О защитном (PE) и функциональном (FE) заземлениях.

При построении структурированных кабельных систем (СКС), сетей передачи данных и ЛВС, а также других объектов информационных технологий у многих специалистов-электриков закономерно возникают вопросы по проектированию заземления. Чтобы не было неопределённостей в этих вопросах введём базовые понятия и определения в этой сфере знаний.

В соответствии с международными и российскими нормативными документами имеются два больших класса заземлений: защитное и функциональное заземление. Также можно использовать терминологию (рабочее или информационное заземление). Исходя из этих факторов, шины заземления или проводники, маркируются как PE — защитное заземление и FE — функциональное заземление.

Воспользуемся основным нормативным документом для инженера-электрика, а именно, «Правилами устройства электроустановок» ( ПУЭ п.1.7.29 ): Защитное заземление выполняется только в целях электробезопасности. При работе с любыми электроприборами персонал должен быть надёжно защищен от токов низкой частоты и высокой амплитуды, которые представляют серьёзную угрозу здоровью и жизни каждого человека.

А вот заземление, которое мы называем информационным (функциональным), обеспечивает именно работу самой электроустановки. То есть, такое заземление выполняется не в целях электробезопасности объекта. При разработке таких систем можно исходить из положений ПУЭ п. 1.7.30.

Проектировщику надо знать, что нельзя использовать только информационное заземление, без применения защитного.

Работа функционального заземления идёт с токами высокой частоты и низкой амплитуды и задача его обеспечить электромагнитную совместимость (ЭMC) и защитить от электромагнитных помех. Токи ВЧ низкой амплитуды непосредственно не угрожают жизни человека, но могут влиять на качество связи, например в СКС.

При определении задач FE советуем руководствоваться ГОСТ Р 50571.22-2000 п. 3.14 (707.2), который как раз таки описывает как спроектировать заземление для систем обработки информации и связи.

Проектировщики, как правило, выставляют жёсткие требования, при соблюдении которых на корпусе заземляемого устройства не должно быть даже самого маленького электрического потенциала. Именно это условие и есть залог нормального функционирования оборудования связи или информационных технологий.

Как выполнить функциональное заземление на объекте?

Для этой цели необходимо использовать заземляющее устройство функционального заземления вместе с функциональными проводниками, которые служат для соединения электроприёмников с главной заземляющей шиной. При этом, согласно ГОСТ 50.571-4-44-2011 п. 444.5.1. все проводники защитного и функционального заземления должны быть соединены с этой шиной, а заземлители соответствующего назначения соединены между собой. Такие меры необходимы для исключения их влияния друг на друга, которое приводит к опасному повышению напряжения, риску повреждения оборудования и опасности поражения электрическим током.

Если следовать положениям ГОСТ Р 50571.21-2000 п. 548.3.1, то можно реализовать такое схемное решение: объединяем функциональные и защитный проводники (соответственно FE и PE) в специальный проводник (PEF-проводник). А уж затем присоединим его к ГЗШ, так называемой, главной заземляющей шине электроустановки. В TN-S системе для функционального заземления разрешается использовать PE-проводник цепи питания оборудования обработки информации.

Заземление компьютерной техники

Применяемые схемы заземления могут различаться в зависимости от поставленных целей.

Заземление компьютерной техники, телекоммуникационного оборудования и источников бесперебойного питания служит для достижения так называемой электромагнитной совместимости (ЭМС) — обеспечения работоспособности оборудования как при привносимых извне, так и создаваемых самим оборудованием электромагнитных помехах. Другой, наиболее важной функцией заземления является обеспечение электробезопасности персонала, работающего с инфокоммуникационным оборудованием.
В зависимости от поставленных целей, а также от национальных и международных стандартов применяемые схемы могут различаться в электроустановках с разным напряжением переменного и постоянного тока. Мы рассмотрим наиболее массовый случай заземления отдельных компьютеров и рабочих станций локальной сети, активного сетевого оборудования, цифровых учрежденческих АТС (УАТС), т. е. такого оборудования, которое включают в розетку переменного тока напряжением 220 В. На практике можно встретить две крайности: либо игнорирование заземления и использование обычных бытовых розеток (или заземление на трубы и конструкции), либо, наоборот, чрезмерные требования по созданию «чистой» земли. В обоих случаях нормы электромагнитной совместимости и электробезопасности не выполняются.

ТЕРМИНОЛОГИЯ И СТАНДАРТЫ

Для начала приведем несколько терминов и определений. Занулением

в электроустановках напряжением до 1 кВ называется преднамеренное соединение обычно не находящихся под напряжением частей электроустановки с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока или с глухозаземленным выводом источника однофазного тока.

Глухозаземленной нейтралью

называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформаторы тока).

Заземлителем

называется проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), соприкасающихся с землей.

ГОСТ Р 50571.2-94 предусматривает в числе прочих следующие типы систем заземления электрических сетей зданий: TN-S, TN-C, TN-C-S. Именно эти системы применяются в рассматриваемом случае. Первая буква Т обозначает непосредственное присоединение одной точки токоведущих частей источника питания к земле, вторая буква означает характер заземления открытых проводящих частей электроустановки (Т — непосредственная связь открытых проводящих частей с землей, независимо от характера связи источника питания с землей; N — непосредственная связь открытых проводящих частей с точкой заземления источника питания, в системах переменного тока обычно заземляется нейтраль). Последующие буквы — устройство нулевого рабочего и нулевого защитного проводников: S — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечиваются раздельными проводниками; С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников объединены в одном проводнике. Графические символы, используемые в приведенных обозначениях типов систем заземления и на рисунках приведены в Таблице 1.

Требования к системам заземления изложены в следующих стандартах и нормативных документах:

• Правила устройства электроустановок (ПУЭ) — раздел 1.7;
• ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление;
• ГОСТ 464-79. Заземления для стационарных установок проводной связи, радиорелейных станций, радиотрансляционных узлов проводного вещания и антенн систем коллективного приема телевидения. Нормы сопротивления;
• 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 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96). Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 548. Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации;
• ГОСТ Р 50571.22-2000 (МЭК 60364-7-707-84). Электроустановки зданий. Часть 7. Требования к специальным электроустановкам. Раздел 707. Заземление оборудования обработки информации.

ОШИБКИ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Наличие замкнутых контуров и связей между системами заземления различного назначения может приводить к возникновению межсистемных помех заземления, причем они не устраняются установкой источников бесперебойного питания и других устройств кондиционирования (улучшения) мощности без гальванической развязки. В ряде случаев создается отдельная система заземления, например для учрежденческой цифровой телефонной станции, как того требует ГОСТ 464-79, где предусматривается организация отдельной системы заземления для средств телекоммуникаций.

Рисунок 1. Контур заземления.

Однако при формальном подходе к ее реализации не обращается внимания на то, что стандарт предусматривает наличие отдельной системы заземления для полюса системы питания постоянного тока

. Питание оборудования от общей сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью и выполнение, казалось бы, обособленного заземления как раз и приводят к случаю, когда образуются контуры заземления, что становится причиной неустойчивой работы оборудования. Контур заземления — в отличие от так же называемого на жаргоне специалистов контурного заземления (способ соединения горизонтальных заземлителей в земле не следует путать с заземляющими проводниками) — является нежелательным и образуется при наличии связи между двумя заземлителями (см. Рисунок 1).

В образовавшемся контуре (заземлитель №1 — электрическая связь (проводник) — заземлитель №2 — среда (земля)) могут наводиться токи от внешних электромагнитных полей или протекать «блуждающие» токи сторонних нагрузок. Все это приводит к электромагнитным помехам в работе оборудования. Локальные вычислительные и телекоммуникационные сети зачастую имеют в своем составе оборудование связи (антенны, модемы и проч.) и подвержены влиянию помех, в том числе от разрядов молний, т. е. для них важна высокая помехозащищенность. Именно поэтому устранению контуров следует уделять внимание при проектировании и эксплуатации электроустановок зданий.

На практике встречается ошибочное заземление на обособленный заземлитель, не связанный с нейтралью трансформатора (см. Рисунок 2

). Подобная схема заземления нарушает требование п.1.7.39 ПУЭ: «В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью или глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а также с глухозаземленной средней точкой в трехпроводных сетях постоянного тока должно быть выполнено зануление. Применение в таких электроустановках заземления корпусов электроприемников без их зануления не допускается…» Требование вызвано тем, что обеспечить электробезопасность в случае рассматриваемой схемы невозможно. На Рисунке 2 показан вынос потенциала при коротком замыкании на корпус электроприемника, заземленного на обособленный заземлитель.

