Требования к функциональному заземлению

Обновлено: 01.05.2024

Рабочее заземление

Согласно Правилам устройства электроустановок, рабочим (или функциональным/технологическим) заземлением называется заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки, но не в целях электробезопасности.

Подразумевается, что оборудование работает надежно, а если сопротивление функционального заземления ≤4 Ом, то проблемы электробезопасности вообще исключены.

Понятие функционального заземления (далее FE) для сетей питания информационного оборудования и систем связи описано в следующих нормативных документах:

ГОСТ Р 50571.22-2000, п. 3.14 (707.2): «Функциональное заземление: заземление для обеспечения нормального функционирования аппарата, на корпусе которого по требованию разработчика не должен присутствовать даже малейший электрический потенциал (иногда для этого требуется наличие отдельного электрически независимого заземлителя)».
ГОСТ Р 50571.21-2000, п. 548.3.1: «Функциональное заземление может выполняться путем использования защитного проводника (РЕ-проводника) цепи питания оборудования информационных технологий в системе заземления TN-S.

Допускается функциональный заземляющий проводник (FE-проводник) и защитный проводник (РЕ-проводник) объединять в один специальный проводник и присоединять его главной заземляющей шине (ГЗШ)».

Для правильного понимания определений, данных выше, необходимо договорится о смысле некоторых слов:

«Как правило» подразумевает, что требование (условие, решение) является преобладающим. Его несоблюдение возможно, но требует весомых обоснований.
«Допускается» означает, что условие следует выполнять лишь как исключение в силу вынужденных обстоятельств.
«Рекомендуется» – решение является оптимальным, но его выполнение не обязательно.
«Может» символизирует правомерный вариант, один из нескольких.

Причины распространения функционального заземления

Первая причина
В 90-х гг. с увеличением распространения вычислительной техники, мощность которой постоянно увеличивалась, возникла необходимость обеспечить ее надежную работу в сетях типа ТN-C.

На рис. 1 показана схема рабочего заземления с использованием PEN-проводника (совмещенного нулевого рабочего N и нулевого защитного PE):

Информация передается по линии связи между 2-мя компьютерами. Возьмем за отправную точку корпусное заземление. Заземление, выполненное проводником РЕN, по которому текут рабочие токи, приводит к разнице потенциалов между корпусами приборов. Получается, что в линию связи вносится разница потенциалов, пульсации, гармоники и высокочастотные помехи при работе оборудования с большими реактивными токами.

Решением проблемы служило локальное применение отдельной системы рабочего заземления, которое обеспечивало устойчивую работу компьютеров. Стоит отметить, что стоимость перехода на «пятипроводную» систему типа TN-S была значительно выше.

Вторая причина
Распространению функционального заземления также способствовало плохое состояние защитного заземления в электроустановках. При поставках «чувствительной» электронной техники от заказчика требовалось создание отдельного заземления.

Третья причина
Возникновение специфических и строгих требований по защите информации, особых лабораторий и других аналогичных объектов также послужило распространению FE.

Основные схемы выполнения функционального заземления

Вариант «А» существует и даже исполняется, но является самым опасным из представленных с точки зрения электробезопасности и безопасности объекта в целом. Подробные объяснения приведены ниже.

Вариант «В» является формальным подходом, выполнение системы с его использованием полностью законно. Это качественное защитное заземление с радиальной схемой разводки, которое используется для вновь строящихся объектов.

Вариант «С» – удобная схема для реконструируемых объектов. С точки зрения воздействия помех на ответственное оборудование данный вариант значительно лучше, чем «В».

Недостатки варианта «А»:

1. Разрушается целостность основной системы уравнивания потенциалов, что приводит к появлению разности потенциалов на независимых системах заземления в процессе эксплуатации.

Причины появления разности потенциалов могут быть такими:

2. Крайне низкие токи короткого замыкания фаза-корпус относительно сетей типа TN-S со всеми вытекающими последствиями (см. рис. 3).

Рис. 3. Схема протекания тока замыкания на корпус аппарата при использовании независимого функционального заземления в сети типа TN

FE не имеет точки соединения с ГЗШ и с нейтралью, и токи короткого замыкания составят только десятки ампер. Ситуация ухудшается отсутствие в цепи устройства защитного отключения. Максимальный ток короткого замыкания составит 36,6 А:

Время отключения составит 30-120 сек, и все это время на корпусе будет присутствовать практически фазное напряжение по корпусным элементам, и протекать ток большой величины, что может привести к возгоранию. При наличии автоматов с номинальным рабочим током более 32 А цепь вообще не отключится.

Повторим: вариант «А» использовать для сетей типа TN-S крайне опасно.

Ф – сетевой фильтр, ФЗ – фильтр заземления.

