Даталық центрлер үшін төмен басыңғы тарату жүйелеріндегі жергілікті коррекцияның талдауы
Төмен жылдамдықтағы электр тарату сызықтары аралық секторларда кеңінен қолданылады, ал тарату аймақтары қиындықты және әртүрлі. Бұл сызықтар ғылыми иесіз адамдар ғана емес, әрі негізгі емес қызметкерлер де жиі қолданады, бұл қателер рисқасын маңызды түрде арттырады. Дұрыс емес құрылымдау немесе орнату электр шок (бірінші болмай-ақ), жүйелердің зиянды қылып-кетуі немесе электр жарық шығуына әкеледі.
Жерге қосылу жүйесі төмен жылдамдықтағы тарату желілерінің маңызды бөлігі - техникалық тәжірибелі және қауіпсіздікті қамтамасыз ету мүмкіндігі бар инженериялық элемент. Жерге қосылу жүйесінің түрі жерге қосылу қателерінің қорғауының әсерділігімен тығыз байланысты.
Азықта ағынды дата центрлеріндегі төмен жылдамдықтағы тарату системалары негізінен TN-S жерге қосылу конфигурациясын қолданады. Бұл системалар көптеген төмен жылдамдықтағы тарату құрылғылары мен жиі қабырғаларын қамтиды, бұл үлкен капиталдық инвестицияларын өткізеді. Егер қате уақытша шешілмей тұрса, бұл адамдарға маңызды жарақаттар және мүліктің зиянды қылып-кетуіне әкеледі, сондықтан тарату системасынан өте жоғары ыңғайлау талап етіледі.
Төмен жылдамдықтағы тарату системаларындағы жерге қосылу қателерінің қорғауын толығырақ және жүйелі түрде түсіндіру үшін, келесі бөлімде әртүрлі жерге қосылу конфигурациялары мен олардың сәйкес қате қорғау ықтималдылықтарының салыстырмалык талдауы беріледі.
Жерге қосылу қателерінің қорғауы үшін жалпы талаптар
- Жерге қосылу қателерінің қорғау жүйесі қызметкерлерге қосылатын арасындағы электр шоктан қорғау үшін, әрі электр жарық шығуы және жүйелердің зиянды қылып-кетуі сияқты қауіптерден қорғау үшін дайындалуы керек.
- Электр құрылғыларының көрінетін құбылысқа қатысты бөліктері қорғау қабырғасымен (PE қабырғасы) қамтылмалы, жүйенің өзінің шарттарына қарай. Бір уақытта ұстап алынған құбылысқа қатысты бөліктер бірдей жерге қосылу жүйесіне қосылып, потенциалды теңестіру үшін қамтылмалы.
- Егер электр құрылғыларының жерге қосылу қателерінің қорғауы қателікті аралықты белгіленген уақыт ішінде автоматты түрде қосылу үшін талап етілетін нәтиже жеткіліксіз болса, аймақтық қосылу қабырғасын пайдалану қажет, ұстап алу үшін құбылыстан және қауіпсіздікті жақсарту үшін.
TN жүйелеріндегі жерге қосылу қателерінің қорғауы
TN жүйелерінде тарату аралықтарының жерге қосылу қателерінің қорғау қасиеттері төмендегі шартты қанағаттандыруы қажет:
Zs × Ia ≤ Uo
Мұнда:
- Zs — Жерге қосылу қателері аралығының жалпы импедансы (Ω);
- Ia — Қорғау құрылғысының қателікті аралықты белгіленген уақыт ішінде автоматты түрде қосылу үшін қажет болатын ағыс (A);
- Uo — Фаза мен жер арасындағы номиналдық напряжение (V).
Төмендегі суретте көрсетілгендей, L3 фазасында жерге қосылу қатесі пайда болғанда, қателік ағыс (Id) L3 фазасының қабырғасы арқылы, құрылғының металл облысы арқылы және PE қорғау қабырғасы арқылы жабық аралыққа өтеді. Zs фаза-қорғау қабырғасы аралығының жалпы импедансын, ал Uo 220V болады.
TN жүйелеріндегі жерге қосылу қателерінің қорғауы үшін қосылу уақыты талаптары
Фаза-жер арасындағы номиналдық напряжение 220V болатын TN жүйелеріндегі тарату аралықтары үшін, жерге қосылу қателерінің қорғауы қателікті аралықты қосу үшін төмендегі талаптарға сай болуы қажет:
- Тұрақты электр құрылғыларына қолжетімді тарату аралықтары немесе соңғы аралықтар үшін, қосылу уақыты 5 секундтан аспайтын болуы қажет;
- Қолмен ұстау қабілетті құрылғыларға, қозғалысқа қабілетті құрылғыларға немесе сокет-шығыс аралықтарына қолжетімді аралықтар үшін, қосылу уақыты 0.4 секундтан аспайтын болуы қажет.