Появление потенциала на корпусе обуславливается падением напряжения в фазном проводнике до точки короткого заземления и падением напряжения в сопротивлении заземлителя №2, в среде (в земле и конструкциях) и в сопротивлении заземлителя №1. Сопротивление цепи короткого замыкания при этом выше сопротивления цепи «фаза—ноль», с учетом параметров которого выбирается защитный автомат, и короткое замыкание, скорее всего, не будет отключено действием максимальной токовой защиты. При этом на корпус выносится потенциал, близкий к фазному напряжению, что создает угрозу для жизни людей. Отключение короткого замыкания произойдет за счет действия тепловой защиты автоматического выключателя, но время отключения КЗ при этом превысит нормируемые значения, составляющие для напряжения U0 = 220 В, — 0,4 с и для U0 = 380 В, — 0,2 с.

Таким образом, неправильно выполненное заземление приводит к образованию нежелательных контуров, вызывает электромагнитные помехи в работе оборудования и опасно для находящихся рядом людей.

ГЛАВНЫЙ ЗАЗЕМЛЯЮЩИЙ ЗАЖИМ

Для сведения к минимуму электромагнитных помех и обеспечения электробезопасности заземление следует выполнять с минимальным количеством замкнутых контуров. Обеспечение этого условия возможно при выполнении так называемого главного заземляющего зажима (ГЗЗ), или шины. Главный заземляющий зажим должен быть расположен как можно ближе к входным кабелям питания и связи и соединен с заземлителем (заземлителями) проводником наименьшей длины.

Такое расположение ГЗЗ обеспечивает наилучшее выравнивание потенциалов и ограничивает наведенное напряжение от индустриальных помех, грозовых и коммутационных перенапряжений, приходящее извне по экранам кабелей связи, броне силовых кабелей, трубопроводам и антенным вводам. К ГЗЗ (шине) должны быть присоединены:

• заземляющие проводники;
• защитные проводники;
• проводники главной системы уравнивания потенциалов;
• проводники рабочего заземления (если оно необходимо).

С главным заземляющим зажимом (шиной) должны быть соединены заземлители защитного и рабочего (технологического, логического и т. п.) заземления, заземлители молниезащиты и др. Подробно правила и требования устройства ГЗЗ изложены в ПУЭ.

СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Системы заземления различаются по схемам соединения и числу нулевых рабочих и защитных проводников.

К системе TN-C (см. Рисунок 3) относятся трехфазные четырехпроводные (три фазных проводника и PEN-проводник, совмещающий функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводника) и однофазные двухпроводные (фазный проводник и нулевой рабочий проводник) сети существующих зданий старой постройки.

Отсутствие специального нулевого защитного (заземляющего) проводника в существующих электропроводках однофазных сетей создает опасность поражения персонала электрическим током. В ряде случаев технические средства информатики и телекоммуникаций устанавливаются в помещениях, где отсутствует заземление и одновременно имеется нетокопроводящее покрытие пола, на котором накапливается статическое электричество. Из-за отсутствия заземления и возникновения разрядов статического электричества в результате прикосновения к клавиатуре или корпусу персонального компьютера происходят сбои, например «зависания», и даже повреждения оборудования, нарушения в работе программного обеспечения и потеря информации.

Подключение современной компьютерной техники к розеткам электрической сети TN-C сопряжено с таким явлением, как вынос напряжения на корпус, поскольку импульсные блоки питания имеют на входе симметричный L-C-фильтр, средняя точка которого присоединена на корпус. При занулении (заземлении) компьютера происходит технологическая утечка через фильтр, что необходимо учитывать в случае применения устройства защитного отключения (УЗО). При отсутствии проводника РЕ напряжение 220 В делится на «плечах» фильтра, и на корпусе оказывается напряжение 110 В.

В настоящее время требования нормативной документации не допускают применение системы TN-C на вновь строящихся и реконструируемых объектах. При эксплуатации системы TN-C в здании старой постройки, где планируется размещение средств информатики и телекоммуникаций, следует организовать переход от системы TN-C к системе TN-S (система TN-C-S).

Система TN-C-S характерна для реконструируемых сетей, в которых нулевой рабочий и защитный проводники объединены только в части схемы. Система TN-C-S показана на Рисунке 4.

При переходе от системы TN-C к системе TN-S следует соблюсти последовательность расположения систем относительно источника питания так, как это показано на Рисунке 4. В противном случае обратные токи электроприемников системы TN-C будут замыкаться по защитным проводникам РЕ системы TN-C-S и вызывать помехи. Если одна из частей электроустановки здания — трансформатор, дизель-генератор, источник бесперебойного питания (ИБП) или иное подобное устройство — имеет систему заземления типа TN-C и используется главным образом для питания оборудования инфокоммуникационных технологий, то выходом из ситуации должен быть переход на систему типа TN-S.

Система TN-S (см. Рисунок 5) является основной рабочей системой заземления для зданий с информационным и телекоммуникационным оборудованием. В системе TN-S нулевой рабочий и нулевой защитный проводники проложены отдельно от источника питания. Такая схема обеспечивает отсутствие обратных токов в проводнике РЕ, что снижает риск возникновения электромагнитных помех. При эксплуатации необходимо следить за соблюдением назначения проводников PE и N. С точки зрения минимизации помех оптимальным считается наличие встроенной (пристроенной) трансформаторной подстанции (ТП). Подобным образом достигается минимальная длина перемычки от ввода кабелей электроснабжения до главного заземляющего зажима.

Соблюдение указанного требования справедливо и для системы TN-C-S. И в этом случае речь идет о расстоянии между вводом от системы электроснабжения и главным заземляющим зажимом. Для системы TN-C-S желательно выполнение повторного заземления нейтрали. Система TN-S при наличии встроенной (пристроенной) подстанции не требует повторного заземления, так как имеется основной заземлитель на ТП.

ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ ПРОВОДНИКИ

Распространяясь непосредственно по электрической сети при протекании тока, кондуктивные помехи проникают в систему бесперебойного электроснабжения (СБЭ) из питающей сети общего назначения, и их подавление у электроприемников группы А до определяемого требованиями ГОСТ 13109-97 приемлемого уровня достигается путем организации электроснабжения потребителей по выделенной сети и применения ИБП активного типа для защиты оборудования от поступающих из сети помех. Выделенной сетью

называется электрическая сеть, предназначенная для питания группы электроприемников, объединенных по признаку функционального назначения или общими требованиями к качеству электроэнергии и надежности электроснабжения. Важной составляющей выделенной электрической сети является сеть заземляющих проводников.

Для зданий, где установлено или может быть установлено большое количество различного оборудования обработки информации или другого чувствительного к действию помех оборудования, необходим особый контроль за использованием отдельных защитных проводников (проводников PE) и нулевых рабочих проводников (проводников N) после точки подвода питания, чтобы предотвратить или свести к минимуму электромагнитные воздействия. Указанные проводники нельзя объединять, в противном случае ток нагрузки, особенно возникающий при однофазном коротком замыкании сверхток, будет проходить не только по нулевому рабочему проводнику, но и частично по защитному, что может привести к помехам.

Рабочие станции компьютерной сети должны иметь схему заземляющей сети по типу одноточечной «звезды». Из-за большого количества связей реализовать ее трудно, поэтому применяется гибридная схема: заземляющие проводники прокладываются совместно по одной трассе с линиями электроснабжения (см. Рисунок 6). На участке от вводно-распределительного устройства или главного распределительного щита, где расположен главный заземляющий зажим (шина), до щитков на этажах здания схема является одноточечной «звездой» (параллельной одноточечной), а на участке групповых сетей, от щитка до электрической розетки, — последовательной одноточечной.

Все заземляющие проводники прокладываются изолированными проводами и кабелями. В электрических щитах шины и клеммники РЕ для потребителей компьютерной сети размещаются изолированно от корпусов. Линии РЕ для заземления корпусов, коробов, лотков и прочего электротехнического оборудования и конструкций прокладываются отдельными проводами и кабелями от одного и того же главного заземляющего зажима.

Сосредоточенные зоны размещения телекоммуникационного и информационного оборудования могут иметь ту же схему, что и рабочие станции, или одноточечную при размещении оборудования в машинных залах (см. Рисунок 6) — потенциаловыравнивающая сетка. Магистральный проводник от главного заземляющего зажима (шины) также прокладывается совместно с магистральными линиями электроснабжения. Заземление технологического оборудования следует выполнять в соответствии с требованиями технической документации. При этом корпуса (открытые проводящие части) оборудования должны соединяться с главным заземляющим зажимом и со сторонними проводящими частями, выполняющими роль системы уравнивания потенциалов.

ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Совокупность заземлителя и заземляющих проводников называется заземляющим устройством

(см. Рисунок 6). В учреждении, где размещается информационное, телекоммуникационное оборудование и средства связи, оно должно быть защитным и соответствовать требованиям электробезопасности, описанным в ГОСТ 12.1.030, ПУЭ и стандартах ГОСТ Р 50571 (МЭК 364) «Электроустановки зданий». Какие-либо другие требования к заземляющему устройству не предъявляются.