Вариант «D» демонстрирует соединение FE и ГЗШ с использованием разрядника уравнивания потенциалов. Вариант имеет проблему: он сработает только в случае заноса потенциала при грозовых разрядах, когда разница в напряжении достаточна для срабатывания разрядника (600-900В). В остальных случаях целостность системы основного уравнивания потенциалов электроустановки остается нарушенной и электробезопасности при первичном пробое не обеспечивается.

Вариант «Е» разработан с учетом установки в разрыв проводника уравнивания потенциалов дроссельного фильтра заземления (например, «Квазар Ф-ХХХРЕ», изготовитель ГК «Полигон»).

Варианты «F», «G», «H» показывают построение FE с постепенным улучшением уровня защиты ответственного электрооборудования от помех без проблем с электробезопасностью.

Функциональное заземление в лечебно-профилактических учреждениях

Функциональное заземление относительно ЛПУ осуществляется для обеспечения нормальной стабильной работы высокочувствительной электроаппаратуры при питании от разделительного трансформатора или согласно техническим требованиям на некоторые виды оборудования.

В циркуляре №24/2009 написано, что при отсутствии особых требований изготовителей аппаратуры общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства не должно превышать 2 Ом.

Требование подключения к главной заземляющей шине: «…Устройство независимых заземлителей для защитного и/или функционального заземления медицинского оборудования, не подключенных к ГЗШ, в зданиях с медицинскими помещениями не допускается…».

Взаимное влияние разных систем заземления отдельных помещений при наличии связи через сторонние проводящие части

В качестве примера рассмотрим следующую ситуацию:

Есть 2 помещения с электрооборудованием, в каждом установлена дополнительная система уравнивания потенциалов. Помещение номер №1 подключено к системе защитного заземления (РЕ) и имеет помехообразующую нагрузку. В помещении №2 есть ответственное электрооборудование и организовано подключение к системе FE.

На рисунке видно, что между двумя системами заземления за счет сторонних проводящих частей (в данном случае система отопления) образуется «паразитная» связь с сопротивлением RСП.

В итоге по FE-проводникам протекает часть тока утечки IУ2. Вычислить величину этого тока достаточно сложно. С одной стороны, FE-проводники из медного провода с хорошей проводимостью и небольшим сопротивлением. С другой стороны, водопроводные трубы и прочие сторонние проводящие части в сумме могут обладать значительным сечением, что компенсирует плохую проводимость железа. Поэтому IУ2 = 0,5*IУ допустимое реальное соотношение.
Избавиться хотя бы от одного проводника «А», «В» или «С» невозможно по причине безопасности объекта и электробезопасности персонала.
Как вариант, можно сильно увеличить сечение проводника «D», что пропорционально уменьшит ток утечки IУ2. Но, как вы понимаете, это повлечет значительные затраты.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

1 РАЗРАБОТАН Всероссийским научно-исследовательским институтом электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) и Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ)

ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 337 «Электроустановки жилых и общественных зданий»

ПЕРЕИЗДАНИЕ (июнь 2001 г.) с Изменением № 1, утвержденным в декабре 1987 г. (ИУС 4-88)

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 18 декабря 2000 г. № 376-ст

3 Настоящий стандарт представляют собой аутентичный текст международного стандарта МЭК 60364-7-707—84 «Электрические установки зданий. Часть 7. Требования к специальным электроустановкам. Раздел 707. Заземление оборудования обработки информации» с дополнительными требованиями, учитывающими потребности экономики страны

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Введение

Настоящий стандарт является частью комплекса государственных стандартов на электроустановки зданий, разрабатываемых на основе стандартов Международной электротехнической комиссии МЭК 364 «Электроустановки зданий». Он представляет собой аутентичный текст международного стандарта МЭК 60364-7-707—84, кроме раздела 1, уточняющего особенности применения настоящего стандарта в национальной энергетике, раздела 3, который исключает разночтения в толковании терминов, и требований (выделенных курсивом), отражающих потребности различных отраслей экономики страны, в том числе и сельскохозяйственного производства, а также приложения В, содержащего примеры оборудования обработки информации, которые входят в область применения настоящего стандарта.

В стандарте сформулированы требования к техническим средствам, направленным на защиту от поражения электрическим током и устранение или ограничение до допустимого уровня перенапряжений, которые могут вызывать сбои в работе оборудования информационных технологий, а также любого другого электронного оборудования, чувствительного к помехам, например медицинского, лабораторного и т. п. К таким средствам относятся заземляющие устройства, в том числе с электрически независимыми заземлителями, устройства уравнивания и выравнивания электрических потенциалов, электрическое разделение сети с помощью разделительных трансформаторов.

Нумерация разделов, пунктов и подпунктов в настоящем стандарте, начиная с раздела 707.4, соответствует принятой в МЭК 60364-7-707—84.

В настоящем стандарте принята та же нумерация рисунков, и те же условные обозначения, что и в МЭК 60364-7-707-84.