TN жүйелеріндегі жерге қосылу қателерінің қорғау ықтималдылықтарын таңдау:
а. Егер қосылу уақыты талаптары орындалса, өзін-өзін қорғау қорғау үшін қолданылады;
b. Егер өзін-өзін қорғау талаптары орындалмаса, бірақ нөлдік реттік ағыс қорғау орындалса, нөлдік реттік ағыс қорғау қолданылады. Қорғау параметрлері нормаль іске қосылу шарттарындағы максималды қолайсыз ағысқа ұсынылады;
c. Егер жоғарыда айтылған әрекеттер қажетті нәтижеге жетпесе, қалдық ағыс қорғау құрылғылары (RCD, немесе "қалдық ағыс қорғау") қолданылады.
TT жүйелеріндегі жерге қосылу қателерінің қорғауы
TT жүйелеріндегі тарату аралықтарының жерге қосылу қателерінің қорғау қасиеттері төмендегі шартты қанағаттандыруы қажет:
RA × Ia ≤ 50 V
Мұнда:
- RA — Көрінетін құбылысқа қатысты бөліктердің жерге қосылу құбылысының суммасы және N қабырғасының жерге қосылу құбылысы (Ω);
- Ia — Қорғау құрылғысының қателікті аралықты қосу үшін қажет болатын ағыс (A).
Төмендегі суретте көрсетілгендей, L3 фазасында жерге қосылу қатесі пайда болғанда, қателік ағыс (Id) L3 қабырғасы арқылы, құрылғының металл облысы арқылы, құрылғының жерге қосылу құбылысы арқылы, жер арқылы және бастапқы нүктеге қайта қайтып, қателік аралықты құрайды. 50 В мәні ұстап алу үшін құбылысқа қатысты қауіпсіздік шекарасын білдіреді, қателік уақытында адамға құбылысқа қатысты қауіпсіздікті қамтамасыз етеді.
TT жүйелеріндегі жерге қосылу қателерінің қорғау ықтималдылықтарын таңдау:
- Өзін-өзін қорғау құрылғылары қолданылғанда, Ia қателікті аралықты 5 секунд ішінде қосу үшін қажет болатын мән болуы қажет;
- Тез өзін-өзін қорғау құрылғылары қолданылғанда, Ia тез өзін-өзін қорғау үшін қажет болатын минималды ағыс болуы қажет;
- Қалдық ағыс қорғау құрылғылары (RCD, немесе "қалдық ағыс қорғау") қолданылғанда, Ia олардың қалдық қорғау ағысының In мәні болады.
IT жүйелеріндегі жерге қосылу қателерінің қорғауы
Нормалды іске қосылу уақытында IT жүйелеріндегі әр фазадағы жерге қосылу ағысы - жерге қосылу капаситивті ағысы Iac, Ibc, Ica - және бұл үш фазадағы жерге қосылу капаситивті ағыстардың векторлық қосындысы нөлге тең. Сондықтан, нейтраль нүктенің напряжениесы 0В деп есептеледі.
Бірінші жерге қосылу қатесі пайда болғанда, денсаулықты фазалардағы (қателікті емес) жерге қосылу напряжениесы √3 есе артық. Бұл IT жүйелерінің TN және TT жүйелеріне қарағанда электр құрылғыларына қойылатын изоляция деңгейінің қауіпсіздігін көрсетеді. Бірақ, бірінші жерге қосылу қатесі уақытында ағыс (негізінен капаситивті ағыс) өте аз болғандықтан, жүйе қосылу үшін жалғасады. Осылайша, бірінші қатені анықтау үшін изоляция қадағалау құрылғысы орнатылуы қажет, бұл қызметкерлерге қатені тез табу және шешу үшін мүмкіндік береді.
- Көрінетін құбылысқа қатысты бөліктер бір-бірінен бөлінген жерге қосылу үшін, басқа фазадағы екінші қате уақытында аралықты қосу TT жүйелеріндегі жерге қосылу қателерінің қорғау талаптарына сай болуы қажет;
- Көрінетін құбылысқа қатысты бөліктер бір жерге қосылу жүйесіне қосылып, басқа фазадағы екінші қате уақытында аралықты қосу TN жүйелеріндегі жерге қосылу қателерінің қорғау талаптарына сай болуы қажет;
- IT жүйесінде N линиясы (нейтраль қабырғасы) болмасы керек.
Жалпы ретте, әртүрлі электр тарату жерге қосылу системалары өзара айырмашы жерге қосылу қасиеттерін көрсетеді. Әр жүйенің қателерінің қауіпсіздігін толығымен түсіну арқылы, қолданылатын және ыңғайлаушы жерге қосылу қорғау схемасы дайындалуы мүмкін, бұл электр тарату және қолдану системаларының қауіпсіздігі мен ыңғайлауын қамтамасыз етеді.