Сопротивление заземляющего устройства должно соответствовать ПУЭ (см. раздел 1.7). Если оно имеет допустимое значение в здании, уменьшение сопротивления не влияет на устойчивость функционирования оборудования, и дополнительные требования к сопротивлению заземлителей не предъявляются.

В здании может быть один, два или несколько заземлителей, но когда при одном заземлителе сопротивление заземляющего устройства удовлетворяет требованиям ПУЭ, то увеличение числа заземлителей не оказывает влияния на электробезопасность и устойчивую работу оборудования. Заземлитель (заземлители) рекомендуется располагать внутри охраняемой территории, что является одним из условий по обеспечению защиты информации.

В ряде случаев предъявляется требование по созданию отдельного функционального (технологического, логического и т. д.) заземлителя, не связанного с заземлителями защитного заземления, с целью защиты информации и предотвращения несанкционированного доступа к ней по цепям питания и заземляющим проводникам.

Если по технологическим требованиям (условиям защиты информации от несанкционированного доступа, обработки конфиденциальной информации и т. п.) заземлитель функционального (технологического и т. д.) заземления требуется отделить от системы защитного заземления (зануления), то магистральные нулевые защитные проводники и заземлитель функционального (технологического и т. д.) заземления следует присоединять к отдельному заземляющему зажиму, изолированному от металлоконструкций и от электрооборудования. Для обеспечения электробезопасности и защиты информации следует применять:

• изолирующий трансформатор;
• ИБП с двойным преобразованием частоты и изолирующим трансформатором;
• фильтры (трансфильтры, суперфильтры) с изолирующим трансформатором.

Основным условием применения этого обрудования является отсутствие кондуктивной связи с первичной стороной как по PE, так и по N. Соответственно, режим работы ИБП на байпасе не должен нарушать названное условие, что достижимо при установке изолирующего трансформатора в цепи байпаса.

Заземлитель функционального (технологического и т. д.) заземления должен располагаться в охраняемой (контролируемой) зоне во избежание несанкционированного доступа к нему.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РОЗЕТКИ

В заключение необходимо упомянуть об электрических розетках, поскольку именно они обеспечивают надежное соединение заземляющих проводников с оборудованием. При непосредственном заземлении монтаж осуществляется под предусмотренную конструкцией оборудования гайку (зажим, бонку). При включении в розетку заземление выполняется через контактные разъемные соединения электрической розетки и питающего трехпроводного кабеля.

Рисунок 7. Электророзетки «европейского» типа: слева a) Е10-G: CEE 7 Shuko, справа б) E10-F: French/Belgian.

Рынок предлагает достаточно большое количество типов электрических розеток. В настоящее время в России широко используются розетки европейского типа (так называемые «евророзетки»). Согласно системе нормативных обозначений, принятых в европейских странах, они обозначаются как Е10-G: CEE 7 Shuko. Литера G означает германский типоразмер. Розетки более редко используемого франко-бельгийского типоразмера E10-F: French/Belgian отличаются положением и формой третьего заземляющего контакта. У Е10-G: CEE 7 Shuko заземляющий контакт имеет форму двух ламелей, расположенных на окружности розетки (см. Рисунок 7а), а заземляющий контакт розетки E10-F: French/Belgian выполнен в виде штыря, выступающего над ее штепсельными разъемами (см. Рисунок 7б). Большинство электрических вилок кабелей питания инфокоммуникационного оборудования можно включать в оба типа розеток, однако бывают и исключения. При выборе электроустановочных изделий следует ориентироваться на розетки германского типа Е10-G: CEE 7 Shuko.
«Евророзетки» отличаются от тех, что ранее выпускались в СССР, диаметром гнезда штепсельного разъема. У первых диаметр составляет 4,8 мм, а у вторых — 4 мм. По этой причине современные вилки со штырями 4,8 мм не подходят к старым розеткам. Кроме того, отсутствие в них заземления не допускает эксплуатацию в соответствии с новыми требованиями электробезопасности.

Александр Воробьев — сотрудник Управления информационных систем «ОАО Внешторгбанк». С ним можно связаться по адресу: [email protected]

Требования к информационному заземлению

FE-заземление обычно описывается требованиями, которые излагаются в эксплуатационной документации изготовителя изделия (паспорт, технические условия, технический регламент и пр.) или в ведомственных нормативных документах. К примеру, для продуктов и систем информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), ранее средств ВТИ, будем использовать положения нормативного документа СН 512-78 («Технические требования к зданиям и помещениям для установки средств вычислительной техники»). Опираясь на инструкции, изложенные там, приходим к выводам, что сопротивление заземления такого оборудования не должно превышать 1 Ом. А вот если мы проектируем заземление для чувствительных медицинских приборов, то это значение будет не более 2-х Ом. («Пособие по проектированию учреждений здравоохранения к СНиП 2.08.02-89»).

Здесь используется, так называемая «лучевая схема заземления», с заземлителем типа FE (низкоомным), что приводит к работе без электрических помех всего комплекса ИКТ. В отдельных случаях так же возможно использовать и модульный глубинный заземлитель.

Введём понятие электромагнитной совместимости (ЭМС) оборудования и для этого обратимся к ГОСТ Р 50397-92 (МЭК-50-161-90). ЭМС оборудования, рассматривается в общем случае, как способность оборудования качественно работать в условиях заданной электромагнитной обстановки и не создавать недопустимых помех электромагнитной природы другим приборам и электросети.

И далее с этих позиций попытаемся выяснить причинно – следственную связь между FE – заземлением, ЭМС и безопасностью ИКТ.

Продукт или система ИКТ будет удовлетворять требованиям Европейской директивы по ЭМС EN 55022 при выполнении следующих условий:

• Электромагнитное излучение от активного оборудования в окружающую среду не превышает нормативы EN 55022
• Помехозащищенность активного оборудования не уступает нормативам EN 55024
• Информационная кабельная проводка (т.е. среда передачи сигналов) правильно смонтирована и корректно заземлена

Ещё один важный фактор – это уравнивание потенциалов между заземляющими устройствами PE и FE – типов. Именно этим моментом определяются условия электробезопасности персонала, а также и помехоустойчивость систем ИКТ. Как это реализуется на практике? Обычно электрики монтируют кольцевой соединительный проводник и соединяют его с ГЗШ.

Если же продукты ИКТ работают с напряжением питания 5-12 В постоянного тока и являются слаботочными, то здесь возможны паразитные сигналы, возникшие именно из-за разности потенциалов и их флуктуаций. Дело в том, что некоторые системы ИКТ могут воспринять такой паразитный сигнал, как информационный, вследствие этого, могут произойти сбои в сетях связи, на серверах, а также нарушения работы информационно – измерительных систем. Особенно опасна такая ситуация на объектах критической инфраструктуры.

Другим аспектом качества FE – заземления является информационная безопасность продуктов и систем ИКТ. Дело в том, что побочные электромагнитные излучения и наводки (ПЭМИН) наряду с проблемами ЭМС создают технические каналы утечки конфиденциальной информации, хорошо известные специалистам по информационной безопасности (ИБ).

Особенно актуальна эта проблема для компьютерного оборудования и систем передачи данных, задействованных в обработке информации, которая считается конфиденциальной. Но это уже другая история, относящаяся к компетенциям ФСТЭК, Роскомнадзора и ФСБ.

Система TT

Схема заземления TТ

Системы заземления TT актуальны при несоответствующих условиях безопасности для предыдущих видов. Специалисты рекомендуют применять их в случае, когда техническое состояние воздушных линий электропередач далеко от идеала.

Данной конструкцией предусмотрено независимое заземление защитного и рабочего нолей через отдельные контуры. Связь между проводниками запрещена. Такой подход помогает изолировать от электросетей все металлические поверхности, способные проводить ток.

• независимость от разных повреждений линии питания.

• необходимость в качественном повторном заземлении, реализации технических мер для подавления скачков напряжения по время грозы;
• обязательность монтажа прибора, выполняющего защитное отключение.

Такие виды заземления целесообразны для небольших жилых помещений, металлических блок-контейнеров, строительных бытовок.

Независимое исполнение FE – заземления

Для высокочувствительных медицинских приборов в учреждениях здравоохранения необходимо выполнять отдельное функциональное заземление, которое не связано с защитным, а также с системами уравнивания потенциалов объекта.

При данном выполнении функционального заземления заземляющее устройство FE-заземления необходимо размещать отдельно (не менее 15 метров) от зоны влияния PE – заземлителей. Следует подчеркнуть, что такая схема представляет собой особый (нетипичный) вариант заземления и тут применимы повышенные меры электробезопасности.