Требования настоящего стандарта дополняют, изменяют или заменяют требования других частных стандартов комплекса государственных стандартов на электроустановки зданий. Отсутствие ссылки на главу, раздел или пункт частного стандарта означает, что соответствующие требования стандарта распространяются и на данный случай.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на электроустановки зданий, применяемые во всех отраслях экономики страны, независимо от их принадлежности и форм собственности, и устанавливает требования к специальным электроустановкам, в частности к заземлению электроустановок, содержащих оборудование обработки информации.

Стандарт предназначен для проектных, монтажных, пусконаладочных и эксплуатационных организаций любых форм собственности и специалистов, разрабатывающих, испытывающих и эксплуатирующих в указанных выше электроустановках заземляющие устройства, в том числе с электрически независимыми заземлителями, устройства уравнивания и выравнивания электрических потенциалов (УВЭП), в том числе локальные УВЭП, системы безопасного сверхнизкого напряжения (БСНН), разделительные трансформаторы, предназначенные для электрического разделения питающих электрических сетей и др.

Требования, дополняющие МЭК 364-7-707—84 и отражающие потребности экономики страны, выделены в тексте курсивом.

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 7396.1-89 (МЭК 83-75) Соединители электрические штепсельные бытового и аналогичного назначения. Основные размеры

ГОСТ 30326-95 (МЭК 950-86)/ГОСТ Р 50377-92 (МЭК 950-86) Безопасность оборудования информационной технологии, включая электрическое конторское оборудование

ГОСТ 30331.2-95 (МЭК 364-3-93)/ГОСТ Р 50571.2-94 (МЭК 364-3-93) Электроустановки зданий. Часть 3. Основные характеристики

ГОСТ 30331.3-95 (МЭК 364-4-41-92)/ГОСТ Р 50571.3-94 (МЭК 364-4-41-92) Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражений электрическим током

ГОСТ 30331.4-95 (МЭК 364-4-42-80)/ГОСТ Р 50571.4-94 (МЭК 364-4-42-80) Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от тепловых воздействий

ГОСТ Р 50571.10-96 (МЭК 364-5-54-80) Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Глава 54. Заземляющие устройства и защитные проводники

ГОСТ Р 50571.14-96 (МЭК 364-7-705-84) Электроустановки зданий. Часть 7. Требования к специальным электроустановкам. Раздел 705. Электроустановки сельскохозяйственных и животноводческих помещений

ГОСТ Р 51323.1-99 (МЭК 60309-1-99) Вилки, штепсельные розетки и соединительные устройства промышленного назначения. Часть 1. Общие требования

3(707.2) Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 оборудование обработки информации: Блоки электрической или электронной аппаратуры, которые по отдельности либо в системной конфигурации (в сети) проводят сбор,обработку и запоминание данных. Ввод и вывод данных может осуществляться, при необходимости, с помощью электронного оборудования.

3.2 заземление без помех: Соединение с заземляющим устройством (в том числе с электрически независимым), при котором уровень помех, поступающих от внешних источников, не приводит к недопустимым нарушениям в работе оборудования обработки информации либо оборудования, к которому оно подсоединено.

Примечание— Восприимчивость амплитудно-частотных характеристик изменяется в зависимости от типа оборудования.

3.3 значительный ток утечки: Ток утечки на землю, превышающий установленные значения по ГОСТ 30326/ГОСТ Р 50377 для оборудования обработки информации, получающего электроэнергию посредством штепсельных соединителей (вилка, розетка), соответствующих требованиям ГОСТ 7396.1.

3.4 земля (относительная, эталонная): Проводящая электрический ток и находящаяся вне зоны влияния какого-либо заземлителя часть земной коры, электрический потенциал которой принимают равным нулю.

3.5 локальная земля: Часть земли, находящаяся в контакте с заземлителем, электрический потенциал которой под влиянием тока, стекающего с заземлителя, может быть отличен от нуля. В случаях, когда отличие от нуля потенциала части земли не имеет принципиального значения, вместо термина «локальная земля» используют общий термин «земля».

3.6 электроустановка до 1 кВ: Электроустановка, номинальное значение напряжения в которой не превышает 1 кВ.

3.7 проводящая часть: Часть, способная проводить электрический ток.

3.8 открытая проводящая часть: Доступная прикосновению проводящая часть.

3.9 сторонняя проводящая часть: Проводящая часть, не являющаяся частью электроустановки.

3.10 опасная проводящая часть: Проводящая часть, в том числе токоведущая, прикосновение к которой может при определенных условиях вызвать поражение электрическим током.

3.11 проводник: Часть, предназначенная для проведения электрического тока определенного значения.

3.12 токоведущая часть: Проводник или проводящая часть, предназначенный для работы под напряжением в нормальном эксплуатационном режиме работы электроустановки.

