Greining á jarðvilluleysingu í ofanleifadristni við lægspenna fyrir gagnagöngur
Lágspenna dreifilínur eru víða notaðar í ýmsum viðskiptasvæðum og dreifiafstaðan er flókinn og margfaldur. Þessar línur hafa aðgang að ekki bara sérfræðingum heldur einnig oft af ósérfræðingum, sem á markant máta hefur aukat hættuna við villur. Rangt hönnuð eða sett upp getur auðveldlega valdið elektrískri skökk (sérstaklega örugg tengingu), skemmt á rásunum eða jafnvel eldsetningu.
Jarðfræmi er mikilvægur hluti af lágspennu dreifinetum—þekkt fyrir teknilega flóknar og öryggisverðar verklegtengdaratri. Tegund jarðfræmis er nauðsynlega tengd virkninu á jarðavilluvörn.
Núverandi lágspennu dreifikerfi í gagnageymslum um allt Kína notast m.a. við TN-S jarðfræmitengingu. Þessi kerfi innihalda mörg lágspennu dreifitæki og stórt mengi rása, sem staða fyrir stór fjárfesting. Ef ekki tekið er fljótleg aðgerð við villu, gæti það valdið alvarlegum skemmunum á manneskjum og stóru eignaskemmu, sem krefst meginmikils áreiðanleika frá dreifikerfinu.
Til að gefa meiri samhæft og kerfað skýringu af jarðavilluvörn í lágspennu dreifikerfum, er í næsta kafla sýnt samanburður milli mismunandi jarðfræmitenginga og samsvarandi villuvarnaraðferða.
Almenn regla fyrir jarðavilluvörn
- Jarðavilluvarnakerfið skal hönnuð til að efektíflykleifa óbeinu elektrísku skökku manneskjum, auk annars dægra eins og eldsetningu og skemmu á rásunum.
- Útvarps leitandi hlutir af elektrískum tæki skal trygt tengja við verndarrás (PE rás) í samræmi við sérstök skilyrði kerfisins. Útvarps leitandi hlutar sem má nálgast samana á sama tíma skal tengja við sama jarðfræmi til að tryggja spennaefni.
- Ef jarðavilluvarni elektrískra uppsétta getur ekki uppfyllt kröfur um sjálfvirkan brottnám villulausnarinnar innan fastsett tíma, skal framkvæma aukalegar spennaefnisbundið tengingar á staðbundið svæði til að minnka snertispönnu og auka öryggi.
Jarðavilluvörn í TN kerfum
Staðfestingaratri jarðavilluvarnar fyrir dreifilausnir í TN kerfum skal uppfylla eftirfarandi skilyrði:
Zs × Ia ≤ Uo
Þar sem:
- Zs — Heildar spennumarkmið jarðavillulausnar (Ω);
- Ia — Straumur sem krafist er til að sjálfkraftis brotta villulausnina innan fastsett tíma (A);
- Uo — Fyrirtækispenna milli fases og jarðar (V).
Svo sem myndin að neðan sýnir, þegar jarðavilla gerist í fasi L3, fer villastraumin (Id) gegnum fasalínuna L3, metalleitann hjá tækinu og PE verndarrás, sem formar lokaðan hring. Zs táknar heildar spennumarkmið fase-til-verndarrás hringins, og Uo er 220V.
Krafid fyrir brottnámstíma jarðavilluvörn í TN kerfum
Fyrir TN kerfis dreifilausnir með fyrirtækispenna 220V milli fases og jarðar, skulu krafid fyrir brottnámstíma jarðavilluvarnar uppfylla eftirfarandi kröfur:
- Fyrir dreifilausnir eða endalausnir sem fœra fast elektrísk tæki, skulu brottnámstíminn ekki vera yfir 5 sekúndur;
- Fyrir lausnir sem fœra handheld eða flytandi tæki, eða sokkrabordslausr, skulu brottnámstíminn ekki vera yfir 0,4 sekúndur.