Если в документации на оборудование ИКТ прямо указано на необходимость независимого информационного заземления, то в этом случае в шкафу с оборудованием, как правило, монтируют две независимые шины заземления PE и FE. Шину FE в таком случае изолируют полностью от корпуса шкафа, экраны сигнальных проводников присоединяют к ней.

На практике FE-проводник присоединяют с помощью медного кабеля (сечение от 1х25 мм2), который надежно изолирован с FE-заземлителем. Причём этот заземлитель должен быть отнесён на безопасное расстояние (более 20 м) от PE-заземлителя. А вот корпус шкафа, где размещено оборудование, должен быть заземлён с помощью проводника PE на шину уравнивания потенциалов, которая соединена с ГЗШ.

Система IT

Схема заземления IТ

IT отличается изолированной нейтралью. Она не соединяется с землей, или же заземляется через специальное устройство, обладающее большим сопротивлением. Открытые токопроводящие детали электрических установок заземляются через отдельные контуры. Конструкция практически исключает недостатки в виде появления нежелательных вихревых токов либо магнитных полей.

Существует два вида схем IT. В стандартном варианте проводник N отсутствует. Во второй схеме он предусмотрен, а вместе с ним применяются устройства контроля изоляции. В итоге к потребителю может приходить три или четыре (3 фазы + рабочий ноль) проводника от трансформаторной подстанции.

Система уравнивания потенциалов: что это такое простыми словами для начинающего электрика и домашнего мастера. Как обеспечить собственную безопасность в быту

Электрика

Получить фатальный удар током в современной квартире вполне реально. Причем источником опасности может быть не только бытовая электропроводка, но и любые открытые токопроводящие предметы: водопроводный кран, батарея отопления, входная металлическая дверь…

Считаю, что, обладая определенным опытом электрика, просто обязан предупредить всех своих читателей о возможности возникновения аварийной ситуации. А ведь ее можно заранее исключить, если выполнить ряд правил, изложенных в ПУЭ, которые я излагаю ниже.

Какие функции решает система уравнивания потенциалов: простыми словами

Рассмотрим типичный пример, когда на обычной кухне стоит стиральная машина и рядом находится водопроводный кран со смесителем, естественным образом подключенные к заземлению.

Когда хозяйка стирает белье, то на двигатель М и систему ее автоматики подается электрическое напряжение, а по цепочке фазы (автоматический выключатель бытовой сети – розетка – внутренняя схема стиральной машины) и нулевой провод (розетка – контактная колодка распределительного шкафа и далее через питающую трансформаторную подстанцию) протекает ток нагрузки.

Если стиралка расположена в ванной комнате, то описываемая ситуация может повториться, когда рядом расположен полотенцесушитель, коммуникации металлических труб водопровода, отопления.

Как работает защита автоматическим выключателем и УЗО в аварийной ситуации

В случае пробоя изоляции на корпус опасный потенциал фазы с него станет стекать по РЕ проводнику. Если величина нагрузки возникшего аварийного режима большая, то его должен отключить автоматический выключатель.

Однако нагрузка в сети может быть меньше уставки срабатывания автомата. Для этого случая в схему квартирного щитка имеет смысл устанавливать УЗО с уставкой отключения максимум 30 миллиампер.

Оно почувствует своим дифференциальным органом утечку, сработает и отключит питание со схемы, разорвав цепи подвода фазы и нуля.

На этом принципе построена защита от перегрузок, коротких замыканий и утечек в современных квартирах.

В каких ситуациях УЗО и автоматический выключатель не способны обеспечить электрическую безопасность

Идем дальше. Стирка белья закончена, стиралка выключена, вода слита. Даже сделаем еще большее упрощение: отключим автоматический выключатель и снимем с него провод фазы, обеспечив двойной разрыв цепи питания.

Кажется, что безопасность человека от поражения электричеством обеспечена полностью. Но это не так. Опасный потенциал может залететь извне в случае аварийного повреждения изоляции какого-либо питающего кабеля с металлической броней от трансформаторной подстанции, находящегося в земле.

Другая причина – удар энергии молнии в питающую ЛЭП, около электротехнических сооружений либо на землю вблизи дома.

В обоих случаях опасный потенциал окажется на вводной главной защитной шине (сокращенно называется ГЗШ) здания через контур заземления. Только в первом примере его величина может быть понижена, например, до 30 вольт или чуть выше.

Импульс же молнии в ЛЭП, при успешной работе разрядников на ней, в месте перехода будет снижен только до шести киловольт. Дальше должна работать защита от импульсных перенапряжений здания. К сожалению, в большинстве частных домов она полностью отсутствует.

Будем считать, что мы живем в многоэтажном доме с правильно настроенной системой УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений) вводного щита. Она успешно понизила опасный потенциал до четырех киловольт. Это предел ее возможностей – зона №1, класс 1.

И вот эти 4 тысячи вольт через ГЗШ заземления разбегутся по цепочкам рабочего ноля N и защитного PE, появятся на корпусе стиральной машины, а также всех других электрических приборов.

Следует сказать, что система УЗИП может стоять еще в квартирном щитке: зона 2, 2-й класс. Импульс снижается до 2,5 кВ. Завершающая степень защиты: 3-й класс внутри зоны 3. Встраивается в магистрали подвода электричества к потребителям. Даже он может пропустить свыше 1,5 киловольта.

Возникает вопрос: у кого сейчас выполнено подключение УЗИП всех категорий… К чему приведет такое отношение к правилам электробезопасности?

Сегодня проблема ограничения перенапряжения остается актуальной: имеется высокая вероятность появления высоковольтного импульса в жилых помещениях.

Представим, что испытает человек в момент касания металлического корпуса стиральной машины и одновременно крана смесителя. Ведь через его тело потечет опасный ток. Время его действия большое – отключить нет никакой возможности.

Величину этого тока можно рассчитать с помощью закона Ома. Для определения напряжения потребуется из величины потенциала импульса перенапряжения молнии (φ1) вычесть потенциал водопровода (φ2). Они будут сильно отличаться.

Предположим, что напряжение U= φ1-φ2=120 вольт. (Я очень занизил эту величину). Мы знаем, что сопротивление человеческого тела относительно маленькое, сильно зависит от состояния кожного покрова и множества случайных факторов. Его усредненное значение для расчетов принимают как 1 килоом.

Считаем: I=U/R=120/1000=0,120 А или 120 миллиампер.

Ток, который может вызвать фибрилляцию сердца при протекании через наш организм, ограничивают менее 30мА, что и заложено в уставку дифференциального органа УЗО.

Как видите, в данном расчете все предпосылки для фатального случая сложились: нормы нарушены. Но этого допускать нельзя. Поэтому Правила эксплуатации электроустановок (ПУЭ) своим пунктом 1.7.32. обязывают выполнить уравнивание потенциалов.

Сразу хочу предостеречь от типовой ошибки: в правилах используется однокоренное слово: выравнивание. Оно применяется совсем для других целей, описанных очередным пунктом 1.7.32.

Итак, запомнили: выравнивание потенциалов – это защитные проводники, спасающие только от напряжения шага (расположены на поверхности плоскости горизонта, когда токопроводящую сетку или полосы кладут на пол, грунт). Важно разобраться в этих терминах на уровне первого знакомства. Тогда их не путают.

В нашем же случае уравнивание потенциалов будет заключаться в подключении всех без исключения проводящих элементов проводом РЕ к ГЗШ заземления (входящие извне).

Показываю все это очередной картинкой. Только немного упростил ее, объединив водопровод и канализационный слив на рисунке, ибо веду речь про принцип. На реальном объекте каждая токопроводящая труба должна подключаться индивидуальным PE проводником по радиальной схеме.

В этой ситуации импульс перенапряжения любой величины, проникший на ГЗШ, равномерно распределится по всем токоведущим цепочкам. В рассматриваемом примере это корпус стиральной машины и водопроводный кран, магистраль слива. Имеет смысл также вспомнить про электроплиты, электронику, компьютерные блоки питания…

Потенциалы на них будут уравнены. φ1=φ2.

Разности между потенциалами нет, следовательно, напряжение равно нулю.

Важно понимать: использование системы уравнивания потенциалов (СУП) спасает человека от поражения электрическим током в тех случаях, когда автоматический выключатель, УЗО и УЗИП не способны выполнить такую задачу. Это дополнительная защита от косвенного прикосновения.

Особую роль обеспечения электробезопасности уделяйте внутри ванной, душевой кабины и на кухне.

Почему система уравнивания потенциалов разделена на две части

Принцип деления оборудования СУП на основную или базовую составляющую (ОСУП) и дополнительную (ДСУП) станет понятен после рассмотрения каждой из них в отдельности.

Как монтируется основная система уравнивания потенциалов по нормативам ПУЭ

Этому вопросу в правилах посвящен раздел, описывающий меры защиты при косвенном прикосновении к токопроводящим изделиям: то есть тем, которые способны проводить электрический ток, но используются в схеме электропитания только как дополнительные элементы конструкции.

