Корзина:
с 9:00 до 19:00
Режим работы: Пн-Пт
+7 (495) 120-03-90
zakaz@plc.ru

Системное решение вопроса о заземлении электроустановок

21.10.2014

Проблема заземления современных электронных установок становится все более и более актуальной в процессе разрешения вопросов об обеспечении работы строительного и инженерного оборудования различных общественных или же промышленных объектов, при этом те люди, которые ответственны за произведение проектировки и монтажа такого оборудования, в обязательном порядке проводят первоначальное согласование параметров с экспертами в области инженерного строительства, информационных технологий.

В общем и целом, каждая современная система заземления должна соответствовать трем основным требованиям – это:

· Обеспечение защиты от короткого замыкания и различных ударов молнии. При помощи системы заземления должна обеспечиваться защита человека, а также полностью исключаться возможность нанесения прямого материального ущерба компании вследствие всевозможных взрывов, пожаров или же электрических импульсов;

· Безопасность. Качественная система заземления должна максимально безопасно уводить токи прямого попадания молнии или же те, которые могут быть спровоцированы коротким замыканием без определения в электронной установке нештатных значений напряжения и тока, включая также возможность обеспечения поддержки полностью безопасных уровней напряжения;

· Защита оборудования и поддержка его работоспособности. Система заземления в обязательном порядке должна обеспечивать возможность сохранения чувствительности электронного оборудования, вследствие чего в качественных устройствах предусматривается грамотная топография прокладываемых кабелей, а также качественное экранирование и зонирование, что позволяет обеспечить бесперебойную работу не только компьютера, но еще и множества другого оборудования.

При этом, несмотря на то, что боле подробно все эти требования могут рассматриваться отдельно в каждом из нормативов, вы должны использовать правильный подход к их применению.

Системный подход

Общий вид промышленного помещенияПервоначальная задача, которая ставится перед абсолютно любой защитной системой заземления, заключается в том, чтобы предоставить безопасность человеку и любому его имуществу в зоне работы такого устройства за счет создания самого короткого пути с минимальным сопротивлением.

Создание данного пути в землю с небольшим сопротивлением является достаточно простым – нужно просто использовать проводник, имеющий высокое значение электропроводности ,а также высокую устойчивость к воздействию коррозии, который может заглубляться настолько, чтобы полностью избежать любых последствий от эффектов высыхания и замерзания грунта. За счет того, что зачастую такие системы имеют достаточно большую площадь контакта с землей, уменьшается общая плотность тока в земле, вследствие чего снижается также и общее значение сопротивления электричеству.

Проблемы в данном случае возникают постепенно после того, как оборудование присоединяется к системе замедления, однако на практике на чистоту такого заземления непосредственно влияет то, что рядом находятся другие виды подобных систем заземления, а также обеспечивается качественный состав используемого оборудование.

Комбинированный вариант в виде защитного и нейтрального проводников не представляет собой оптимальное решение, которое может удовлетворить потребности, при этом в современных системах нейтральные токи, включая также третью гармонику, смешиваются с заземляющими токами в нейтральном проводнике, специальном защитном проводнике или же просто какой-либо металлической арматуре.

Традиционная практика таких устройств заземления основывается изначально на обеспечении правильного решения вопроса безопасности, при этом вышеуказанный принцип организации пути с минимальным электросопротивлением зачастую является достаточным. Современные требования различных предприятий обуславливают формирование электронного поля непосредственно в грунте для того, чтобы обеспечить оптимальный контроль градиента потенциала, ведь данный защитный проводник обеспечивает функциональную и практическую защиту для современного оборудования.

Разнообразие возможных токов утечки изменяется в зависимости от типа установки, которую вы решили выбрать. При этом, учитывая то, что в преимущественном своем большинстве утечка токов происходит от однофазных источников, значение тока может не только увеличиваться, но и уменьшаться в зависимости от того, какая используется конфигурация нагрузок и цепей на тех или иных участках. Самая благоприятная ситуация складывается тогда, когда на участках присутствует питание одновременно нескольких видов вычислительного оборудования, при этом следует отметить тот факт, что токи утечки являются безвредными, когда уходят непосредственно в землю, но при этом представляют реальную опасность, если речь идет о нарушениях в соединении.

Из-за этого требуется обеспечение более комплексного подхода к такой ответственной процедуре, как проектирование защитной системы. Теоретически может потребоваться обеспечение страховки в виде использования специализированных дублирующих заземляющих проводников, при этом каждый отдельный проводник должен иметь номинал из расчета полной нагрузки, а также предельно надежные устойчивые соединения. Таким образом, предпочтительным является тот фат, чтобы защитные проводники изготавливались из меди, а их установкой занимались квалифицированные специалисты в области электромонтажа, а не обычные строительные рабочие.

В том случае, если функцию защитного проводника будет выполнять защитная оболочка кабелей, особенно пристальное внимание необходимо будет уделить качеству соединений у различных разъемов, при этом принципе интегрированного проектирования обязательно должны распространяться на все виды электроустановок и отдельные их элементы.

