Біріктірілген жердің системасын қолдануның қандай артықшылыklары бар және қандай ерекшеліктерге көңіл бөліну керек?

Біріктірілген жердегі не?

Біріктірілген жерде, жүйенің функционалды (жұмыс істеу) жері, жабдықты корғау жері және молниязақтыру жері бір жердегі электрод жүйесін бөліседі. Басқа түрде, көптеген электр жабдықтарының жердегі проводтары бір-бірімен байланыстырылып, бір немесе бірнеше біріктірілген жердегі электродаға қосылады.

1. Біріктірілген жердің артықшылықтары

• Таза жүйе, жердегі проводтар саны аз, техникалық қызметтер мен тексеру жеңілдетіледі.

• Бірнеше жердегі электродтарды параллель қосқанда, олардың эквивалентті жердегі қарама-каршылығы, өзара байқылған, өз-өзінің жердегі жүйелерінің жалпы қарама-каршылығынан төмен болады. Егер құрылыс стальды немесе арматурасы біріктірілген жердегі электрода ретінде қолданылса — табиғатты төмен қарама-каршылығына байланысты — біріктірілген жердің артықшылықтары да әлі де көрінетін болады.

• Жоғары ынталдалылық: егер бір жердегі электрода қате жасаулсе, басқалары компенсациялауға болады.

• Жердегі электрода саны аз, орнату және материал заттарының құны төмендейді.

• Изоляция қатесінен фаза-корпус қысқартуына жария болғанда, үлкен қате ағымы ағысады, ол қорғау құралдарының тез жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Бұл да қызметкерлер қате жабдыққа қосылу кезінде қолданыс напряжениесын азайтады.

• Молнияден пайда болған жоғары напряжение негізінен қалаңдыруға қолдау көрсетеді.

Теориялық түрде, молниядан пайда болған жоғары напряжение қайта қозғалуын қолданысқа қол жетімді емес ету үшін, молниязақтыру жерін құрылыс құрылғылары, электр жабдықтары және олардың жердегі жүйелерінен артықшы қашықтықта ұстау керек. Бірақ нақты инженерлердік практикада, бұл көбінесе қол жетімді емес. Құрылыстарда көптеген коммуналдық желілер (электр, деректер, су және т.б.) үлкен аудандар бойынша таратылады. Айналмалы бетпіс стальды арматурасын жабық молниязақтыру проводтары ретінде қолданғанда, молниязақтыру жүйесін құрылыс желілерінен, жабдық корпусынан немесе энергия жүйесінің жердегі жүйесінен электрдық түрде бөлісу өте қиын болады.

Сондықтан, біріктірілген жерді ұсыну ұсынылады — трансформатордың нейтральды, барлық электр жабдықтарының функционалды және корғау жерін, молниязақтыру жүйесін бір жердегі электрода тармағына қосу. Мысалы, биік құрылыстарда, электр жерді молниязақтыру жүйесімен бірге қосу құрылыстың ішкі металл каркасын Фарадей кеңесіне айналдыратын. Барлық ішкі электр жабдықтары және бұл кеңеске қосылған проводтар молниядан пайда болған потенциалдық айырмалардан және қайта қозғалуынан қорғалады.

Демек, құрылыстың металл каркасын жердегі қолдану үшін, бірнеше жүйелердің біріктірілген жері ғана ғана мындай, бірақ қолданыста ыңғайлы, егер жалпы жердегі қарама-каршылық 1 Ω-нан төмен болса.

2. Біріктірілген жердің негізгі ескертулері

Жердегі ағымдардың құрамы:
Жердегі потенциалды ауыстыру (GPR) рискі жердегі ағымдардың өлшемі, уақыты және жиілігіне байланысты. Мисалы, молния арестерлері немесе штыктар молния көпірленуі кезінде өте жоғары ағымдарды өткізеді, бірақ бұл оқиғалар қысқа уақытта және сирек болады — сондықтан GPR қолданысқа қол жетімді емес.

Бірақ, барлық қосылған жүйелердің ең жесткі талаптарын қанағаттандыру үшін, біріктірілген жердегі қарама-каршылық идеалды түрде ≤1 Ω болуы керек.

Жоғары напряжение системаларында, жердегі нейтральды жоғары қосқанда, біріктірілген жердегі электрода барлық қосылған жүктерден жалғасыз течік ағымдарын өткізеді, олар жердегі циркуляр ағымдарын құрайды. Егер жердегі қарама-каршылық қауіпсіз шекаралардан жоғары болса, ол жабдықтар мен қызметкерлерге қауіп береді.