Ими выступают металлические корпуса трансформаторов, электродвигателей, светильников… В качестве примера выше был рассмотрен кожух стиральной машины. Внутри квартиры такими проводящими конструкциями являются:

• трубы водопровода, газоснабжения, водяного отопления;
• стальные двери;
• электрические люстры;
• им подобные конструкции.

Более подробно все это перечисляет пункт 1.7.82.

Безопасность ликвидации режима аварии схемой ОСУП обеспечивает комплексно:

1. Главная защитная шина – ГЗШ;
2. Контур заземления (заземляющее устройство);
3. Проводники системы уравнивания потенциалов;
4. Нулевые защитные проводники;
5. Контактные соединения.

Что такое главная защитная шина и какие существуют правила ее монтажа– кратко

Итак, основу системы уравнивания потенциалов СУП составляет ГЗШ, на базе которой выполняются все коммутации.

Сейчас в интернете встречается много информации о том, как в домашних условиях мастера изготавливают ее различными способами, наладив производство из медных или стальных полос. На вид все выглядит красиво.

Согласно пункту 1.7.119. требуется учесть ряд ограничений к ее конструкции.

Нам важно обращать внимание на материал – применение алюминия не допускается. Объясняется это его мягкими механическими свойствами. Он легко повреждается при зажиме болтами.

Конструкция главной заземляющей шины создается для стекания токов в аварийных ситуациях через контур заземления, которые имеют огромную величину. Особую опасность представляют разряды молнии, отводящиеся в землю от системы молниезащиты. Они способны раскалывать, выжигать стволы толстых деревьев.

Поэтому устройство ГЗШ должно быть надежно выполнено. Оно рассчитывается по сложной методике, изготавливается заводом на основе этих расчетов, имеет маркировку.

Собранные в домашних условиях шины вряд ли отвечают этим требованиям: ведь даже количество отверстий под болты и их расположение влияет на общее электрическое сопротивление, что скажется в критический момент.

Технический циркуляр №6/2004 от 16 февраля 2004 года (Ассоциация «Росэлектромонтаж») содержит требования к выполнению основной системы уравнивания потенциалов на вводе в здание.

В нем следует обратить внимание на положение пункта 2: когда сечение ГЗШ достигает половины сечения PE шины, но не менее чем минимальное сечение остальных РЕ шин вводных устройств.

ГЗШ устанавливается на вводе в здание с учетом допуска и обслуживания ее:

• в помещениях с ограниченным допуском исключительно электротехнического персонала выполняется открытая установка – так проще обеспечить оперативный доступ, магистрали прокладываются открыто;
• внутри жилых домов ее помещают в металлические ящики, а допуск людей ограничивают закрытием дверок на замки со съемными ключами.

Установка ГЗШ открытым способом в обычных частных домах является нарушением действующих правил.

Крепление специальных защитных проводников к шине осуществляется резьбовым соединением без сварки. Оно необходимо для разборки и последующей сборки схемы при электрических измерениях и проверках.

Их оболочки маркируются по всей длине или по концам желто-зелеными полосами.

В месте крепления ГЗШ обязательно устанавливается знак заземления. Он же наносится на внешней стороне металлического ящика.

Какие требования предъявляются к заземляющим проводникам в сети ОСУП

Направляю ваше внимание на пункты ПУЭ 1.7.136. и 1.7.137.

Еще раз повторю нормативные требование по материалам и площади сечения, которые необходимо выдержать в обязательном порядке. Занижать сечение (характеристики и размеры) нельзя: скажется на работе в аварийном режиме.

Материал	Площадь поперечного сечения (мм кв)
Медь	6
Алюминий	16
Сталь	50

Фатальная ошибка, которую периодически допускают домашние мастера в многоэтажных зданиях

Многие электрики и домашние умельцы, понимая принцип работы основной СУП, стремятся усовершенствовать схему своей бытовой проводки. Ведь это так просто на первый взгляд: достаточно протянуть РЕ проводник ко всем проводящим частям дома или квартиры, сделать контур заземления, выполнить подключение к нему.

Однако здесь много нюансов, которые вместо безопасности создадут повышенные риски для жильцов. Чтобы их избежать необходимо строго соблюсти требования правил.

В жилом секторе до сих пор много домов, которые не имеют основную систему СУП просто потому, что их раньше так строили, а модернизацией никто не занимался. Пример – многоэтажки: хрущевки или сталинки.

Жильцы таких домов, заботясь о своей безопасности, предпринимают попытки усовершенствовать бытовую проводку. Домашнему мастеру не сложно внутри квартиры своими руками сделать разводку третьего провода и соединить его с самодельным контуром заземления. В итоге он заменил схему электропитания.

Вариантов такого ошибочного подключения много. Для монтажа специально используют коммуникации водопровода, радиатор батареи отопления, арматуру, забитые в землю внутри подвала металлические уголки, трубы, рельсы лифта, другие конструктивные элементы, даже газовая магистраль используется.

После этого мастера уверены, что все сделали правильно: для надежной работы УЗО обеспечены все условия – жильцы защищены. Ничего подобного. Следует выяснить: к чему приводит такая ошибка?

А она проявится в двух случаях:

1. Короткого замыкания внутри квартиры – от него никто не застрахован.
2. Заноса и распространения внешнего потенциала электричества.

Что происходит при коротком замыкании в квартире

Ток возникшего КЗ до отключения автоматическим выключателем разветвится по рабочему нулю и вновь созданной цепочке через самодельный контур заземления.

Из электротехники помним, что два параллельно включенных сопротивления (одно – цепочка рабочего ноля, второе – собранная цепь оборудования) уменьшают его общую величину.

При работе скажутся сопротивления:

• собранного заземляющего устройства Rзу1;
• магистрали земли Rз;
• заземляющего устройства трансформаторной подстанции Rзу2;
• внутреннего сопротивления ТП Rвн;
• сопротивления фазного провода Rф.

Ток короткого замыкания пройдет по проложенной самодельной цепочке на конструктивный элемент здания и растечется по всем подключенным квартирам.

Ситуация может случиться очень тяжелая, поскольку ни одна защита не справится.

Что происходит при заносе внешнего потенциала

Риск заключается в следующем: при заносе опасного потенциала извне (тот же случай пробоя изоляции кабеля или удар молнии) в доме с отсутствующей системой ОСУП и квартире с таким самодельным контуром заземления он моментально растечется по всем корпусам бытовых электроприборов через созданную цепочку.

На других частях системы дома будет иной потенциал. Появляется разница, или, другим словами, напряжение.

Величина этого напряжения станет причиной поражения током человека, случайно оказавшегося на его пути.

Теперь представьте, что именно произойдет, пока такой потенциал разносится по всем квартирам многоэтажного дома через открытые проводящие трубы водопровода, газопровода или что-то другое, к чему подключено соединение самодельной СУП.

Выполнять собственную систему уравнивания потенциалов в отдельной квартире опасно, если она не смонтирована на вводе в здание. Поступать так нельзя.

Что требует перечень централизованных документов

При монтаже уравнивания потенциалов в отдельном доме потребуется последовательное решение вопросов:

1. с самого начала создать или заказать проект, утвердить его в проектной организации;
2. выполнить запланированные в проекте работы;
3. оформить паспорт на заземляющее устройство (выполняет сертифицированная электролаборатория);
4. составить акт освидетельствования скрытых работ – документ, фиксирующий итоги каждого этапа монтажа, которые впоследствии будут скрыты возводимыми конструкциями, покрытиями, доработками фундамента (Приказ Ростехнадзора №470 от 9 ноября 2017 года);
5. протокол о замере сопротивления контура заземления (1 раз в 6 лет выполняется лабораториями, сертифицированными в Минэнерго);
6. протокол проверки металлической связи электрического оборудования с заземляющим устройством (нормы предусмотрены ГОСТ Р 50571,16 и ПТЭЭП).

Строгое выполнение этих требований касается всех застройщиков, включая частный сектор. Они подлежат соблюдению.

Как работает дополнительная система уравнивания потенциалов

Сразу обращаю внимание на слово «дополнительная». Оно означает, что ДСУП – только дополняет в своей работе ОСУП и ни в коем случае не может монтироваться без нее, то есть автономно.

Ее назначение – уравнять потенциалы в пределах отдельной квартиры (только внутри зданий со смонтированной ОСУП).

Вот об этом требовании почему-то часто забывают даже электрики и монтируют ДСУП (можно встретить сокращение ДУП) в сети всех ванных комнатах, парилках, банях, помещениях с повышенной влажностью. Причины, почему так поступать нельзя, изложены выше.

Пункт ПУЭ 1.7.83. указывает, что и как должно соединяться системой дополнительного уравнивания потенциалов.

