Mis on ühise maandussüsteemi kasutamise eelised elektrijaotuses ja milliseid ettevaatusabinõus tuleb võtta?
Mis on ühine masin?
Ühine masin viitab praktil, kus süsteemi funktsiooniline (töö) masin, seadme kaitsemasin ja äikäistekitsesüsteemi masin jagavad üht masinvedru süsteemi. Võib-olla tähendab see ka seda, et mitmest elektriseadmetest pärit masinjooned on üksteisega ühendatud ja sidunatud ühe või mitme ühise masinvedru.
1. Ühise masinu eelised
Lihtsam süsteem vähemate masinjoontega, mis muudab hoolduse ja kontrolli lihtsamaks.
Mitme paralleelselt ühendatud masinvedru ekvivalentne masinpuur on madalam kui eraldi, sõltumatute masinsüsteemide üldpuur. Kui hoonet kasutatakse ühise masinvedruna – selle oma iseloomuliku madala vastupanuga – siis ühise masinu eelised muutuvad veelgi selgemaks.
Parandatud usaldusväärsus: kui üks masinvedru väljub tööst, saavad teised seda asendada.
Vähem masinvedrusid, mis vähendab paigaldamise ja materjalikulu kulud.
Isolatsiooni läbimurde korral, mis põhjustab fasa-seadme korpusi lühikestele, voogub suurem veafaja, tagades kiire toimimise kaitsevahendid. See vähendab ka puutumispingeid, kui inimesed puutuvad vigase seadmega.
Vähendab äikäite ülepingeid põhjustatud ohte.
Teoreetiliselt peaks äikäistekitsesüsteemi masinu säilitama ohutuskaugusel ehitiste konstruktsioonidest, elektriseadmetest ja nende masinsüsteemidest, et äikäite taaslaadimise ohtu vältida. Kuid tegelikus insenerides on see sageli praktikas ebavõimalik. Hooneid juhib laia ala kattes palju sissejuhatavaid tarvisid (elektrienergia, andmed, vesi jms). Eriti kui kasutatakse armatuuri betoonkonstruktsioonina peidetud äikäistekitseseadeid, muutub äikäistekitsesüsteemi elektrilise isolatsiooni hoidmine ehituse joonte, seadme korpusi või elektrisüsteemi masinust elektriliselt isolatsioonilt peaaegu võimatuks.
Sellisel juhul soovitatakse ühist masinu – transformaatori neutraalset, kõigi elektriseadmete funktsionaalse ja kaitsemasinu ning äikäistekitsesüsteemi ühendamist sama masinvedru võrgu. Näiteks kõrgete hooneid, kus elektriseadme masinu integreeritakse äikäistekitsesüsteemiga, loob efektiivselt Faraday kast, kasutades hoonet sisemist terasraami. Kõik hoonet sisesed elektriseadmed ja jooned, mis on sidunatud sellega, on seega kaitstud äikäite poolt põhjustatud potentiaalsete erinevuste ja taaslaadimise eest.
Seega, kui kasutatakse hoonet metallkonstruktsioonina masinuks, on mitme süsteemi ühine masin mitte ainult võimalik, vaid ka eelistatav, kui üldine masinpuur on alla 1 Ω.
2. Olulised mõtted ühise masinu kohta
Masinuju loomus:
Masinpuuriga seotud risk sõltub masinuju suurusest, kestusest ja sagedusest. Näiteks äikäistekitseseaded võivad äikäite tabamisel vedada väga suuri jõude, kuid need sündmused on lühikesed ja sagedased – seega tekkinud masinpuur esitab piiratud ohtu.
Kuid ühine masinpuur peab rahuldama kõige rangeimat nõuet kõikidel ühendatud süsteemidel, ideaalselt ≤1 Ω.
Alampinge jaotussüsteemides, kus neutraal on kindlalt maaditud, võib ühine masinvedru vedada jätkvat lekkejõudu kõigist ühendatud tarbijatest, moodustades ringimasinuju. Kui masinpuur ületab turvalisi piire, võib see ohustada nii seadmeid kui ka inimesi.
Lisaks arvutite ja tundliku elektroonika laialdasel kasutamisel nõutakse sageli filtreerimismasint. Suured linia-maapind EMI/RFI filtrid tuovad suure kapatsiivse lekkejõudu maapinnale, mis kaasa aitab üldisele masinujule.
Masinpuuri mõju ühendatud seadmetele:
Vaatame näiteks sisekohalist kompaktset ümberseadmist. Traditsiooniliselt on transformaatori neutraal, metallikorpus ja laadiseadme korpus ühendatud ühise masinuga. Samal ajal on äikäistekitseseadele tihti antud eraldi masin, et vältida ohtlikku potentsiaalset tõusu lahutamisel.
Kuid kui laadiseade arengdab isolatsioonipuudust ja lekkejõudu, siis kogu veafaja voogub ühise masinvedru kaudu, tõstab kohalikku masinpuuru – ja seega võrgukasti korpuspinge. Kui hoolduspersonal avab sellistes tingimustes kabinetit, on neil oht elektrilise šokiga kokkupuutuda. Sellised sündmused on toime pandud mitmel korral.
Seetõttu eraldatakse modernses käituses sisekohtade ümberseadmistes tavaliselt funktsionaalset masinu (nt transformaatori neutraal) kaitse- ja äikäistekitsemasinust – isegi kui see suurendab paigaldamise keerukust.
3. Seotud standardid ja määrused (Hiina)
Praeguste Hiina elektrienergia tööstuse standardite kohaselt:
B-klassi elektriseadmete puhul, kui tarniv jaotustransformator ei asu B-klassi seadmete sisaldava hoonet, ja tema kõrgepingeline külg töötab ungrounbitud, Peterseni spiraali (arculämmetuse spiraali) grounbitud või kõrgepuuriga grounbitud süsteemis, võib alampinge süsteemi töömasin jagada sama masinvedru jaotustransformatori kaitsemasinuga, kui masinpuur rahuldab R ≤ 50/I (Ω) ja R ≤ 4 Ω.
A-klassi elektriseadmete puhul, mis töötavad efektiivselt grounbitud süsteemides, peab transformaatori töömasin olema asetatud kaitsemasinu võrgu väljaspool – st ühine masin ei ole lubatud.
Kui jaotustransformator on paigutatud B-klassi elektriseadmete sisaldavasse hoonet, ja tema kõrgepingeline külg kasutab madalpuuriga grounbitust, võib alampinge töömasin jagada kaitsemasinuga, kui:
Masinpuur rahuldab R ≤ 2000/I (Ω), ja
Hoonet rakendab peamist võrdpotentsiaalset sidumist (MEB).
Lisaks, üle 1 kV klassifitseeritud suure grounbitud lühikestele süsteemide puhul on ühine masin lubatud, kui tagatakse kiire veafaja kõrvaldamine, kuid masinpuur peab olema < 1 Ω.
A-klassi seadmete jaotustransformatori kaitsemasin võib jagada sama masinvedru äikäistekitseseadme masinuga.
4. Järeldus
Praktikakogemused näitavad, et avalikes alampinge jaotussüsteemides, kus täielik masinsüsteemide eraldamine on sageli unreaalne, on ühine masin, mis ühendab töö-, kaitse- ja äikäistekitsemasinu, ohutum, majanduslikum, lihtsam paigaldada ja hooldada.
Ühise masinu potentsiaalsete ohtude vähendamiseks peaksid insenierid:
Täielikult kasutama hoonet struktuurse terasena loodud masinvedrut,
Hooldama üldist masinpuurt alla 1 Ω, ja
Rakendama täielikku võrdpotentsiaalset sidumist kogu objektis.
Need meetmed aitavad tõhusalt vähendada ohte ja tagada kaasaegsete elektriseadmete ohutu ja usaldusväärse toimimise.