3.13 заземление: Преднамеренное электрическое соединение данной точки системы или установки, или оборудования с локальной землей посредством заземляющего устройства.

3.14 функциональное заземление: Заземление для обеспечения нормального функционирования аппарата, на корпусе которого по требованию разработчика не должен присутствовать даже малейший электрический потенциал (иногда для этого требуется наличие отдельного электрически независимого заземлителя).

3.15 заземляющее устройство: Совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

3.16 заземлитель: Часть заземляющего устройства, состоящая из одного или нескольких электрически соединенных между собой заземляющих электродов.

3.17 электрически независимый заземлитель (независимый заземлитель): Заземлитель, расположенный на таком расстоянии от других заземлителей, что токи растекания с них не оказывают существенного влияния на электрический потенциал независимого заземлителя.

3.18 заземляющий проводник: Проводник, соединяющий заземляемую точку системы или установки, или оборудования с заземлителем.

3.19 функциональный заземляющий проводник (FE-проводник): Заземляющий проводник в электроустановке до 1 кВ, служащий для функционального заземления.

3.20 заземляющий электрод (электрод заземлителя): Проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с локальной землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, например через слой бетона или проводящее антикоррозионное покрытие.

3.21 потенциаловыравнивающий электрод: То же, что и заземляющий электрод, но используемый для выравнивания электрических потенциалов.

3.22 уравнивание электрических потенциалов: Электрическое соединение проводящих частей друг с другом для достижения их эквипотенциальности.

3.23 защитное уравнивание электрических потенциалов: Уравнивание электрических потенциалов в целях обеспечения электробезопасности путем устранения разности электрических потенциалов между всеми одновременно доступными прикосновению открытыми проводящими частями стационарного электрооборудования и сторонними проводящими частями, включая металлические части строительных конструкций зданий, достигаемое надежным соединением этих частей друг с другом при помощи проводников.

3.24 главная заземляющая шина (главный заземляющий зажим): Шина или зажим, являющаяся частью заземляющего устройства электроустановки до 1 кВ и предназначенная для электрического присоединения нескольких проводников с целью заземления.

3.25 система заземления (заземляющая система): Совокупность заземляющих устройств подстанции, открытых проводящих частей потребителя и нейтрального проводника в электроустановке до 1 кВ.

3.26 тип системы заземления: Показатель, характеризующий отношение к земле нейтрали трансформатора на подстанции и открытых проводящих частей у потребителя, а также устройство нейтрального проводника. Обозначение типов систем заземления — по ГОСТ 30331.2/ГОСТ Р 50571.2. Различают TN, ТТ- и IT-системы, две первых из которых имеют заземленную нейтраль на трансформаторной подстанции, а третья — изолированную. TN- система по устройству нейтрального проводника в свою очередь делится на TN-S-, TN-C- и TN- C-S-системы.

3.27 зануление: Преднамеренное электрическое соединение нейтральной проводящей части (нейтрального проводника) в электроустановке до 1 кВ с заземленной нейтралью трансформатора на подстанции.

3.28 нулевой рабочий проводник (N-проводник): Проводник в электроустановке до 1 кВ, предназначенный для питания однофазных электроприемников и соединенный с заземленной нейтралью трансформаторов на подстанции.

3.29 электрическое защитное разделение цепей: Отделение электрических цепей друг от друга при помощи разделяющего трансформатора, обмотки которого отделены друг от друга основной, дополнительной либо одной усиленной изоляцией.

3.30 защитный проводник (РЕ-проводник): Проводник в электроустановке до 1 кВ, предназначенный для целей безопасности, соединяющий открытые проводящие части у потребителя с заземляющим устройством.

3.31 совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник (PEN-проводник): Проводник в электроустановке до 1 кВ, совмещающий в себе функции нулевого рабочего и защитного проводников.

3.32 сверхнизкое напряжение (СНН): Напряжение, не превышающее значений, при которых оно не представляет опасности для человека в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.

3.33 система безопасного сверхнизкого напряжения (система БСНН): Электрическая система в электроустановке до 1 кВ, в которой напряжение не превышает значений СНН:

- в нормальном режиме работы электроустановки и

- при первом повреждении изоляции, включая замыкание на землю в других цепях

3.34 система защитного сверхнизкого напряжения (система ЗСНН):

Электрическая система в электроустановке до 1 кВ, в которой напряжение не превышает значений СНН:

- в нормальном режиме работы электроустановки и

- при первом повреждении изоляции, исключая замыкание на землю в других цепях.

3.35 система функционального сверхнизкого напряжения (система ФСНН): Электрическая система в электроустановке до 1 кВ, в которой напряжение не превышает значений СНН из соображений ее нормальной эксплуатации (функционирования) и которая может быть использована для защиты от поражения электрическим током при выполнении определенных условий.