Для монтажа защитных и заземляющих проводов используется промышленная коробка уравнивания потенциалов – КУП, где встроена надежная клеммная колодка. Разберем ее соединение на примере ванной.

Она объединяет защитные проводники заземления и уравнивания от всех проводящих конструкций, которые могут при косвенном прикосновении стать причиной попадания человека под действие тока.

Обратите внимание, что кроме металлических труб сюда необходимо всегда присоединять водопроводные магистрали (холодного, горячего водоснабжения), собранные из полипропиленовых труб. Внутри них находится вода с различными примесями, создающими отличную проводимость.

Поэтому на трубах с изолирующей поверхностью делается металлическая вставка, к которой подключается РЕ проводник.

В ванной сейчас популярно ставить акриловые ванны или вставки. Они способны собирать заряд постоянного статического электричества. Его тоже отводят в контур заземления через коробку КУП.

Ее монтируют на стене или в укромном месте, но с обязательной возможностью доступа для обслуживания или ремонта так, чтобы она не особо влияла на интерьер помещения.

Сечение проводов дополнительной СУП оговорено статьей 1.7.138. ПУЭ.

Для меди их описывает пункт ПУЭ 1.7.127.

При соединении РЕ проводника с металлической трубой на последней подготавливается хорошая площадка для создания плотного контакта: снимается слой краски, металл зачищается от коррозии.

Вокруг этого места устанавливаются элементы крепления: хомуты, кольцевой бандаж. В него заводится провод, фиксируется винтовым зажимом.

Надежность крепления должна исключить возможность обрыва провода, разрыва цепи.

Делаем вывод: ОСУП, смонтированная на стадии строительства здания, не может исключить все риски поражения человека электротоком. Поэтому внутри каждой квартиры ее дополняет ДСУП.

Таблица вопросов и ответов по системе уравнивания потенциалов

С разных форумов собрал отдельные вопросы и ответы, свел их в таблицу. Что фактически получилось в результате – читайте ниже.

Вопросы с форумов от пользователей	Ответы экспертов
Новостройка. Трехэтажный частный дом. Ввод выполнен кабелем ВВГнг LS5х16. Разделение PEN в щитке со счетчиком электроэнергии на столбе. На вводе первого этажа решил установить ВРУ. От него коммутационные аппараты, щиты второго и третьего этажа, сделать разводку на первом. Планирую установку контура заземления. Заземлитель хочу соединить с шиной РЕ проводника во ВРУ, сделать ее ГЗШ.	В описанном вами варианте контур заземления необходимо подключать в электрическом щитке на опоре (точка разделения PEN). Там должны быть установлены две шинки РЕ проводника и N, выполнено соединение между ними. PEN должен быть подключен к шине PE. Так выполняется повторное заземление нуля – часть ОСУП. После него объединение проводников не допускается. П.7.1.135.
Вопросы:
1. В бассейне из бортика торчат доступные к подключению элементы арматуры. Достаточно ли использовать один-два прутка из нее для заземления дома?	Подключения арматуры здания или другой строительной конструкции в одной точке, как правило, достаточно. Работа защиты от косвенного прикосновения проверяется электрическими замерами.
2. Как уравнять потенциалы в парилке и рядом расположенной душевой?	По этому вопросу надо знать какие открытые проводящие части имеются в сауне.
3. Можно ли подключать КУП к шинке РЕ щитов второго и третьего этажей или необходимо тянуть провод на ГЗШ первого этажа.	Подключение коробки уравнивания КУП к РЕ шинам в распределительных щитках допустимо.
4. Следует ли подключать к системе ДСУП устройство металлического каркаса потолка ГКЛ в комнатах?	Металлический каркас потолков должен быть подключен к системе дополнительного уравнивания потенциалов.

Остальные вопросы для удобства сделал блоком ЧаВо:

Защитные нулевые проводники подключаются совместно с проводниками уравнивания системы ДСУП к РЕ-шинке квартирного щитка. Она уже связана с ГЗШ. Таким образом следует выполнять безопасное соединение.

Так поступать нельзя. В случае отсутствия на вводе основной системы уравнивания потенциалов подключать ванну к заземлению очень опасно.

Основная система уравнивания потенциалов соединяет все, что перечислено в пункте ПУЭ 1.7.82. Сюда и входят воздуховоды. Они соединяются к ГЗШ. Система ДСУП является локальной сетью. Она используется там, где существует возможность одновременного прикосновения человека к стационарной части электрооборудования со сторонней токопроводящей частью. Например, электродвигатель, расположенный около трубы, необходимо соединять проводниками ДСУП. ДСУП включает в себя защитные нулевые проводники системы TN и заземляющие защитные проводники систем ТТ и IT (TN-C-S, TN-S), включая РЕ-проводники розеток. Сечение проводников ДСУП зависит от сечения защитных проводников. Пункты 1.7.138. и 1.7.126 ПУЭ.

Кабельные лотки являются частью электроустановки и не являются сторонней проводящей частью. Сечение соединительного провода оговаривает пункт 1.7.126. Стыки между лотками по п. 1.7.138. соединяются проводником с сечением, соответствующим меньшему из защитных, подключенных к этим частям.

Такая информация нам не ведома. Однако пунктом 7.1.88. указывается, что в зданиях с системой TN-C, где не предусмотрена ОСУП, выполнение систем местного уравнивания потенциалов запрещено.

Во всех новых домах выполняется система уравнивания потенциалов ОСУП и ДСУП. Под них разработаны документы, создан специальный проект. По их функционированию нужно обращаться к специалистам эксплуатирующей организации. В многоквартирных домах не следует самостоятельно, без согласования с ними, устанавливать местные системы уравнивания потенциалов. Это может больше навредить, чем принести пользы.

Если в сауне отсутствует возможность одновременного прикосновения к проводящим частям и каменке, то там просто нечего уравнивать.

Заземляющее устройство молниезащиты второй и третьей категории относятся к ОСУП, подключаются к ГЗШ. Пункт 1.7.82. ПУЭ.

Уточните у специалистов ЖКХ по какому проекту построено ваше здание. В случае с ОСУП разорванное соединение в ванной необходимо восстановить.

Необходимы более детальные сведения, тип системы электроснабжения. Вам лучше обратиться в местную проектную организацию.

Обучающее видео про главную защитную шину и систему уравнивания потенциалов

Много полезной информации, не вошедшей в материал этой статьи, содержится в видео ролике владельца Алекс Жук «Главная заземляющая шина, система уравнивания потенциалов». Рекомендую внимательно посмотреть, а заодно и почитать вопросы от посетителей и ответы на них автора.

Если у вас возникла необходимость что-то спросить или обсудить (тема несколько сложная), то воспользуйтесь разделом комментариев сайта.

Функциональное заземление что это?

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:

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

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.

Информационное заземление

При построении структурированных кабельных систем (СКС), сетей передачи данных и ЛВС, а также других объектов информационных технологий у многих специалистов-электриков закономерно возникают вопросы по проектированию заземления. Чтобы не было неопределённостей в этих вопросах введём базовые понятия и определения в этой сфере знаний.

В соответствии с международными и российскими нормативными документами имеются два больших класса заземлений: защитное и функциональное заземление. Также можно использовать терминологию (рабочее или информационное заземление). Исходя из этих факторов, шины заземления или проводники, маркируются как PE — защитное заземление и FE — функциональное заземление.

Воспользуемся основным нормативным документом для инженера-электрика, а именно, «Правилами устройства электроустановок» ( ПУЭ п.1.7.29 ): Защитное заземление выполняется только в целях электробезопасности. При работе с любыми электроприборами персонал должен быть надёжно защищен от токов низкой частоты и высокой амплитуды, которые представляют серьёзную угрозу здоровью и жизни каждого человека.

А вот заземление, которое мы называем информационным (функциональным), обеспечивает именно работу самой электроустановки. То есть, такое заземление выполняется не в целях электробезопасности объекта. При разработке таких систем можно исходить из положений ПУЭ п. 1.7.30.

Проектировщику надо знать, что нельзя использовать только информационное заземление, без применения защитного.

Работа функционального заземления идёт с токами высокой частоты и низкой амплитуды и задача его обеспечить электромагнитную совместимость (ЭMC) и защитить от электромагнитных помех. Токи ВЧ низкой амплитуды непосредственно не угрожают жизни человека, но могут влиять на качество связи, например в СКС.

При определении задач FE советуем руководствоваться ГОСТ Р 50571.22-2000 п. 3.14 (707.2), который как раз таки описывает как спроектировать заземление для систем обработки информации и связи.

Проектировщики, как правило, выставляют жёсткие требования, при соблюдении которых на корпусе заземляемого устройства не должно быть даже самого маленького электрического потенциала. Именно это условие и есть залог нормального функционирования оборудования связи или информационных технологий.