С точки зрения функциональных задач, выполнение которых должна обеспечивать профессиональная электроустановка, высокочастотные токи зачастую представляют собой достаточно незначительную проблему, при этом преимущественная часть оборудования, которая создает токи в системе заземления, является чрезвычайно чувствительной к шуму высокой частоты. Однако при этом стоит отметить тот факт, что если само оборудование осуществляет генерирование высокочастотных токов, то оно также является достаточно чувствительным к высокочастотному напряжению.

Если владелец такого устройства побеспокоился о том, чтобы высокочастотные токи в случае необходимости полностью доводились до земли, исключая возможность создания каких-либо перепадов в напряжении, то в таком случае данная проблема будет, конечно же, несущественной, однако для обеспечения этих возможностей нужно добиться установки качественной системы заземления с низким сопротивлением.

Для того, чтобы снизить наведенный ток, путь заземления должен быть максимально приближенным к путям передачи электропитания, при этом следует также отметить тот факт, что зачастую нам гораздо важнее обеспечивать сопротивление соединений системы заземления, которая представляет определенную поверхность выравнивания потенциалов, чем сопротивление контакта с землей. При этом стоит отметить, что для обеспечения вопросов безопасности от ударов молний данный вопрос является особенно значимым.

В те времена, когда суммарная мощность используемого оборудования являлась относительно небольшой, заземляющий проводник большого сечения зачастую непосредственно ведет или же к терминалу заземления, или же к каким-либо отдельным заземляющим электродам, при этом путь возврата шумов зачастую находится непосредственно около питающего проводника, за счет чего уменьшается его излучение.

Однако на самом деле длинные радиальные заземляющие проводники представляют собой объект резонанса четверть-волны, что провоцирует увеличение сопротивления на определенной частоте, а также позволяет сделать их абсолютно непригодными к использованию для тех систем, которые полностью распределяются по всему помещению.

На сегодняшний день современные компьютеры зачастую занимают примерно несколько этажей здания, однако поддержание уравненного потенциала обуславливает необходимость в применении более современных решений данного вопроса.

Микроэлектронные элементы с течением времени перетерпели огромнейшее количество изменений, которые связаны со снижением напряжений и рабочих токов, вследствие чего снижается также и энергопотребление. Именно это в конечном итоге спровоцировало сближение уровней полезного сигнала и различных паразитных шумов, а также создает теоретическое уменьшение надежности систем. Все вышеуказанные результаты подобной эволюции компенсируются тем, что улучшается схемотехника микроэлектронных компонентов, за счет чего улучшается их сопротивление к шумам, применением специализированных протоколов определения ошибок, а также максимально качественным развитием математического обеспечения. Однако, несмотря на высокую эффективность использования таких мер, снижается производительность сетей, а избыточное количество контрольной информации снова отправляется в информационную сеть, передавая некорректные данные.

По мере того, как вырастают высокочастотные шумы, эти процессы становятся все более и более доминирующими вплоть до того, как полностью прекращается ведение полезной работы. Современным пользователям кажется, что система полностью вышла из строя, однако в действительности же она деградировала в конечном итоге до такой степени, что различные предохранительные и штатные защитные мероприятия не позволяют вернуть системе возможность нормального функционирования.

При уменьшении уровня электрического шума до определенного уровня начинает происходить восстановление работоспособности системы. При этом вполне очевидно, что эффективность передачи информации непосредственно влияет на степень эффективности работы бизнеса. Как это зачастую бывает, эффективность работы различного оборудования снижается тогда, когда она является наиболее востребованной, ведь это происходит в преимущественном большинстве ситуаций из-за возникновения перегрузка.

Уменьшение уровня электрических шумов для систем обработки и последующей передачи различной информации представляет собой прямой путь сохранения эффективности их использования, при этом на сегодняшний день данные принято передавать через кабель «витая пара», который является неэкранированным. Однако для зданий, в которых присутствует достаточно высокая плотность информационной сетевой инфраструктуры или же там, где требуется обеспечение передачи данных при скорости более 100 Мб/с, правильно будет использовать именно экранированные кабели.

Наиболее эффективным средством предельного снижения шумов следует назвать сплошное заземление медной сеткой. Такой прием пользовался широким распространением в эпоху централизованного размещения различного оборудования в специальных компьютерных комнатах, что до сих пор представляет собой одно из наиболее оптимальных решений.

Так как обеспечение эффективности использования такого метода обуславливает необходимость в обеспечении сплошного вертикального покрытия в зоне работы данного оборудования, заземляющие сетки зачастую выполняются из плоской перфорированной ленты, которая позволяет предельно снизить поверхностный эффект. Если же речь идет о применении вертикальных элементов конструкции здания, включая, к примеру, опоры фальшпола, крайне важно будет проследить за тем, чтобы они гальванически объединялись при помощи специальных медных шин.