707 Заземление электроустановок, содержащих оборудование обработки информации

707.1 Общие положения

Требования настоящего стандарта применимы к оборудованию обработки информации в случаях, когда:

- оборудование подсоединено к электрической сети посредством штепсельных соединений по ГОСТ 7396.1 и характеризуется током утечки, превышающим значения, установленные в ГОСТ 30326/ГОСТ Р 50377;

- оборудование соответствует по току утечки требованиям ГОСТ 30326/ГОСТ Р 50377.

Требования настоящего стандарта распространяются на части электроустановок зданий, начиная от точки присоединения оборудования, считая по ходу движения энергии (границы между электроустановками здания и оборудованием показано на рисунке А.1 приложения А). Эти требования применимы и к другим электроустановкам, к которым подключается оборудование со значительными токами утечки (например аппаратура управления производственными процессами, средства связи и т. п.)

Требования настоящего стандарта применимы к электроустановкам в сельскохозяйственном производстве, в котором условия эксплуатации электрооборудования в подавляющем большинстве значительно сложнее, чем в промышленности. Это обусловлено повышенной влажностью, запыленностью, наличием агрессивных паров и газов, вызывающих, с одной стороны, преждевременное разрушение электрической изоляции токоведущих частей электрооборудования и проводок, с другой — уменьшение электрического сопротивления контакта между стоящим на сыром полу человеком и землей. В животноводческих помещениях наряду с необходимостью обеспечивать электробезопасность людей требуется принимать меры и для обеспечения электробезопасности сельскохозяйственных животных, которые по сравнению с человеком более чувствительны к действию электрического тока. Кроме того, животные подвержены так называемой электропатологии, под которой понимается снижение продуктивности (уменьшение молокоотдачи у дойных коров, снижение прироста у находящихся на откорме животных) под воздействием электрического напряжения малых значений.

Все это нужно учитывать при выборе способов защиты, особенно для электроустановок, содержащих оборудование обработки информации, входящее в автоматизированные системы управления технологическими процессами (автоматизированные линии раздачи кормов, уборки навоза, обработки и фасовки молока и т. п.).

Преждевременное разрушение изоляции в таких системах приводит к появлению значительных токов утечки и требует принятия специальных мер, которые сформулированы в настоящем стандарте и в ГОСТ 50571.14.

707.4 Требования безопасности

707.471.3 Дополнительная защита людей от поражения электрическим током для оборудования со значительным током утечки

707.471.3.1 Требования настоящего пункта применимы, когда оборудование со значительным током утечки подсоединено к электроустановке при любых типах систем заземления. Эти требования применимы к электроустановке, представленной на рисунке А.1.

Дополнительные требования для систем заземления ТТ и IT приведены в пунктах 707.471.4 и 707.471.5.s

Примечания
1 В электроустановках TN-C, в которых нулевой рабочий и защитный проводники до зажимов оборудования объединены в один общий проводник (PEN-проводник), ток утечки может рассматриваться как ток нагрузки.

2 Оборудование со значительными токами утечки может оказаться несовместимым с электроустановками, защищенными устройствами отключения дифференциального тока. В этом случае следует рассматривать общий ток утечки, обусловленный током утечки оборудования и токами разряда конденсаторов, которые могут вызвать ложные срабатывания УЗО.

707.471.3.2 Оборудование обработки информации должно удовлетворять требованиям ГОСТ 30326/ГОСТ Р 50377, быть стационарным, соединенным со стационарными электроустановками зданий либо постоянно, либо посредством электрических соединителей промышленного назначения по ГОСТ Р 51323.1. Электрические соединители по ГОСТ 7396.1 применяться не должны.

Примечание— Для оборудования со значительными токами утечки важно проверить целостность цепи заземления, как указано в ГОСТ Р 50571.10:

- во время сдачи в эксплуатацию электроустановки;

- после любых изменений в электроустановке. Рекомендуется периодически проверять целостность цепи заземления.

707.471.3.3 Дополнительные требования для оборудования обработки информации с токами утечки выше 10 мА

Если ток утечки, измеренный по ГОСТ Р 50337, превышает 10 мА, оборудование необходимо присоединять к электроустановке в соответствии с одним из трех вариантов, приведенных в пунктах 707.471.3.3.1 - 707.471.3.3.3.

Примечание— При измерении тока утечки по ГОСТ Р 50337 учитывают все повреждения, которые могут быть не обнаружены в оборудовании. Результаты измерений должны быть отражены в протоколах.

707.471.3.3.1 Цепи защиты высокой надежности

Защитные проводники должны иметь наибольшее сечение в соответствии с разделом 543 ГОСТ Р 50571.10 или удовлетворять одному из следующих требований:

a) иметь сечение не менее 10 мм 2 в случае одного независимого защитного проводника или не менее 4 мм 2 каждый в случае двух проводников с независимыми соединениями оборудования.