Как выполнить функциональное заземление на объекте?

Для этой цели необходимо использовать заземляющее устройство функционального заземления вместе с функциональными проводниками, которые служат для соединения электроприёмников с главной заземляющей шиной. При этом, согласно ГОСТ 50.571-4-44-2011 п. 444.5.1. все проводники защитного и функционального заземления должны быть соединены с этой шиной, а заземлители соответствующего назначения соединены между собой. Такие меры необходимы для исключения их влияния друг на друга, которое приводит к опасному повышению напряжения, риску повреждения оборудования и опасности поражения электрическим током.

Если следовать положениям ГОСТ Р 50571.21-2000 п. 548.3.1, то можно реализовать такое схемное решение: объединяем функциональные и защитный проводники (соответственно FE и PE) в специальный проводник (PEF-проводник). А уж затем присоединим его к ГЗШ, так называемой, главной заземляющей шине электроустановки. В TN-S системе для функционального заземления разрешается использовать PE-проводник цепи питания оборудования обработки информации.

Требования к информационному заземлению

FE-заземление обычно описывается требованиями, которые излагаются в эксплуатационной документации изготовителя изделия (паспорт, технические условия, технический регламент и пр.) или в ведомственных нормативных документах. К примеру, для продуктов и систем информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), ранее средств ВТИ, будем использовать положения нормативного документа СН 512-78 («Технические требования к зданиям и помещениям для установки средств вычислительной техники»). Опираясь на инструкции, изложенные там, приходим к выводам, что сопротивление заземления такого оборудования не должно превышать 1 Ом. А вот если мы проектируем заземление для чувствительных медицинских приборов, то это значение будет не более 2-х Ом. («Пособие по проектированию учреждений здравоохранения к СНиП 2.08.02-89»).

Здесь используется, так называемая «лучевая схема заземления», с заземлителем типа FE (низкоомным), что приводит к работе без электрических помех всего комплекса ИКТ. В отдельных случаях так же возможно использовать и модульный глубинный заземлитель.

Введём понятие электромагнитной совместимости (ЭМС) оборудования и для этого обратимся к ГОСТ Р 50397-92 (МЭК-50-161-90).
ЭМС оборудования, рассматривается в общем случае, как способность оборудования качественно работать в условиях заданной электромагнитной обстановки и не создавать недопустимых помех электромагнитной природы другим приборам и электросети.

И далее с этих позиций попытаемся выяснить причинно – следственную связь между FE – заземлением, ЭМС и безопасностью ИКТ.

Продукт или система ИКТ будет удовлетворять требованиям Европейской директивы по ЭМС EN 55022 при выполнении следующих условий:

• Электромагнитное излучение от активного оборудования в окружающую среду не превышает нормативы EN 55022
• Помехозащищенность активного оборудования не уступает нормативам EN 55024
• Информационная кабельная проводка (т.е. среда передачи сигналов) правильно смонтирована и корректно заземлена

Ещё один важный фактор – это уравнивание потенциалов между заземляющими устройствами PE и FE – типов. Именно этим моментом определяются условия электробезопасности персонала, а также и помехоустойчивость систем ИКТ. Как это реализуется на практике? Обычно электрики монтируют кольцевой соединительный проводник и соединяют его с ГЗШ.

Если же продукты ИКТ работают с напряжением питания 5-12 В постоянного тока и являются слаботочными, то здесь возможны паразитные сигналы, возникшие именно из-за разности потенциалов и их флуктуаций. Дело в том, что некоторые системы ИКТ могут воспринять такой паразитный сигнал, как информационный, вследствие этого, могут произойти сбои в сетях связи, на серверах, а также нарушения работы информационно – измерительных систем. Особенно опасна такая ситуация на объектах критической инфраструктуры.

Другим аспектом качества FE – заземления является информационная безопасность продуктов и систем ИКТ. Дело в том, что побочные электромагнитные излучения и наводки (ПЭМИН) наряду с проблемами ЭМС создают технические каналы утечки конфиденциальной информации, хорошо известные специалистам по информационной безопасности (ИБ).

Особенно актуальна эта проблема для компьютерного оборудования и систем передачи данных, задействованных в обработке информации, которая считается конфиденциальной. Но это уже другая история, относящаяся к компетенциям ФСТЭК, Роскомнадзора и ФСБ.

Независимое исполнение FE – заземления

Для высокочувствительных медицинских приборов в учреждениях здравоохранения необходимо выполнять отдельное функциональное заземление, которое не связано с защитным, а также с системами уравнивания потенциалов объекта.

При данном выполнении функционального заземления заземляющее устройство FE-заземления необходимо размещать отдельно (не менее 15 метров) от зоны влияния PE – заземлителей. Следует подчеркнуть, что такая схема представляет собой особый (нетипичный) вариант заземления и тут применимы повышенные меры электробезопасности.

Если в документации на оборудование ИКТ прямо указано на необходимость независимого информационного заземления, то в этом случае в шкафу с оборудованием, как правило, монтируют две независимые шины заземления PE и FE. Шину FE в таком случае изолируют полностью от корпуса шкафа, экраны сигнальных проводников присоединяют к ней.

На практике FE-проводник присоединяют с помощью медного кабеля (сечение от 1х25 мм 2 ), который надежно изолирован с FE-заземлителем. Причём этот заземлитель должен быть отнесён на безопасное расстояние (более 20 м) от PE-заземлителя. А вот корпус шкафа, где размещено оборудование, должен быть заземлён с помощью проводника PE на шину уравнивания потенциалов, которая соединена с ГЗШ.

Заключение

В наше время применение модульно–штыревых заземлителей глубокого залегания (до 30 м и даже более) и других технологических схем позволяет проектировать повторное защитное заземление PE на входе в здание равным по параметрам сопротивления функциональному заземлению. И в этом случае, отпадает необходимость в использовании отдельных систем заземления.

Для более подробного ознакомления с технологией и тактико–техническими характеристиками модульных систем заземления желающих отсылаем на наш интернет–ресурс.

Рабочее и защитное заземление

Заземляющими принято называть устройства, способные обеспечить надежные пути стекания аварийного тока в землю. Необходимость в этом может возникнуть по самым разным причинам, основные из которых – создать условия для нормального функционирования электроустановки или гарантировать безопасность работающих на ней людей. Эти функциональные различия следует четко усвоить. Они помогут понять, что называется рабочими заземлениями и в чем их отличие от защитных мер. В рассмотренных ранее причинных определениях в первом случае используется рабочее или функциональное заземление, а во втором – его аналог.

Рабочее заземление

Выдержка из ПУЭ-7, пункт 1.7.30. Рабочее (функциональное) заземление — заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).

В отличие от защитного заземления, используемого исключительно в целях безопасности людей, рабочее заземление предназначается для того, чтобы гарантировать нормальную работу электрических приборов и устройств.

Обратите внимание: Эта его функция должна выполняться независимо от того, в каких условиях работает электрооборудование: в нормальных штатных или в аварийных.

Реализуется функциональное заземление самым непосредственным образом – через подсоединение металлических токопроводящих частей к так называемому «заземлителю». В качестве этой разновидности ЗУ допускается использовать подключенные к заземляющей конструкции молниеотводы, защищающие предприятия и другие объекты от грозы. Эти же устройства помогают уберечь действующее оборудование от наведенных (или индуцированных) ЭДС, представляющих ничуть не меньшую угрозу для него.

В ряде случаев функциональное заземление организуется для того, чтобы создать условия для срабатывания специальных приспособлений пробивного типа (предохранителей, резисторов и подобных им).

Хорошо усвоив, что называют рабочими заземлениями, пользователь сможет понять не только их отличие от защитного, но и то, что эффективность его действия зависит от параметров конструкции ЗУ. Под ним в первую очередь понимается сопротивление цепи стекания тока в землю, величина которого согласно требованиям ПУЭ не должна превышать нормируемого значения (25-30 Ом).

Защитное заземление

Защитным заземлением называют умышленное соединение металлических нетоковедущих частей с землей или же ее аналогом с целью защиты людей от удара током.

Дополнительная информация: Функцию заземлителя в этом случае могут выполнять и естественные ЗУ, под которыми понимаются уже проложенные в земле элементы строительных конструкций и коммуникаций.

Схема сети с заземленной нейтралью и защитным заземлением потребителя электроэнергии.

С помощью искусственных и естественных заземляющих конструкций удается предотвратить поражение человека током в ситуациях, когда корпус оборудования или бытового прибора случайно оказывается под напряжением. В этом случае срабатывает принцип шунтирования аварийной цепи более низким сопротивлением, по которому опасный ток «уходит» в землю.

Согласно этому рисунку через тело прикоснувшегося к корпусу человека протекает лишь малая доля общего тока, а большая его часть «стекает» в грунт через параллельную цепь.

