разделах.

Американский термин «нейтрализатор замыкания на землю» охватывает функцию устройства во время устойчивых замыканий на землю, а также защиту в случае сбоев в системах с большими токами зарядки.

В энергосистеме емкостной ток повреждения возвращается в систему через неисправность. Точно так же любой добавленный компонент тока повреждения, исходящий от других проводов между системой и землей, вернется через короткое замыкание. Результирующий ток короткого замыкания будет представлять собой наложение различных компонентов. Если два тока короткого замыкания одинаковой величины и противоположного знака сливаются в месте замыкания, они нейтрализуют друг друга.

Существенной особенностью изобретения Петерсена является добавление индуктивного тока соответствующей величины для нейтрализации емкостного тока короткого замыкания.

Ток нейтрализации может поступать от любого источника, если через повреждение проходит правильная величина. Первый подход может заключаться в подключении трехфазного реактора параллельно емкости к земле каждого проводника (рис. 1).

Рисунок 1. Устройство нейтрализации трехфазного замыкания на землю

Когда есть замыкание на землю в одной фазе, емкостной ток номинальной частоты, протекающий между неповрежденными фазами и землей (зарядный ток), будет по существу равен току номинальной частоты, протекающему в заземляющих реакторах.Эти компоненты будут сдвинуты по фазе на 180 ° в месте повреждения, и эффект нейтрализации будет очевиден.

Напряжение нейтрали повышается до межфазного напряжения неисправного проводника, и линейное напряжение появляется во всей системе между землей и двумя неповрежденными линиями (увеличение на 73%).

Ток через емкость:

Ic = Vph ∙ ω ∙ C

, а ток через реактор:

Ir = Vph / ω ∙ L

где:

• Vph = среднеквадратичное значение векторного напряжения
• ω = радианная частота
• C = емкость
• L = индуктивность

Удовлетворяя условию ω ∙ L = 1 / ω ∙ C, мы можем подтвердить, что токи через емкости и реактор нейтрализуют друг друга.

Трехфазный метод теоретически верен, но экономически не оправдан. Реактор, подключенный к неисправной фазе, не работает и снижает рабочую мощность до двух третей (или менее) от общей установленной мощности. Токи через два работающих реактора сдвинуты по фазе на 60 °, и результирующий ток в 1,73 раза больше тока через один реактор (I0L).

Схема, показанная на рисунке 1, не является практическим предложением, но поучительно сравнить эту базовую форму фазового заземления с более совершенным применением того же принципа с реактором, подключенным к нейтрали, как показано на рисунке 2.Петерсен привел оба решения в своем оригинальном немецком патенте.

Рисунок 2. Емкостный и индуктивный токи

Реактор подключается к нейтралам генераторов, распределительным трансформаторам или зигзагообразным заземляющим трансформаторам.

Взаимодействие между проводниками системы и землей эквивалентно представлено тремя емкостями относительно земли, перенесенными на нейтраль источника.Индуктивное сопротивление заземления, подключенное к нейтрали напрямую или через заземляющий трансформатор, появится параллельно передаваемым емкостям.

В данном случае полное емкостное сопротивление относительно земли составляет:

1 / Σ ω ∙ Cn

, где n = 1, 2 и 3 для трехфазной системы.

Индуктивное реактивное сопротивление, удовлетворяющее условию

ω ∙ L = 1 / Σ ω ∙ Cn

аннулирует такое емкостное реактивное сопротивление. Это выражение является правилом Петерсена для настройки заземляющих реакторов в соответствии с емкостью системы и согласуется с условием входа цепи в резонанс.

Система может быть настроена на 100% или не настроена. Когда он настроен, он может быть недокомпенсирован или чрезмерно компенсирован, в зависимости от баланса между емкостью и индуктивностью.

На рис. 2 показаны величины емкостных и индуктивных токов, протекающих во время одного замыкания на землю. Показанные числа даны на единицу (о.е.), с током перед повреждением 1 о.е. через естественную емкость относительно земли. Согласно действующему закону Кирхгофа, Ib + Ic + 3I0L = 0 на нейтрали.

На рис. 3 показана результирующая векторная диаграмма.

Рисунок 3. Напряжения и токи при одиночном замыкании на землю в фазе А

Исследование поведения системы методом симметричных компонент

Давайте проанализируем действие нейтрализатора замыкания на землю, расположенного в нейтрали, используя симметричные компоненты.

На рисунке 4 показано последовательное соединение сетей прямой, обратной и нулевой последовательности при однофазном замыкании на землю в фазе a.

Рисунок 4. Подключение последовательной сети для одиночного замыкания на землю на фазе А

Значения X1c, X2c и Xₒc, то есть распределенные емкостные реактивные сопротивления, существенны по сравнению со значениями последовательного импеданса Z1s, Z2s, ZTx, Z1line, Z2line и Zₒline. Затем Z1s и ZTx закорачивают X1c в цепи прямой последовательности, а Z2s и ZTx закорачивают X2c в сети обратной последовательности.Кроме того, сумма импедансов источника, трансформатора и линии приближается к нулю по сравнению с параллелью Xₒc и 3X ւ.

Для расчета тока короткого замыкания в фазе а подойдет сеть нулевой последовательности.