Примечание— Провода сечением 10 мм 2 и более могут быть из алюминия;

b) сумма сечений всех проводов кабеля должна быть не менее 10 мм2 , если защитные проводники вместе с питающими проводами входят в состав одного кабеля с многопроволочными жилами;

c) иметь сечение не менее 2,5 мм2 , когда защитные проводники подсоединяются параллельно с металлическим трубопроводом, жестким или гибким по МЭК 614-2-1 [1], обеспечивающим непрерывность цепи тока;

d) быть составленными из металлических трубопроводов, жестких и гибких, металлических коробов и каналов для скрытой электропроводки, экранов и металлической брони кабелей, удовлетворяющих требованиям пункта 543.2.1 ГОСТ Р 50571.10.

Любой из выше приведенных проводников должен удовлетворять другим требованиям раздела 543 ГОСТ Р 50571.10.

707.471.3.3.2 Контроль над целостностью цепей заземления

Примечание— Целью этих требований является обеспечение целостности соединений заземлений и наличие средств автоматического отключения питания в случае разрыва цепей заземления.

В электроустановке должны быть предусмотрены одно или несколько устройств защиты, отключающих питание оборудования обработки информации, если происходит разрыв цепи защиты, в соответствии с требованиями пункта 413.1 ГОСТ 30331.3/ГОСТ Р 50571.3.

Заземляющий проводник должен удовлетворять требованиям раздела 543 ГОСТ Р 50571.10.

707.471.3.3.3 Использование двухобмоточного разделительного трансформатора

Примечание— Цель этого требования — ограничить путь тока утечки и сократить до минимума риск разрыва этого пути.

Если оборудование обработки информации питается через двухобмоточный разделительный трансформатор или от источников с эквивалентным разделением на первичную и вторичную цепи, как в двигатель-генераторном агрегате, вторичная цепь должна преимущественно выполняться с системой заземления TN, однако система заземления IT может быть применена для особых условий.

Заземление оборудования и трансформатора должно соответствовать требованию пункта 707.471.3.3.1 или 707.471.3.3.2.

707.471.4 Дополнительные требования для систем заземления ТТ

707.471.4.1 В случаях, когда электрическая цепь с оборудованием обработки информации защищена устройством защитного отключения дифференциального тока, полный ток утечки I1 (в амперах), сопротивление заземляющего устройства заземленных открытых проводящих частей RА (в омах) и номинальный дифференциальный ток устройства защиты I n (в амперах) должны удовлетворять следующему соглашению

707.471.4.2 Если требование пункта 707.471.4.1 не может быть выполнено, следует применять требование пункта 707.471.3.3.3.

707.471.5 Дополнительные требования для системы заземления IT

707.471.5.1 Желательно, чтобы оборудование обработки информации со значительными токами утечки не подсоединялось непосредственно к системе заземления IT ввиду трудности выполнения требований для напряжения прикосновения после первого повреждения.

По мере возможности, оборудование должно получать питание от сети с системой заземления TN, подключенной к сети с системой заземления IT через двухобмоточный трансформатор.

Если есть возможность выполнить условия пункта 413.1.5.3 ГОСТ 30331.3/ГОСТ Р 50571.3, оборудование может непосредственно присоединяться к системе заземления IT. Этому может способствовать непосредственное соединение всех защитных заземляющих проводников с заземлителем источника питания.

707.471.5.2 При прямом подсоединении оборудования обработки информации к сети с системой заземления IT следует убедиться, что оборудование подготовлено для присоединения к системе заземления IT согласно инструкции разработчика оборудования

707.5 Выбор и монтаж электрооборудования

707.545.2 Требования безопасности для оборудования с заземлением без помех

Примечание— Уровень токов утечки, существующий в заземляющем устройстве электроустановок зданий, может считаться неприемлемым из-за возможных отказов в работе оборудования обработки информации, которое к нему присоединяется.

707.545.2.1 Открытые проводящие части оборудования обработки информации должны быть соединены с главным заземляющим зажимом электроустановки.

Примечание— Пункт 413.1 ГОСТ 30331.3/ГОСТ Р 50571.3 запрещает использование различных заземлителей для одновременно заземляемых деталей.

Заземляющие проводники, используемые только по эксплуатационным соображениям, не обязательно должны соответствовать требованиям раздела 543 ГОСТ Р 50571.10.

707.545.2.2 Другие специальные методы

В исключительных случаях, когда требования безопасности пункта 707.545.2.1 настоящего стандарта выполнены, но уровень токов утечки на главном заземляющем зажиме установки не может быть уменьшен до приемлемого уровня, электроустановка рассматривается как особый случай.