Нередко случается так, что цена монтажа сплошного заземления является достаточно высокой, однако действующая практика говорит о том, что затраты, необходимые для обеспечения сплошного заземления, далеко не такие большие, особенно если его установка осуществляется в процессе возведения здания. Большая стоимость данного мероприятия появляется только тогда, когда появляется необходимость в дополнительном оборудовании уже действующего здания.

Оборудование сплошными системами заземления делает здание гораздо более привлекательным для арендаторов, так как за счет этого его эксплуатация может осуществляться для решения самых разнообразных задач, уменьшая при этом возможность возникновения каких-либо проблем, связанных с работой компьютерного оборудования. Следовательно, такое здание может впоследствии отличаться достаточно высокой, но в то же время оправданной арендной платой, так как широкий круг арендаторов заинтересован в обеспечении стабильного функционирования компьютерных систем, и зачастую готов оплачивать гарантии такой стабильности.

Заземляющий электрод

Необходимые параметры заземляющих электродов, а именно их форма, размер и месторасположение – все это является критически важным не только для того, чтобы обеспечить достаточно низкое сопротивление с грунтом, но еще и добиться максимально эффективного контроля над формой электрического поля на поверхности. Сопротивление пары электрод-земля и ток заземления обеспечивают определение разницы потенциалов между системой и землей, при этом в случае наличия достаточно высоких значений тока утечки значение потенциала может иметь достаточно высокие показатели в области заземляющего электрода, которые будут уменьшаться в зависимости от расстояния до него. При этом стоит сказать о том, что высокое значение потенциала на грунте в конечном итоге может спровоцировать возникновения крайне неприятных ситуаций.

На практике зачастую нет никаких сложностей в том, чтобы добиться обеспечения действительно низкого значения сопротивления пары электрод-земля, вследствие чего выполняется также заземление за счет установки одного такого электрода.

Вполне очевидно, что при наличии такой крутизны пространственных характеристик напряжения безопасных значения напряжения добиться достаточно сложно. Достаточно часто сегодня принято использовать дополнительный горизонтальный заземляющий электрод, за счет которого обеспечивается не только более эффективное снижение сопротивление, но еще и обеспечивает возможность обеспечения контроля над полем напряжения, что позволит снизить значение градиента потенциала, а также напряжения шага и прикосновения.

Напряжение прикосновения и шага непосредственно вокруг места заземления с течением времени значительно снижается во время обустройства дополнительного кольца, так как в процессе этого уплощается поле напряженности обратно пропорционально, а также в полном соответствии с тем, какую форму имеет данное кольцо. Если же контроль над формой поля напряженности не может контролироваться, то в таком случае значение напряжений явно будет превышать нормативные.

Во время организации заземляющей петли или же кольца вокруг здания нужно размещать его, как минимум, на 1м от стены здания на такой глубине, при которой на кольцо не будет оказывать влияние промерзание грунта в холодное время года, или же высыхание земли, которое происходит летом. Стоит отметить, что если вы не располагаете определенными данными для вашей конкретной местности, то в таком случае следует устанавливать такие кольца на глубине не менее 0.5 м. Если же говорить о самом кольце, то оно должно выполняться из меди, а его сечение должно составлять не менее 50 мм2.

Объединение заземляющего кольца с системой заземления объекта должно осуществляться гальванически не только внутри, но еще и за периметром объекта в нескольких точках.

Система заземления участка

Использование пути с минимальным сопротивлением к земле является необходимым для того, чтобы обеспечить отведение токов от замыкания или же ударов молнии. Центр системы защиты от ударов молний и заземления должен изготавливаться в виде сетки, которая обеспечивает соединение с низким значением сопротивления с различными объектами с электропроводной объекта, а также обеспечивает распределенное объединение с землей. Она также должна обеспечивать должную проводимость для всех возникающих токов, включая также на шинах и кабелях, которые объединяют удаленные объекты, обеспечивая при этом минимальные значения напряжения касания и шагового напряжения.

Система молниезащиты

Для того, чтобы обеспечить безопасность от непосредственного попадания молнии, принято организовывать прямой путь, имеющий минимальное значение сопротивления, который идет от верхней точки объекта и уходит в грунт. На уровне почвы такой молниеотвод объединяется со специальным заземляющим электродом и полностью всей системой заземления.

Расстояние между вертикальными проводами в данном случае должно составлять не менее 10 метров для стандартного уровня защиты, а также 5 м там, где требуется более высокий уровень защиты, при этом в данном случае не имеют никакого значения формы и размеры здания. Количество вертикальных токопроводов должно быть не менее двух, а сечение каждого из них должно составлять, как минимум, 20 мм2.

Желательно на каждом отдельном этаже, однако не реже чем каждые 20 метров по вертикали объединять вертикальные токопроводы непосредственно с основной системой заземления, за счет чего создается вокруг объекта так называемый экран Фарадея.

Помимо всего прочего не стоит забывать о том, что удар молнии – это сверхскачок, вследствие чего последствия поверхностного и индуктивного эффекта уменьшаются при применении плоского прямого проводника.

Назад к списку новостей