На рис. 5 показано соединение цепей последовательного включения несколько по-другому, с выделением распределения тока в реакторе, трансформаторе и емкости. В этом анализе не учитывается сопротивление импеданса трансформатора.

Рисунок 5. Распределение тока в сети нулевой последовательности

Обратите внимание, что ток через реактор на рисунке 5 только в один раз превышает индуктивную составляющую цепи нулевой последовательности, тогда как на рисунке 2 он был в три раза. Это обстоятельство не должно вызывать путаницу, поскольку это всего лишь алгебраический трюк, в котором число три переходит от тока к индуктивности, но их произведение, напряжение, остается прежним. Важно помнить, что реактивное сопротивление нейтрали имеет практическое значение, в три раза превышающее его реальное значение.

Для расчета приблизительного реального значения необходимого реактивного сопротивления нейтрали (в исправном состоянии системы) мы используем уравнение:

Xt + 3X ւ = Xₒc

и получаем:

X ւ = 1/3 (Xₒc — Xt)

Из рисунка 5:

Zₒ = j (Xt + 3X ւ) ∙ (-j Xₒc) / (j Xt + 3jX ւ — j Xₒc)

Но при резонансе:

ƖXt + 3X ւ Ɩ = ƖXₒcƖ

, затем:

Zₒ = j (Xt + 3X ւ) ∙ (-j Xₒc) / 0 = ꝏ

Действует как разомкнутая цепь.

Когда одиночное замыкание между фазой и землей происходит в фазе a и Zₒ =, напряжение нулевой последовательности при коротком замыкании будет напряжением между фазой и нейтралью перед повреждением фазы a. Это напряжение позволит емкостным и индуктивным токам протекать в контуре нулевой последовательности, хотя ток не будет течь в сетях прямой и обратной последовательности.

Обратный путь через короткое замыкание несет только небольшой остаточный ток из-за компонентов потерь мощности (включая потери тока утечки изолятора и потери на коронный разряд), гармоник и несовершенной настройки.Компонент потери мощности будет синфазным с напряжением; напряжение и ток одновременно проходят через ноль и гаснут дугу на землю без повторного зажигания.

Полезным аспектом остаточного тока является то, что он помогает обнаруживать постоянные повреждения.

Кроме того, после гашения дуги резонансное состояние будет поддерживать величину напряжения на ней очень близкой к напряжению нулевой последовательности. Это состояние низкого напряжения будет дополнять небольшой остаточный ток при гашении дуги и предотвращении повторного пробоя.В компенсированной системе время восстановления напряжения намного меньше, чем в незаземленных сетях.

Ток замыкания на землю может составлять примерно 3–10% от тока в незаземленной системе. Напротив, величина циркулирующего тока в контуре, образованном реактором, и естественная емкость относительно земли могут быть значительными.

Обычно естественная емкость относительно земли в неперемещенных линиях или линиях с множеством однофазных отводов не сбалансирована равномерно (несимметричная конфигурация).Обе ситуации являются обычным явлением в системах распределения. В этих условиях токи нагрузки могут вызывать небольшие напряжения нулевой последовательности. Напряжение нулевой последовательности может действовать как источник между нейтралью и землей и создавать последовательно-резонансный контур с X ւ и Xₒc.

В резонансе напряжения на емкости и заземляющем реакторе равны по величине, но противоположны по фазе. Если сопротивление цепи низкое, эти напряжения могут стать очень большими, более значительными, чем приложенное напряжение нулевой последовательности.По этой причине для всех сетей потребуется межфазная изоляция.

Предыдущие установки использовали реактор с фиксированным значением мощности, и условия настройки менялись в зависимости от устройства системы. Отводы, установленные в новых реакторах, позволяют настраивать их вручную или автоматически. Другие устройства, такие как поршень с системой управления, предлагают надежные средства настройки системы.

Пример

Распределительная сеть 13,8 кВ имеет общую зарядную емкость относительно земли (рассчитанную по таблицам) равную 0.658 мкФ / фаза. Для номинальной частоты 60 Гц и без учета импеданса трансформатора рассчитайте:

1. Емкостное реактивное сопротивление нулевой последовательности на фазу (X0c)
2. Емкостной зарядный ток на фазу (I0c)
3. Действительное значение реактивного сопротивления, подключаемого к нейтрали (XL)
4. Ток через индуктивный элемент сети нулевой последовательности при одиночном замыкании на землю (I0L)
5. Номинальный ток при неисправности (Если)
6. Ток через реактор (3I0L)

Ответ:

1. -jX0c = -j / 120 ∙ π ∙ C = -j10⁶ / 120 ∙ π ∙ 0.658 = -j4 031,40 Ом / фаза
2. jI0c = jVLL / √3 ∙ X0c = j13 800 / √3 ∙ 4031,40 = j1,976 A / фаза
3. jX ւ = 1/3 (Xₒc — Xt) = j Xₒc / 3 = j4 031,40 / 3 = j1 343,80 Ом
4. -jI0L = -jVLL / 3 ∙ √3 ∙ XL = -j13 800/3 ∙ √3 ∙ 1 343,8 = -j1,976 A / фаза
5. Если = jI0c + (-jI0L) = j (I0c-I0L) = j (1,976 — 1,976) = 0 А
6. 3I0L = 3 ∙ 1,976 = 5,928 ~ 6 A или VLL / √3 ∙ XL = 13 800 / √3 ∙ 1 343,80 = 5,928 ~ 6 A

Благоприятные характеристики и недостатки

Нейтрализатор замыкания на землю полезен в системах с частыми замыканиями на землю в воздухе, как, например, в воздушных линиях электропередачи.Большинство этих неисправностей временные. Пользователи этого метода утверждают, что частота отключений низкая, что повышает качество электросети. Нейтрализатор удерживает ток дуги ниже уровня самозатухания, устраняя переходное замыкание и деионизируя путь дуги, не отключая поврежденную линию.

Однако остаточные токи в КЗ по-прежнему представляют опасность для людей и оборудования, включая возникновение пожаров. В некоторых странах изолированный кабель используется в сетях среднего напряжения. Следовательно, нескомпенсированный остаточный ток существенно возрастает, увеличивая риски.

Для устойчивых повреждений коммунальные предприятия используют нейтрализаторы замыкания на землю вместе со схемой отключения. Типичная система защиты включает однополюсный выключатель байпаса, который замыкает реактор через заданное время, если неисправность не устранена. Замыкание байпасного выключателя надежно заземляет нейтраль, позволяя стандартным реле заземления обнаруживать и выборочно устранять неисправность. Время задержки устанавливает тепловую мощность реактора.

Другой метод — собрать резистор и однофазный силовой выключатель параллельно реактору или вспомогательной обмотке.Реактор ограничивает ток повреждения и переходное перенапряжение до безопасных значений в момент возникновения неисправности. В случае постоянной неисправности силовой выключатель замыкается по истечении заданного времени, а сопротивление обеспечивает достаточный ток замыкания на землю для срабатывания реле и подачи сигнала тревоги или отключения выключателя неисправного фидера.

Во многих странах есть правила, устанавливающие максимально допустимое заданное время для защиты людей и имущества.

Существенным недостатком традиционного нейтрализатора замыкания на землю является его неспособность гасить повреждения твердой изоляции, такой как бумага, лакированный батист и резина.При использовании нейтрализатора замыкания на землю повреждения кабеля могут вызвать повторный пробой и вызвать короткое замыкание с током короткого замыкания, достаточным для отключения выключателя поврежденного фидера.

К другим недостаткам нейтрализатора замыкания на землю относятся:

• Все системы должны иметь изоляцию для линейного напряжения.
• Перенастройка реактора необходима, чтобы справиться с изменениями в конфигурации системы.

Области применения нейтрализаторов замыканий на землю

Нейтрализатор замыкания на землю в течение многих лет использовался в больших частях Европы для воздушных линий электропередачи, субпередач и распределительных линий, где большинство коротких замыканий являются переходными однофазными замыканиями на землю.Китай, Израиль, Бразилия и другие части мира также используют этот метод заземления.

В США нейтрализаторы замыкания на землю не так популярны и поэтому не так часто используются. Однако одним из приложений является заземление генераторов. Емкость системы в этом случае мала и фиксирована из-за небольшого расстояния от генератора до трансформатора, что снижает необходимость в повторной настройке. В случае замыкания на землю генератор может продолжать работать до своевременного отключения. Однако наиболее распространенным подходом для генераторов является заземление с высоким сопротивлением.

Из-за их несимметричных характеристик, обусловленных отсутствием перестановки и частыми однофазными ответвлениями, осторожно применяйте нейтрализаторы замыкания на землю в распределительных сетях. Кроме того, повторяющиеся операции переключения в распределительных системах требуют постоянной перенастройки реактора. В промышленности они рекомендуются только в критических процессах.

Когда в игру вступает силовая электроника

Силовая электроника снова помогает улучшить качество обслуживания электроэнергетических систем.Силовая электроника позволяет быстрее контролировать значение реактора (практически мгновенно) по сравнению с настраиваемой катушкой, настраиваясь в момент неисправности, и нет необходимости перенастраивать каждый раз, когда происходит изменение симметрии сети.

Силовая электроника также может компенсировать ток из-за составляющих потери мощности, гармоник и несовершенной настройки, вводя в сеть через реактор сдвинутый по фазе ток. Напряжение и ток при КЗ будут очень низкими независимо от полного сопротивления КЗ.

Добавленные функции силовой электроники:

• Управление повторным зажиганием дуги в кабелях
• Выявление неисправного питателя
• Аннулирование высших нечетных гармоник
• Контроль частичных разрядов и сканирование коронным разрядом
• Управление резистором параллельного заземления нейтрали, если он установлен

Коммунальные предприятия и промышленность могут использовать нейтрализаторы замыкания на землю, управляемые силовой электроникой, для систем передачи, суб-передачи и распределения с открытым проводом или изолированным кабелем.

В наши дни силовая электроника является ключевым фактором в достижении основных аспектов защиты: безопасность оператора, предотвращение пожаров и консервация оборудования.

Короче говоря, силовая электроника помогает устранить все недостатки, перечисленные для традиционного метода нейтрализации замыкания на землю. Это позволяет открытию профессора Петерсена служить на протяжении многих лет.

Обзор характеристик и использования катушек Петерсена

В воздушных линиях передачи, субпередачи и распределения большинство неисправностей являются переходными однофазными замыканиями на землю.