Расположение заземлителей должно обеспечивать уровень защиты, предусмотренный настоящим стандартом. Они также должны:

- обеспечивать удовлетворительную защиту от сверхтоков;

- исключать появление чрезмерных напряжений прикосновения на оборудовании и обеспечивать эквипотенциальность между оборудованием, элементами соседних проводников и другим электрооборудованием в нормальных условиях и условиях повреждения изоляции;

- соответствовать требованиям, касающимся возможных чрезмерных токов утечки, и способствовать cтеканию этих токов.

ПРИЛОЖЕНИЕ A
(справочное)

Установка оборудования обработки информации

Примечание — Присоединенное оборудование получает питание от основного

Рисунок А.1 — Границы между электроустановкой и оборудованием обработки информации

Примечания

1 Устройства защиты и коммутации в цепи разделительного трансформатора на схеме не показаны

2 С — помехоподавляющий конденсатор

Рисунок А.2 — Схема присоединения оборудования обработки информации через разделительный трансформатор

ПРИЛОЖЕНИЕ B
(справочное)

Примеры оборудования обработки информации, которое входит в область применения настоящего стандарта

Оборудование по обработке данных и текста, персональные компьютеры, дисплеи, оборудование для подготовки данных, абонентские пункты, аппаратура окончания канала данных, печатающие устройства, калькуляторы, счетные бухгалтерские машины, кассовые аппараты, терминалы торговых точек, устройства считывания и набивки перфокарт, штемпелирующие машины, копировальные аппараты, множительные машины, устройства стирания, устройства для заточки карандашей, машины для обработки почтовых отправлений, машины для уничтожения документов измельчением, устройства обработки магнитных лент, накопители с электроприводом, диктофоны, микрографическое конторское оборудование, машины для обработки денежных банкнот, электрические чертежные машины (графопостроители), машины для обработки бумаги (перфораторы, обрезающие машины, сепараторы), машины для подачи бумаги, почтовые машины и телепринтеры.

Перечень оборудования не является исчерпывающим, и оборудование, не приведенное в перечне, также может быть отнесено к области распространения настоящего стандарта.

Оборудование, отвечающее требованиям настоящего стандарта, может быть использовано в автоматизированных системах управления процессами, автоматизированных системах испытаний и других подобных системах, основанных на применении оборудования обработки информации.

ПРИЛОЖЕНИЕ C
(справочное)

Библиография

[1] МЭК 614-2-1—82 Трубопроводы (кабелепроводы) для электрических установок. Часть 2. Частные требования к системам электропроводки в трубах. Раздел 1. Металлические трубопроводы

Ключевые слова: электроустановки зданий; электроустановки до 1 кВ; обеспечение безопасности; защита от перенапряжений; заземление; уравнивание электрических потенциалов; выравнивание электрических потенциалов; оборудование информационных технологий; оборудование обработки информации; электрическое разделение сети

Содержание

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 (707.2) Определения

707 Заземление электроустановок, содержащих оборудование обработки информации

707.1 Общие положения

707.4 Требования безопасности

707.5 Выбор и монтаж электрооборудования

Приложение А Установка оборудования обработки информации

Приложение В Примеры оборудования обработки информации, которое входит в область применения настоящего стандарта

Функциональное заземление

Рабочее (функциональное) заземление – заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки ( не в целях электробезопасности ). (ПУЭ п. 1.7.30)

Примечание: фраза «не в целях электробезопасности» - акцент на надежную работу оборудования, но если сопротивление функционального заземления не более 4 Ом, то проблем с электробезопасностью не возникает в принципе.

Определение FE для сетей питания информационного оборудования и систем связи дано в следующих ГОСТах:

«Функциональное заземление: заземление для обеспечения нормального функционирования аппарата, на корпусе которого по требованию разработчика не должен присутствовать даже малейший электрический потенциал ( иногда для этого требуется наличие отдельного электрически независимого заземлителя )» ГОСТ Р 50571.22-2000 п.3.14 (707.2)

«Функциональное заземление может выполняться путем использования защитного проводника (РЕ-проводника) цепи питания оборудования информационных технологий в системе заземления TN-S.

ГОСТ Р 50571.21-2000 п.548.3.1

ПУЭ 1.1.17. Для обозначения обязательности выполнения требований ПУЭ применяются слова "должен", "следует", "необходимо" и производные от них.

Слова "как правило" означают, что данное требование является преобладающим, а отступление от него должно быть обосновано.

Слово "допускается" означает, что данное решение применяется в виде исключения как вынужденное (вследствие стесненных условий, ограниченных ресурсов необходимого оборудования, материалов и т.п.).

Слово "рекомендуется" означает, что данное решение является одним из лучших, но не обязательным.

Слово "может" означает, что данное решение является правомерным.

FE – рабочее ( функциональное, технологическое ) заземление.

Исторически, в связи с широким распространением вычислительной техники в 90-х годах, возникла необходимость обеспечения надежной работы нового оборудования в сетях типа ТN-C.