Демек, компьютерлер мен ұқсас жұқа электроникалық жабдықтарды кеңінен қолдану үшін, фильтрлеу жері қажет болады. Жоғары линия-жер EMI/RFI фильтрлері жерге өте зор капаситивті течік ағымдарын қосады, олар да жалпы жердегі ағымға қосылады.

Жердегі потенциалды ауыстыру қосылған жабдықтарға әсері:
Ішкі компактті трансформаторлық модульді мысал қарастырайық. Традициялық түрде, трансформатордың нейтралды, металл корпусы және жүк жабдықтарының корпусы бір жерге қосылады. Осы уақытта, молния арестерлері өзінің қозғалуы кезінде қауіпсіз потенциалды ауыстыру үшін өзінің өзінің жерін ұстауға болады.

Бірақ, егер жүк жабдықы изоляция қатесінен течік ағымын қайта қозғаса, барлық қате ағымы біріктірілген жердегі электрода арқылы өтеді, бұл ортақ жердегі потенциалды ауыстыратын болады, сонымен қатар, коммутаторлық шкафтың корпусындағы напряжение артады. Егер қызметкерлер сілтемелерді ашу үшін шкафты ачса, олар электр шокынан қауіпке тап болады. Осындай оқиғалар көптеген рет болған.

Сондықтан, қазіргі практикада, ішкі трансформаторлық модульдерде функционалды жерді (мисалы, трансформатордың нейтралды) қорғау және молниязақтыру жерінен бөлісу ұсынылады, хатта бұл орнату қиындығын арттырады.

3. Байланысты стандарттар және заңдар (Қытай)

• Азықшылықтың ағымдағы стандарттарына сәйкес:

• B классы электр құрылғылары үшін, егер қосылатын трансформатор B классы құрылғылары бар құрылыстан сыртқа орналастырылса, және оның жоғары напряжение жағы жоғары қосылған, Petersen спираль (аркасын басқару спиралі) қосылған, немесе жоғары қарама-каршылық қосылған системада қолданылса, онда жоғары напряжение жүйесінің жұмыс жері трансформатордың қорғау жерімен бір жердегі электродағы қосылған болуы мүмкін, егер жердегі қарама-каршылық R ≤ 50/I (Ω) және R ≤ 4 Ω сәйкес болса.

• A классы электр құрылғылары үшін, әріпті қосылған системаларда, трансформатордың жұмыс жері қорғау жерінің қауіпсіз тармағынан сыртқа орналастырылуы керек, яғни біріктірілген жер қолданылмайды.

• Егер трансформатор B классы электр құрылғылары бар құрылыста орналастырылса, және оның жоғары напряжение жағы төмен қарама-каршылық қосылған болса, онда жоғары напряжение жұмыс жері қорғау жерімен бір жердегі электродағы қосылған болуы мүмкін, егер:

• Жердегі қарама-каршылық R ≤ 2000/I (Ω) сәйкес болса, және

• Құрылыс бастапқы тең потенциалды байланыс (MEB) жүйесін енгізсе.

• Сонымен қатар, 1 kV-ден жоғары қосылған, үлкен жердегі қысқарту ағымы системалары үшін, біріктірілген жер қолданылған болуы мүмкін, бірақ қате тез анықталуы қажет, бірақ жердегі қарама-каршылық < 1 Ω болуы керек.

• A классы құрылғылардағы трансформатордың қорғау жері қосылған молния арестерінің жерімен бір жердегі электродағы қосылған болуы мүмкін.

4. Қорытынды

Практикалық тәжірибе біздің көрсетеді, қоғамдық жоғары напряжение тарату жүйелерінде, барлық жердегі жүйелерді толық бөлу қиын болғанда, жұмыс, қорғау және молниязақтыру жерін біріктіру қауіпсіз, экономикалық, орнату және қызмет көрсету үшін ыңғайлы болады.

Біріктірілген жердің қауіптерін азайту үшін, инженерлер:

• Құрылыс стальды жердегі қолдану үшін толығымен қолдану керек,

• Жалпы жердегі қарама-каршылық 1 Ω-нан төмен болуы керек, және

• Барлық құрылыста тең потенциалды байланыс қолдану керек.

Бұл шешімдер қауіптерді минималдау және совремалық электр құрылғыларының қауіпсіз, ынталдалы жұмысын қамтамасыз етеді.