Нейтрализатор замыкания на землю, или катушка Петерсена, представляет собой реактор с железным сердечником с высоким сопротивлением, настроенный так, чтобы резонировать с естественной распределенной емкостью системы. Когда в воздушной сети происходит одиночное замыкание на землю, пробой самозатухает, и течет только остаточный ток. Этот низкий ток, наряду с низким напряжением, уменьшит вероятность повторного пробоя.

Реактор может быть подключен непосредственно к нейтрали генератора, нейтрали трансформатора или зигзагообразному заземляющему трансформатору, когда другая нейтраль недоступна или не подходит.

Традиционный нейтрализатор замыкания на землю не может погасить повреждения твердой изоляции, такой как кабели, и наиболее вероятным исходом будет короткое замыкание со значительным током горения.

Нейтрализаторы замыкания на землю распространены в Европе и некоторых других странах, но не так часто в США.

Силовая электроника помогает преодолеть недостатки традиционных методик.

Устройства силовой электроники позволяют использовать нейтрализатор замыкания на землю в коммунальных службах и обрабатывающей промышленности, полностью компенсируя системы и устраняя остаточные токи.

Как нейтрализовать заряд объекта, который нельзя заземлить

В предыдущем посте мы узнали, что в зоне, защищенной от электростатического разряда (EPA), все поверхности, предметы, люди и устройства, чувствительные к электростатическому разряду (ESD), имеют одинаковый электрический потенциал. Мы достигаем этого, используя только «заземляемые» материалы или. Но что делать, если вам абсолютно необходим предмет в вашем EPA, и он не может быть заземлен? Не переживайте, не вся надежда потеряна! Есть несколько вариантов, которые позволят вам использовать рассматриваемый предмет.Поясним…

Проводники и изоляторы

В ESD Control мы различаем проводников и изоляторов . Материалы, которые легко переносят электроны, называются проводниками . Некоторыми примерами проводников являются металлы, углерод и слой пота человеческого тела.

Заряженный проводник может переносить электроны, что позволяет ему быть заземленным

Материалы, которые не переносят электроны легко, называются изоляторами и по определению являются непроводящими.Некоторые известные изоляторы — это обычные пластмассы и стекло.

Изоляторы удерживают заряд, их нельзя заземлить и «отводить» заряд.

Как проводники, так и изоляторы могут заряжаться статическим электричеством и разряжаться. Электростатические заряды можно эффективно снять с проводников, заземлив их. Однако заземленный элемент должен быть токопроводящим или рассеивающим. С другой стороны, изолятор будет удерживать заряд и не может быть заземлен и «отводит» заряд.

Проводники и изоляторы в EPA

Первые два основных принципа ESD Control:

1. Заземлите все проводники, включая людей.
2. Снимите все изоляторы.

Для достижения №1 все поверхности, продукты и люди связаны с землей. Связывание означает соединение, обычно через сопротивление от 1 до 10 МОм. Ремешки для запястий и коврики для рабочей поверхности — одни из наиболее распространенных устройств, используемых для снятия статических зарядов.Браслеты отводят заряд от операторов, а правильно заземленный коврик обеспечит заземление для незащищенных устройств, чувствительных к электростатическому разряду. Подвижные предметы (например, контейнеры и инструменты) скрепляются путем нахождения на скрепленной поверхности или удерживания связанным человеком.

Однако что, если рассматриваемый статический заряд находится на чем-то, что нельзя заземлить, например, на изоляторе? Тогда вступит в силу № 2 наших принципов управления электростатическим разрядом. Согласно стандарту ESD «» все второстепенные изоляторы и предметы (пластмассы и бумага), такие как кофейные чашки, пищевые обертки и личные вещи, должны быть удалены с рабочей станции или любых операция, при которой обрабатываются незащищенные ESDS. Угроза электростатического разряда, связанная с основными изоляторами технологического процесса или источниками электростатического поля , должна быть оценена, чтобы убедиться, что:

• электростатическое поле в месте работы с ESDS не должно превышать 5 000 В / м;

или

• если электростатический потенциал, измеренный на поверхности технологического изолятора, превышает 2 000 В, объект должен находиться на расстоянии не менее 30 см от ESDS; и

• Если электростатический потенциал, измеренный на поверхности технологического изолятора, превышает 125 В, объект должен находиться на расстоянии не менее 2,5 см от ESDS.”

[IEC 61340-5-1: 2016 пункт 5.3.4.2 Изоляторы]

Всегда держите изоляторы на расстоянии не менее 31 см от предметов ESDS

Изоляторы, необходимые для процесса

Ну, все мы знаем, что в жизни нет ничего черного и белого. Было бы легко просто следовать приведенным выше «правилам» и Боб — ваш дядя, но, к сожалению, это не всегда возможно. Бывают ситуации, когда упомянутый изолятор является предметом, используемым на рабочем месте, например ручным инструментом.Они необходимы — вы не можете просто выбросить их из EPA. Если вы это сделаете, работа не будет выполнена.

Итак, вопрос в том, как «удалить» эти жизненно важные изоляторы, фактически не «удаляя» их из своего EPA? Сначала вы должны попробовать 2 варианта:

1. Замените обычные изоляционные предметы на антистатическую версию. Имеется множество инструментов и принадлежностей, защищенных от электростатических разрядов — от обработки документов до чашек и диспенсеров, щеток и мусорных баков. Они являются проводящими или рассеивающими и заменяют стандартные изолирующие разновидности, которые обычно используются на рабочем месте.Дополнительные сведения об использовании инструментов и аксессуаров, защищающих от электростатического разряда, см. В этом посте.

2. Периодически наносите слой Topical Antistat. Reztore® Topical Antistat (или аналогичный раствор) предназначен для использования на поверхностях, не подверженных электростатическому разряду. После нанесения и высыхания поверхности остается антистатическое и защитное покрытие, рассеивающее статическое электричество. Покрытие, рассеивающее статическое электричество, позволяет заряду стекать при заземлении. Антистатические свойства снизят трибоэлектрическое напряжение до менее 200 вольт.Следовательно, он придает поверхностям электрические свойства, не подверженные электростатическому разряду, до тех пор, пока твердое покрытие не изнашивается.

Если эти два варианта не подходят для вашего приложения, изолятор называют «важным для процесса», и поэтому нейтрализация с помощью ионизатора должна стать необходимой частью вашей программы управления электростатическим разрядом.

Нейтрализация

На большинстве рабочих станций ESD есть изоляторы или изолированные проводники, которые нельзя удалить или заменить. Их следует решать с помощью ионизации.Примерами некоторых распространенных основных изоляторов технологического процесса являются подложка для печатных плат, изолирующие испытательные приспособления и пластиковые корпуса изделий.

Корпуса для электронных устройств — изоляторы, необходимые для производства

Примером изолированных проводов могут быть токопроводящие дорожки или компоненты, установленные на печатной плате, которые не контактируют с рабочей поверхностью ESD.

Ионизатор создает большое количество положительно и отрицательно заряженных ионов. Вентиляторы помогают ионам течь по рабочей зоне.Ионизация может нейтрализовать статические заряды на изоляторе за считанные секунды, тем самым уменьшая их способность вызывать повреждения электростатическим разрядом. Заряженные ионы, созданные ионизатором, будут:

• нейтрализует заряды на технологических изоляторах
• нейтрализует заряды на второстепенных изоляторах
• нейтрализует изолированные проводники
• минимизировать трибоэлектрический заряд

Изоляторы и изолированные проводники часто используются в устройствах, чувствительных к электростатическому разряду (ESDS) — ионизаторы могут помочь

Сводка

Изоляторы по определению не являются проводниками и поэтому не могут быть заземлены.Изоляторы можно контролировать, выполнив следующие действия в EPA:

• Всегда держите изоляторы на расстоянии не менее 31 см от предметов ESDS или
• Замените обычные изоляционные элементы на версию с защитой от электростатического разряда или
• Периодически наносите слой Topical Antistat

Когда ничего из вышеперечисленного невозможно, изолятор называют «необходимым для процесса», и поэтому нейтрализация с помощью ионизатора должна стать необходимой частью вашей программы управления электростатическим разрядом.

Статическая нейтрализация в резервуаре | Технологии

Генерирование статического электричества невозможно предотвратить, но его можно уменьшить или контролировать, предоставив средства рекомбинации разделенных зарядов так же быстро, как они производятся, и до того, как будет достигнуто искровое напряжение. В резервуарах для хранения легковоспламеняющихся продуктов возникли внутренние пожары, что привело к полной потере оборудования и продукции. Травмы возможны даже в том случае, если цистерны оснащены заземляющими стержнями внутри цистерны.

Технология ионизации обычно используется для уменьшения накопления статического заряда. В процессе ионизации молекулы воздуха перенапрягаются; таким образом электроны отделяются от молекул. Электроны заряжаются отрицательно, а молекулы, потерявшие электроны, становятся заряженными положительно. Когда заряженный объект контактирует с ионизированным воздухом, статический заряд рассеивается. Заряд либо передается на землю через ионизированный воздух, либо заряженный объект притягивает достаточное количество положительно или отрицательно заряженных ионов из воздуха, чтобы нейтрализовать его.Ионизация воздуха может быть достигнута статической щеткой или индуктивным нейтрализатором.

Благодаря обширным исследованиям и полевым испытаниям Petro Guardian разработала инновационное устройство статического заземления — Static Lasso®. Static Lasso® изготовлен из неагрессивного материала с множеством мелких точек, которые остаются в прямом контакте с жидкостью и парами внутри резервуара. В отличие от цепей, стержней и пластин, которые неэффективны, поскольку имеют плоскую поверхность, Static Lasso® имеет потертый узел из углеродного волокна, который содержит множество микроскопических точек.Static Lasso® не вызывает коррозии, имеет низкую емкость и высокую проводимость, что делает его очень эффективным средством отвода статического электричества из стекловолоконных и стальных резервуаров с футеровкой. Static Lasso® действует как индуктивный нейтрализатор, ускоряющий процесс релаксации заряда.

Ионизация происходит внутри изолированного корпуса резервуара по мере движения жидкостей с разной проводимостью. Возгорание может произойти, если заряд превышает минимальное значение в легковоспламеняющихся жидкостях. Когда заземленное статическое лассо помещается в изолированное заряженное тело, ионизация на концах углеродного волокна генерирует достаточно ионов для ускорения процесса нейтрализации заряда.Этот процесс индуктивной нейтрализации поддерживает уровень заряда ниже уровня, который может привести к электрическому разряду или искре.

Соединение и заземление — Контроль статического электричества

Несколько лет назад я расследовал инцидент, связанный с возгоранием, возникшим в результате переноса горючей жидкой смеси. Водитель поставщика химикатов доставлял товар покупателю. Продукт состоял из раствора растворителя, содержащего толуол и другие легковоспламеняющиеся ингредиенты.Когда водитель наполнял металлический контейнер емкостью 350 галлонов через верхнее сопло, внезапно возник пожар, в результате чего водитель получил ожоги. Он получил ожоги второй и третьей степени примерно на 20% тела.

В ходе расследования этого инцидента было установлено, что искра, возникшая в результате статического разряда, воспламенила пары растворителя. Есть два основных метода защиты от опасностей статического электричества — заземление и склеивание. Эти методы должны строго соблюдаться в зонах хранения, распределения или использования легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.В этой статье описывается, как возникает статический разряд и как соединение и заземление помогают предотвратить потенциальные пожары из-за электростатических разрядов.

Статическое электричество
Статическое электричество возникает в результате взаимодействия разнородных материалов. Это может произойти при трении материалов друг о друга, например, в классическом примере ходьбы по ковру в сухой зимний день в шерстяных носках. Однако статические разряды также могут возникать, когда жидкость проходит по трубе, через отверстие в резервуар и / или при смешивании или взбалтывании смеси.Жидкость перемещает разные электроны друг от друга, и трение электронов создает статическое электричество. Электростатический разряд (также называемый статической искрой) — это разряд электричества через промежуток между двумя не контактирующими точками, возникающий в результате разницы в электрический потенциал. Искра, возникающая при скачке электрического заряда через зазор, обычно содержит достаточно энергии для воспламенения легковоспламеняющихся паров, если они находятся в концентрациях, поддерживающих горение. Нельзя полностью исключить возникновение статического электричества, поскольку оно обычно присутствует на каждом интерфейсе.Однако есть способы уменьшить возможность накопления статического заряда при перекачке легковоспламеняющихся жидкостей. Двумя наиболее важными способами предотвращения статических искр являются соединение и заземление.

Соединение
Соединение выполняется для устранения разницы в электрическом потенциале между двумя или более объектами. Адекватная связь между двумя или более проводящими объектами позволит зарядам свободно перемещаться между объектами, что не приведет к разнице в электрическом потенциале.Связывание не устраняет статический заряд, но выравнивает потенциал между соединенными объектами, так что между ними не возникает искры. Таким образом, вероятность искры между объектами существенно снижается.

Соединение может быть выполнено путем присоединения проводящего провода между объектами. Для безопасного склеивания важны следующие факторы:

Размер соединительной проволоки: Размер соединительной проволоки зависит от механической прочности, а не от допустимой нагрузки по току.Используйте толстый многожильный провод 12-го калибра, который выдержит длительное использование. Связующие провода поставляются промышленными поставщиками на катушках или в индивидуальной указанной длине.

Точка крепления на обоих объектах: Точка крепления на обоих объектах должна быть прочной и надежной и находиться на голой металлической поверхности. Использование зажимного устройства (навинчиваемого или подпружиненного) — хороший способ обеспечить надежное соединение. Соединение должно быть выполнено до начала передачи материала между емкостями.Если соединение выполняется после переноса, накопление статического заряда может привести к искре, поскольку соединительный провод подключается к одному из контейнеров.

Заземление
Заземление объекта служит другой цели, чем соединение. Связывание устраняет разницу в электрическом потенциале между контейнерами, соединенными вместе, но не устраняет разность потенциалов между объектом и землей. Чтобы гарантировать, что статический заряд не вызовет искру в результате этой разницы, должен быть обеспечен токопроводящий путь к земле.Правильное заземление обеспечит средство для непрерывной разрядки заряженного проводящего тела на землю.

Заземление может быть достигнуто путем присоединения проволочного проводника между контейнером и водопроводной трубой или 8-футового стального стержня, покрытого медью, встроенного в землю по всей длине. Общее сопротивление заземления должно быть ниже одного мегаом. При использовании заглубленного стержня сопротивление зависит от влажности почвы. Важно проверить систему заземления, чтобы убедиться в ее целостности и надлежащем сопротивлении.

Скорость статического разряда
Электрические заряды могут накапливаться в легковоспламеняющихся жидкостях, когда жидкости протекают через системы трубопроводов или когда они перемешиваются в резервуарах для хранения в результате механического движения или разбрызгивания. Правильного соединения и заземления системы часто бывает достаточно, чтобы контролировать накопление статического электричества. Однако, если для переноса жидкости в резервуар для хранения или контейнер используются высокие скорости потока, на поверхности жидкости в резервуаре могут возникать высокие электрические потенциалы.

Скорость накопления статического заряда может быть намного больше, чем способность жидкости переносить его в заземленный металлический резервуар для хранения. Если накопленный в контейнере заряд накапливается достаточно, может возникнуть статическая искра, когда уровень жидкости приближается к телу с другим потенциалом. Такого рода статическую ситуацию можно контролировать, уменьшая скорость потока, избегая сильного разбрызгивания в бак и давая время, пока статические заряды не рассеются. Заполнения брызгами можно избежать, используя заливную трубу, разработанную в соответствии с NFPA 77.

In Review
При рассмотрении инцидента, описанного ранее, водителю не удалось подключить соединительный кабель к металлическому контейнеру. Драйвер также создал высокий уровень статического разряда из-за разбрызгивания продукта во время наполнения. Эти ошибки могут быть вызваны недостаточным обучением, отсутствием процедур компании и / или отсутствием контроля за исполнением и руководством. Контейнер также не имел должного заземления. Однако контейнер принадлежал заказчику и находился на его территории.При перемещении легковоспламеняющихся материалов на рабочем месте с несколькими работодателями может потребоваться определенное планирование и координация, чтобы обеспечить соблюдение безопасных методов соединения и заземления.

Дополнительное руководство по контролю статического электричества можно найти в NFPA 77, Рекомендуемая практика для статического электричества.

Версия для печати

Поделитесь этой статьей!

PRIMER: Ионизаторы ESD для статического контроля | Продукты ESD и статического контроля

Если ионизатор не сбалансирован, вместо нейтрализации
зарядов он будет производить в основном положительные или отрицательные ионы.Это приводит к тому, что
создает электростатический заряд на незаземленных предметах, что потенциально может вызвать разряд
и вызвать повреждение электростатическим разрядом близлежащих чувствительных предметов.

Поэтому очень важно регулярно чистить ионизаторы
и проверять их правильное функционирование. Ниже мы собрали список задач
, которые вы должны выполнять с ионизаторами на регулярной основе.

«Все ионизационные устройства требуют периодического обслуживания
для правильной работы. Интервалы технического обслуживания ионизаторов сильно различаются в зависимости от типа ионизатора
и окружающей среды.Критически чистые помещения
, как правило, требуют более частого внимания. Важно установить
обычный график обслуживания ионизатора. Регулярное обслуживание обычно требуется
для соответствия требованиям аудита качества ». (Руководство по ESD TR20.20, раздел 5.3.6.7
Техническое обслуживание / очистка)

EIA-625, рекомендует проверять ионизаторы каждые 6 месяцев, но
это может не подходить для многих программ, особенно потому, что несбалансированный
может существовать в течение нескольких месяцев, прежде чем он будет снова проверен.ANSI / ESD S20.20 раздел
6.1.3.1 План проверки соответствия Требование гласит: «Испытательное оборудование должно быть выбрано
для выполнения измерений соответствующих характеристик технических требований
, которые включены в план программы ESD».

В нормальных условиях ионизатор будет притягивать грязь и
пыль (особенно на точках эмиттера). Для поддержания оптимальной эффективности нейтрализации
и работы необходимо регулярно проводить чистку.

Очистка эмиттера
Точки эмиттера следует очищать с помощью специальных очистителей точки эмиттера или тампона
, смоченного изопропиловым спиртом.Ниже приведены общие инструкции по очистке эмиттерных точек
. Однако каждый блок немного отличается, поэтому всегда обращайтесь к
к руководству по ионизатору.

1. Выключите устройство и отсоедините шнур питания.
2. Откройте ионизатор, чтобы обнажить точки излучения
3. Очистите точки эмиттера с помощью очистителя эмиттера
   или тампона, смоченного изопропиловым спиртом.
4. Установите решетку на место.
5. Подключите шнур питания и включите устройство.
6. Проверьте работу ионизатора с помощью монитора заряженных пластин
   или набора для проверки ионизации (см. Ниже).

Очистка корпуса
Очистите корпус мягкой тканью и водой.
Если требуется более сильный чистящий раствор, промокните мягкую ткань
смесью изопропилового спирта и деионизированной воды (70% IPA и 30% деионизированной воды).

Проверка: как проводить
Ионизаторы для испытаний

Эффективность нейтрализатора статического электричества
определяется скоростью устранения статического электричества и ионным балансом.

Время затухания: устранение статического электричества
Скорость

«Время затухания» ионизатора — это время, за которое заряженный объект нейтрализует
(0 В).

Ионный баланс

Для успешного устранения поверхностного заряда ионизатор воздуха
должен обеспечивать сбалансированную доставку отрицательных и положительных ионов. Несбалансированный ионизатор
может фактически действовать как источник заряда, производя больше одного иона, чем
другого.Практически ни один ионизатор не обеспечивает идеального баланса, но ионизатор
, который разряжает объекты с потенциалами в десятки тысяч вольт до уровней
в несколько десятков вольт, считается адекватно сбалансированным. +/- 35 вольт — это число, которое нужно искать.

В соответствии с разделом
ESD TR53, 5.3.6.7.1 «Лучшая практика состоит в том, чтобы измерить напряжение смещения и разрядки
раз, очистить устройство, включая точки эмиттера и воздушные фильтры, если они есть, напряжение смещения
до нуля (если регулируется) и затем повторите проверку напряжения смещения и времени разряда
.Если устройство не соответствует требованиям к напряжению смещения
или минимально установленным ограничениям времени разряда, указывается дальнейшее обслуживание.
Производители должны предоставить подробную информацию о процедурах обслуживания и типичных интервалах обслуживания
».

Большинство компаний присваивают номер или иным образом идентифицируют
каждому ионизатору и устанавливают график проверки соответствия / технического обслуживания / калибровки
. Если все ионизаторы проходят проверку успешно, данные могут оправдать увеличение периода калибровки
.Если ионизаторы требуют регулировки, период калибровки
следует сократить. Хотя ESD TR53 не рекомендует частоту испытаний,
JESDD625-A (пересмотр EIA-625) рекомендует проверять ионизаторы раз в полгода,
отмечает использование «S3.1, за исключением того, что количество точек измерения и местоположений может быть выбрано на основе
. в приложении «.

Поверка должна выполняться в соответствии со стандартом ионизации ассоциации ESD
ANSI / ESD STM3.1.

Ниже приведены общие инструкции по проверке напряжения смещения ионизатора
и времени разряда.Всегда обращайтесь к руководству пользователя
, прилагаемому к монитору зарядной пластины или набору для проверки ионизации, для правильной работы и настройки
.

1. Проверка напряжения смещения ионизатора
(также называемого балансом):

Требуемый предел согласно ANSI / ESD S20.20 составляет менее ± 35
вольт. Обратитесь к руководству по эксплуатации ионизатора или проконсультируйтесь с производителем ионизатора
, чтобы определить, какое напряжение смещения должно быть для вашего ионизатора.

Монитор зарядного устройства
(CPM)

1. Установите CPM в режим затухания / смещения.
2. Установите CPM в режим спада и смещения напряжения
   с начальным зарядом на уровне + или — 1 кВ и останавливающим зарядом на уровне +
   или -100 вольт.
3. Запустите тестовую последовательность затухания / смещения на CPM.
   Это займет несколько секунд.
4. Запишите время затухания и напряжение смещения как
   , отображаемое на CPM.

Набор для проверки ионизации

1. После зарядки пластины комплекта для проверки ионизации
   держите измеритель поля примерно на расстоянии одного фута (30.5 см) от ионизатора
   .
2. Наблюдайте за дисплеем измерителя, чтобы увидеть, как
   быстро рассеивается заряд 1,1 кВ до 0,1 кВ.
3. Скорость, с которой это происходит (время разряда
   ), показывает, насколько хорошо ионизатор работает.
4. Повторите эту процедуру как для положительно, так и для отрицательно заряженной пластины
   .

Некоторые ионизаторы предлагают варианты регулировки (например, потенциометры)
, которые позволяют изменять напряжение смещения.

Однако, если ваш ионизатор не сбалансирован (и не может быть отрегулирован
) или если время разряда выходит за пределы спецификации, ионизатор
потребует обслуживания / ремонта в авторизованной компании.

Соединение постоянного тока с заземленными фотоэлектрическими системами с плавающими батареями

Связь постоянного тока для Solar + Storage в больших масштабах становится все популярнее, поскольку мы ищем инновационные способы увеличения производства солнечной энергии и превращения солнечной энергии в действительно управляемый источник энергии из просто прерывистого. Связь по постоянному току дает возможность улавливать энергию, которая в противном случае могла бы быть ограничена в периоды перепроизводства. Кроме того, соединение по постоянному току предлагает более интуитивно понятный способ установки хранилища в существующие фотоэлектрические системы, поскольку оно не меняет номинальный ток системы по переменному току и, следовательно, во многих случаях не требует пересмотра соглашения о межсетевом соединении системы.

Однако сегодня, хотя связь по постоянному току представляет интерес для очень многих, на самом деле она была развернута в больших коммерческих или коммунальных масштабах гораздо реже. Таким образом, некоторые нюансы интеграции Solar + Storage не очень хорошо изучены. Одним из таких нюансов является вопрос включения основных компонентов системы, а именно фотоэлектрических элементов и батарей, с разными схемами заземления.

Проблемы с заземлением

Многие установленные фотоэлектрические системы имеют отрицательное заземление по рекомендации производителя фотоэлектрических панелей (хотя некоторые фотоэлектрические панели действительно требуют положительного заземления).Кроме того, руководство Национального электротехнического кодекса (NEC) и некоторые постановления AHJ также поощряют заземление фотоэлектрических массивов, а не их «плавание».

Напротив, современные крупномасштабные аккумуляторные системы хранения энергии обычно являются «плавающими» или незаземленными. Подход с подключением по постоянному току к объединению Solar + Storage требует, чтобы и батарея, и фотоэлектрическая панель были подключены к общей шине постоянного тока. Это означает учет этой разницы в основаниях.

В развертывании Solar + Storage с подключением по постоянному току устройство силовой электроники, известное как оптимизатор постоянного и постоянного тока, обычно создает мост напряжения между фотоэлектрической батареей и батареями, чтобы гарантировать, что батарея получает необходимый уровень напряжения для зарядки или разрядки во время работы аккумуляторной системы накопления энергии с постоянным током (BESS).Проблема, которую это представляет, заключается в том, что если вы поместите электронное устройство без гальванической развязки между батареей и фотоэлектрической батареей, это означает, что эти два компонента системы должны иметь общее заземление, что совсем не так, когда фотоэлектрическая аккумулятор плавает.

Для обычно устанавливаемых систем Solar + Storage, связанных по переменному току, эта проблема устраняется, поскольку эти системы обычно имеют встроенную изоляцию, поскольку каждая батарея и фотоэлектрическая система имеют свои собственные инверторы, которые сами по себе обычно изолированы.