При передаче информации по линии связи между двумя компьютерами за опорную точку принимается корпусное заземление. Заземление, выполненное проводником РЕN, по которому текут рабочие токи, приводит к разнице потенциалов между корпусами приборов. Помимо разницы потенциалов вносимых в линию связи, туда же вносятся пульсации, гармоники и высокочастотные помехи при работе оборудования с большими реактивными токами. Локальное применение отдельной системы рабочего ( функционального ) заземления позволяло «малой кровью» обеспечить устойчивую работы вычислительной техники. Разумеется, перемонтаж всей электроустановки на «пятипроводную» систему типа TN-S обходился значительно дороже.

Вторая причина распространения функционального заземления – «безобразное» состояние защитного заземления в существующих электроустановках. Поставщик дорогостоящего цифрового оборудования не без оснований требует от заказчика выполнения отдельного заземления для своей «нежной» техники. Третья причина – специфические требования по защите информации, специализированные испытательные лаборатории и тд.

Основные схемы выполнения функционального заземления представлены на рис.2.

Вариант «А» - наиболее опасный из представленных, с точки зрения электробезопасности и безопасности объекта в целом. Нужно иметь «очень веские» основания для применения данной схемы или быть безграмотным инженером проектировщиком. Далее будут приведены аргументы против использования данной схемы.

Вариант «В» - формальное, но законное выполнение системы функционального заземления. Фактически представляет собой качественное защитное заземление с радиальной схемой разводки. Применяется для вновь строящихся объектов.

Вариант «С» - удобная схема для реконструируемых объектов. Имеет существенное преимущество перед вариантом «В» с точки зрения воздействия помех на ответственное оборудование.

Аргумент против схемы «А» №1: разрушение целостности основной системы уравнивания потенциалов и как следствие появление разности потенциалов на независимых системах заземления в процессе эксплуатации.

Причины появления разницы потенциалов:

1.КЗ на корпус в сети ТN-S до срабатывания системы защиты (

2.Внешние электромагнитные поля ( близкий разряд молнии ) из-за разницы в длине проводников. Может достигать единиц киловольт.

3.Занос потенциала на ГЗШ при срабатывании молниеприемника. Разница потенциалов достигает сотен киловольт. См. статьи «Защитное заземление. Основная и дополнительные системы уравнивания потенциала» и «Занос потенциала в электроустановку.

Аргумент против схемы «А» №2 :

крайне низкие токи короткого замыкания фаза – корпус применительно к сетям типа TN - S со всеми вытекающими последствиями.

Рассмотрим простой пример:

Рис.3. Схема протекания тока замыкания на корпус аппарата при использовании независимого функционального заземления в сети типа TN.

Так как функциональное заземление в отличие от защитного не имеет точки соединения с ГЗШ, а соответственно с нейтралью, то токи короткого замыкания составят не сотни и тысячи ампер, как это происходит при защитном заземлении, а всего лишь десятки ампер. Ситуация усугубится тем, что в цепи отсутствует УЗО ( вычислительная техника, томографы, рентгеновское оборудование и тд. ). Максимальный ток короткого замыкания составит 36,6А.

Время отключения составит от 30 до 120 секунд и все это время на корпусе будет присутствовать практически фазное напряжение по корпусным элементам будет протекать достаточно значительный ток ( возможность возгарания ). При наличии автоматов с номинальным рабочим током более 32А цепь вообще не отключится.

Использовать данный вариант для сетей типа TN-S опасно!

В случае варианта «D» FE соединено с ГЗШ посредством разрядника уравнивания потенциалов.

Проблема схемы с разрядником заключается в том, что срабатывать он будет исключительно в случае заноса потенциала при грозовых разрядах, когда разница в напряжении достаточна для срабатывания разрядника ( 600 – 900В ). В остальных случаях целостность системы основного уравнивания потенциалов электроустановки остается нарушенной и проблема электробезопасности при первичном пробое остается актуальной.

Успокоить поставщика «нежного» оборудования, о котором говорилось ранее, можно установкой в разрыв проводника уравнивания потенциалов дроссельного фильтра заземления ( Квазар Ф – ХХХРЕ изготовитель ГК «Полигон» ), как это представлено на схеме варианта «Е».

Далее рассматриваются варианты построения функционального заземления с постепенным улучшением уровня защиты ответственного электрооборудования от помех, без проблем, связанных с электробезопасностью.

Функциональное заземление применительно к учреждениям ЛПУ - для обеспечения нормальной, без помех работы высокочувствительной электроаппаратуры при питании от разделительного трансформатора или согласно техническим требованиям на некоторые виды оборудования.

При отсутствии особых требований изготовителей аппаратуры общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства не должно превышать 2 Ом. См. Циркуляр №24/2009. « …Устройство независимых заземлителей для защитного и/или функционального заземления медицинского оборудования, не подключенных к ГЗШ, в зданиях с медицинскими помещениями не допускается…»

Читайте также: