Што се претставуваат предности од користење на заеднички систем за земјиште во распределбата на електрична енергија и какви предозретни мерки треба да се земат?
Што е заедничко земјување?
Заедничкото земјување се однесува на практиката каде што функционалното (работно) земјување на системот, заштитното земјување на опремата и земјувањето за заштита од молнии споделуваат еден единствен систем за земјување. Или може да значи дека проводниците за земјување од повеќе електрични уреди се поврзани заедно и поврзани со една или повеќе заеднички електроди за земјување.
1. Предности на заедничкото земјување
Просветло систем со помалку проводници за земјување, што го прави поддржувачкиот и инспекциониот процес поедноставен.
Еквивалентната отпорност на земјување на повеќе паралелно поврзани електроди за земјување е помала од тоталната отпорност на одделни, независни системи за земјување. Кога структуралната џидарска стена или арматурата на зградата се користат како заеднички електроди за земјување - поради нивната внатрешно ниска отпорност - предностите на заедничкото земјување стануваат уште поизразени.
Подобрен надеженост: ако еден електрод за земјување излегува, другите можат да компензираат.
Сманување на бројот на електроди за земјување, што намалува трошоците за инсталација и материјали.
Во случај на несреќа со изолацијата која причинува кратко поврзување на фаза-со-корпус, тече поголема токовна грешка, што осигурува брзо делување на заштитните уреди. Ова исто така го намалува контактниот напон кога персоналот доцнува до дефектната опрема.
Смањува опасностите од прекомерни напони поради молнии.
Теоретски, за да се спречат опасностите од обратните разрачиви поради молнии, земјувањето за заштита од молнии треба да се држи на безбедно растојание од структурите на зградата, електричната опрема и нивните системи за земјување. Меѓутоа, во реални инженерски услови, ова често е непрактично. Зградите обично имаат многу входни линии (стрuja, податоци, вода, итн.) распределени над големи области. Поради тоа, особено кога се користат арматурите на ујаснати железобетонски структури како скриени проводници за заштита од молнии, е виртуелно невозможно да се електрично изолира системот за заштита од молнии од трубите, корпусите на опремата или системите за земјување на стрujaни системи.
Во такви случаи, препорачано е заедничко земјување - поврзување на нулта точка на трансформаторот, сите функционални и заштитни земјувања на електричната опрема и системот за заштита од молнии со истиот мрежа на електроди за земјување. На пример, во високи згради, интеграцијата на земјувањето на електричната опрема со системот за заштита од молнии ефикасно формира клетка на Фарадеј со користење на внатрешната џидарска стена на зградата. Сите внатрешни електрични уреди и проводници поврзани со оваа клетка се заштитени од потенцијалните разлики и обратните разрачиви поради молнии.
Затоа, кога се користи металната структура на зградата за земјување, заедничкото земјување на повеќе системи не само што е можно, туку и привилегирано, при услов дека целосната отпорност на земјувањето се одржува под 1 Ω.
2. Клучни размислувања за заедничко земјување
Природа на токовите за земјување:
Ризикот поврзан со повишениот потенцијал на земјата (GPR) зависи од големината, длабочината и фреквенцијата на токовите за земјување. На пример, апаратите за заштита од молнии или стапи можат да носат многу високи токови во моментот на удар, но овие настани се кратки и ретки - па така резултантниот GPR претставува ограничена ризика.
Меѓутоа, заедничката отпорност на земјување мора да задоволи најстрогата потреба меѓу сите поврзани системи, идеално ≤1 Ω.
Во нисконапонските дистрибутивни системи со чврсто земјување на нултата точка, заедничкиот електрод за земјување може да носи непрекинати токови на изтечување од сите поврзани нагласни, формирајќи циркулаторни токови на земја. Ако отпорноста на земјување се повиши над сигурните лимити, може да опасува и опремата и персоналот.
Поради тоа, со широка употреба на компјутери и осетлив електронски опрема, често е потребно филтрирање на земјување. Големите филтри за EMI/RFI линија-земја воведуваат значителни капацитетни токови на изтечување на земја, што исто така допринашува до тоталниот ток на земја.
Утврдување на влијанието на повишениот потенцијал на земјата на поврзаната опрема:
Како пример, разгледајте ја компактната подстанција во зградата. Традиционално, нултата точка на трансформаторот, металниот корпус и шасито на опремата за наглас се сврзани со заедничко земјување. Меѓутоа, апаратите за заштита од молнии често имаат одделно земјување за да се спречат опасни повишени потенцијали во моментот на исцедување.
Меѓутоа, ако се развие изолационска несреќа на уредот за наглас и се изтечува ток, целосниот ток на грешка текува низ заедничкиот електрод за земјување, повишувајќи локалниот потенцијал на земјата - и следователно, напонот на корпусот на комутаторската опрема. Ако техничкиот персонал отвори вратата на кабинетот под овие услови, ризикува електрична шокова хипертермија. Такви инциденти се повторувале повеќепати.
Затоа, современата практика често изолира функционалното земјување (на пример, нултата точка на трансформаторот) од заштитното и молниево земјување во внатрешните подстанции - иако ова зголемува сложеноста на инсталацијата.
3. Соодветни стандарди и регулации (Кина)
Според тековните кинески стандарди за енергетската индустрија:
За Класа B електрични инсталации, ако трансформаторот за дистрибуција не се наоѓа во зграда со опрема од Класа B, и неговата високонапонска страна работи во неземјуван, Петерсонов колан (аркусионен колан)-земјуван, или високорезистивен земјуван систем, тогаш нисконапонскиот систем за работно земјување може да сподели истиот електрод за земјување како заштитното земјување на трансформаторот, при услов дека отпорноста на земјување задоволува R ≤ 50/I (Ω) и R ≤ 4 Ω.
За Класа A електрични инсталации кои работат во ефективно земјувани системи, работното земјување на трансформаторот мора да се наоѓа надвор од мрежата за заштитно земјување - т.е. заедничко земјување не е дозволено.
Ако трансформаторот за дистрибуција е инсталиран во зграда со електрични инсталации од Класа B, и неговата високонапонска страна користи нискорезистивно земјување, тогаш нисконапонското работно земјување може да сподели заштитното земјување ако:
Отпорноста на земјување задоволува R ≤ 2000/I (Ω), и
Зградата имплементира систем за главна еквипотенцијална врска (MEB).
Дополнително, за системи над 1 kV класифицирани како големи системи со краткосречни токови на земјување, заедничко земјување е дозволено ако е осигурена брза клиренса на грешката, но отпорноста на земјување мора да биде < 1 Ω.
Заштитното земјување на трансформаторите за дистрибуција во инсталациите од Класа A може да сподели истиот електрод за земјување како земјувањето на поврзаниот апарат за заштита од молнии.
4. Заклучок
Практичните искуства покажуваат дека во јавните нисконапонски дистрибутивни системи, каде што целосната сепарација на системите за земјување често не е постижлива, заедничкото земјување - комбинирање на работно, заштитно и молниево земјување - е посигурно, поекономично, поедноставно за инсталација и поддршка.
За да се намалат потенцијалните ризици на заедничкото земјување, инженерите треба да:
Полноста користат џидарската стена на зградата како природен електрод за земјување,
Одржуваат целосната отпорност на земјување под 1 Ω, и
Имплементираат целосна еквипотенцијална врска низ целиот објект.
Овие мерки ефикасно минимизираат опасностите и осигуруваат безбедна и надежна работа на современите електрични инсталации.