Val jarðavilluvarnaraðferða í TN kerfum:
a. Þegar ofan nefndu brottnámstímaskilyrði geta verið uppfyllt, má nota ofstraumsvernd til að tjá jarðavilluvörn;
b. Þegar ofstraumsvernd getur ekki uppfyllt kröfur, en núllröð straumsvernd getur, skal nota núllröð straumsvernd. Verndarmarkmiðið skal vera stærri en hámarks ójöfnstraumur undir normalt starfshátt;
c. Þegar hvort af ofan nefndum aðferðum getur ekki uppfyllt kröfur, skal nota aflaströmsvernd (RCD, eða „leakage current protection“).
Jarðavilluvörn í TT kerfum
Staðfestingaratri jarðavilluvarnar í TT kerfis dreifilausnir skal uppfylla eftirfarandi skilyrði:
RA × Ia ≤ 50 V
Þar sem:
- RA — Samtals jarða elektroðar spennumarkmið útvarps leitanda hluta og N rás jarðaspennu (Ω);
- Ia — Straumur sem krafist er til að tryggja að verndartæki brotti villulausnina (A).
Svo sem myndin að neðan sýnir, þegar jarðavilla gerist í fasi L3, fer villastraumin (Id) gegnum L3 rás, metalleitann hjá tækinu, jarðaelektródar spennumarkmið tækins, jarðina og aftur til upphafsins gegnum miðpunktsgreiningar spennumarkmið, sem formar villuhring. Gildið 50 V táknar öryggis takmark fyrir snertispönnu, sem tryggir að spenna sem manneskja má komast í veg fyrir við villu sé ekki farlig.
Val jarðavilluvarnar fyrir TT kerfum:
- Þegar ofstraumsverndartæki eru notað, skulu Ia vera gildi sem tryggir að villulausnin brotti innan 5 sekúndur;
- Þegar augnabliksskyld ofstraumsverndartæki eru notað, skulu Ia vera lágmarksstraumur sem tryggir augnabliksskylda;
- Þegar aflaströmsverndartæki (RCD, eða „leakage current protection“) eru notað, skulu Ia vera merkt aflaströmsverndargildi In.
Jarðavilluvörn í IT kerfum
Undir normalt starfshátt, bestaða straumur í hverju faesi í IT kerfi er kapassitív straumur til jarðar—táknaður sem Iac, Ibc, Ica—og vektorsum þessa þriggja faesjarðakapassitívstrauma er núll. Því miður, getur miðpunktsspenna verið telin 0V.
Þegar fyrsta jarðavilla gerist, aukar spenna til jarðar í heilbrigðum (ekki villu) faesum með √3. Þetta bendir á að IT kerfi leggja hærri kröfur til á elektrísku tæki sem varðar geislaröðun en TN og TT kerfi. En þar sem straumur við fyrsta jarðavillu er mjög litill (a.m.k. kapassitívstraumur), getur kerfið haldað áfram að vinna. En þarf að setja upp geislaröðunarskoðunarhlut til að veita viðvísun við fyrsta villu, svo að starfs- og viðhaldsmenn geti fundið og lagt villuna.
- Þegar útvarps leitandi hlutar eru einstaka jarðað, skulu brottnám villulausnar við aðra villu í öðrum faesi uppfylla jarðavilluvarnarkröfur TT kerfis;
- Þegar útvarps leitandi hlutar eru tengdir við sameiginlegt jarðfræmi, skulu brottnám villulausnar við aðra villu í öðrum faesi uppfylla jarðavilluvarnarkröfur TN kerfis;
- IT kerfi ætti ekki að hafa miðpunktsspennulínuna (N línuna) úttekið.
Í samanstillingu, mismunandi rafbændarkerfi með jarða hafa mis kennda jarðavillueiginleika. Einungis með fullri þekkingu á villuverkefnum hverrar tegundar er hægt að hönnuð passandi og samsvarandi jarðavilluvarnakerfi, sem tryggir örugg og truflaust starf rafbændarkerfa og notkunarkerfa.