Чем они отличаются

Разницу между двумя этими видами сможет уловить только основательно изучивший их особенности человек. Для непрофессионала они с трудом различимы, поскольку чаще всего организуются с привлечением одних и тех же технических средств.

Отличия между рабочим заземлением и защитным заземлением проявляется не столько в технической части, сколько в том, для каких конкретных целей они организуются. В обоих случаях для обустройства ЗУ используются специальные приспособления (конструкции), способные отводить опасные токи на землю. И там и там потребуется присоединить корпуса приборов через толстую медную жилу к тому сооружению, которое выбрано для надежной защиты электрооборудования и людей.

Хорошо различимое отличие рабочего заземления от своего аналога состоит в следующем:

1. функциональное заземление делается с целью защиты оборудования и приборов, подключенных к данной электрической сети, от выхода их из строя;
2. для его реализации допускается использовать молниеотводы и распределенные системы выравнивания потенциалов, подключенные к местному заземляющему контуру;
3. оно в меньшей мере, чем защитное, обеспечивает безопасность работающего на линии персонала и простых людей.

Хороший пример такой разницы – так называемые «переносные» или временные конструкции, применяемые исключительно для защиты работающих на отключенном оборудовании специалистов. К защите электроустановок они никакого отношения не имеют (последние отключены) и даже при случайной подаче в линию стороннего напряжения представляют угрозу лишь для человека. То есть это – чисто защитная мера.

Другим характерным отличием защитного заземления является обязательное присоединение к заземлителю все металлические части корпусов оборудования, то есть каркасы, рамы, стальные ограждения и тому подобное. Функцию самого заземлителя в этом случае могут выполнять как искусственно созданные конструкции, так и уже проложенные в земле стальные элементы коммуникаций (включая различные виды металлических труб и кабельных экранов).

Важно! Исключение составляют элементы газовых и нефтяных трубопроводов.

К частям оборудования, подлежащим обязательному рабочему занулению и заземлению относятся:

• Приводы всех без исключения электрических аппаратов.
• Корпуса работающих на объекте электрических машин, а также понижающих трансформаторов, используемых для питания переносных светильников.
• Обмотки измерительных преобразователей, относящихся к разряду вторичных.
• Стальные остовы и корпуса передвижных (переносных) электрических приемников.
• Все открытые части работающего в данный момент оборудования.

Во всех этих случаях при невозможности организации заземления для снижения опасности поражения людей согласно ПУЭ используют электроприемники, рассчитанные на напряжение не более, чем 42 Вольта.

В заключение еще раз отметим, что различия двух типов заземлений в основном проявляются в их назначении и касаются технической стороны лишь не в значительной мере.

функциональное заземление

3.8.1 функциональное заземление: Проводник, который имеет электрический контакт с Землей для целей улучшения помехоустойчивости.

(functional earthing functional grounding (US)):

Заземление точки или точек системы или установки, или оборудования не в целях электробезопасности.

сопротивление относительно земли

(resistance to earth

resistance to ground (US)):

Активная составляющая полного сопротивления относительно земли.

защитный проводник уравнивания потенциалов

(protective bonding conductor

equipotential bonding conductor (deprecated)):

Защитный проводник, предназначенный для защитного уравнивания потенциалов.

система защитного уравнивания потенциалов

(protective equipotential bonding system; PEBS):

Система уравнивания потенциалов, обеспечивающая защитное уравнивание потенциалов.

3.27. функциональное заземление : Эквипотенциальное заземление, требуемое для обеспечения работоспособности электрического оборудования должным образом.

3.10 функциональное заземление (functional earthing): Заземление точки или точек в оборудовании, системе или установке для иных, чем электрическая безопасность целей.

1.2.13.9 функциональное заземление (functional earthing): Заземление какой-нибудь точки оборудования или системы по причинам, не связанным с безопасностью.

3.5 функциональное заземление (functional ground): Подключение к земле посредством клеммы в целях, отличных от электробезопасности.

1.2.13.9 функциональное заземление (functional earthing): Заземление какой-нибудь точки оборудования или системы по причинам, не связанным с безопасностью.

[МЭС 195-01-13, модифицировано]

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 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).

1.2.13.9 ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ: Заземление какой-нибудь точки оборудования или системы по соображениям, не связанным с безопасностью [МЭС 195-01-13, модифицированный].

1.2.73 функциональное заземление (functional earthing): Заземление точки в системе, установке или оборудовании, которое необходимо для правильного функционирования системы, установки или оборудования, но которое не является частью защиты от поражения электрическим током.

Смотри также родственные термины:

3.23 функциональное заземление (земля) (functional earth (ground)) МЭК 60417-5017: 2002: Контактный зажим, к которому должны быть присоединены детали, если возникнет необходимость заземления не в целях безопасности.

1. В некоторых случаях зажигающие вспомогательные устройства, смежные с лампами, присоединяют к одному из выходных контактных зажимов, но не обязательно к зажиму заземления на стороне сети.

2. В некоторых случаях может потребоваться функциональное заземление для облегчения зажигания или для электромагнитной совместимости.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое «функциональное заземление» в других словарях:

функциональное заземление — Заземление точки или точек системы, или установки, или оборудования в целях, отличных от целей электробезопасности. [ГОСТ Р МЭК 60050 195 2005] [ГОСТ Р МЭК 60050 826 2009] функциональное заземление Эквипотенциальное заземление, требуемое для… … Справочник технического переводчика

функциональное заземление — Заземление точки или точек системы, или установки, или оборудования в целях, отличных от целей электробезопасности. [ГОСТ Р МЭК 60050 195 2005] [ГОСТ Р МЭК 60050 826 2009] функциональное заземление Эквипотенциальное заземление, требуемое для… … Справочник технического переводчика

функциональное заземление (земля) — 3.23 функциональное заземление (земля) (functional earth (ground)) МЭК 60417 5017: 2002: Контактный зажим, к которому должны быть присоединены детали, если возникнет необходимость заземления не в целях безопасности. Примечания 1. В некоторых… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Рабочее (функциональное) заземление — 1.7.30. Рабочее (функциональное) заземление заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности). Источник: Приказ Минэнерго РФ от 08.07.2002 N 204… … Официальная терминология

Телекоммуникационное (функциональное) заземление — 3.38 Телекоммуникационное (функциональное) заземление : Составная часть ЗУ объекта, используемая для заземления информационного оборудования, экранов информационных кабелей, а также металлоконструкций кабельных эстакад, лотков и коробов в которых … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

заземление системы электроснабжения — (Нрк. заземление силовой сети) (power) system earthing power system grounding (US)): Функциональное заземление и защитное заземление точки или точек системы электроснабжения. 826 13 13 [195 02 29] эквипотенциальность (equipotentiality): Состояние … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

заземление системы электроснабжения — Нрк. заземление силовой сети Функциональное заземление и защитное заземление точки или точек системы электроснабжения. [ГОСТ Р МЭК 60050 826 2009] EN (power) system earthing (power) system grounding (US) functional earthing and protective… … Справочник технического переводчика

заземление — 50 заземление Преднамеренное электрическое соединение какой либо части электроустановки с заземляющим устройством 604 04 01 de Erden en to earth (equipment, an installation or a system), to ground (USA) fr mettre à la terre (un appareil, une… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Заземление — Статья не является нормативным документом. Предупреждение: статья носит чисто информативный характер и не является нормативным документом. При выполнении работ, связанных с электричеством, следует руководствоваться … Википедия

функциональное уравнивание потенциалов — Уравнивание потенциалов, не связанное с обеспечением электробезопасности. [ГОСТ Р МЭК 60050 195 2005] функциональное уравнивание потенциалов Уравнивание потенциалов, выполняемое с иной целью, чем обеспечение электрической безопасности.… … Справочник технического переводчика

Форум АСУТП

Клуб специалистов в области промышленной автоматизации

• обязательно заполнить свой профиль на русском языке кириллицей
• не писать свой вопрос в первую попавшуюся тему — вместо этого создать новую тему
• дублирование сообщений приравнивается к спаму
• за поиск и предложение пиратского ПО — бан без предупреждения
• рекламу и частные объявления мы не размещаем ни на каких условиях

Функциональное заземление FE в системе TN

Функциональное заземление FE в системе TN

Сообщение ink_asu » 30 дек 2010, 21:20

Re: Функциональное заземление FE в системе TN

Сообщение Михайло » 31 дек 2010, 04:42

Re: Функциональное заземление FE в системе TN

Сообщение ink_asu » 31 дек 2010, 07:23

Re: Функциональное заземление FE в системе TN

Сообщение VADR » 31 дек 2010, 09:19

Re: Функциональное заземление FE в системе TN

Сообщение ink_asu » 31 дек 2010, 09:52

Re: Функциональное заземление FE в системе TN

Сообщение Михайло » 31 дек 2010, 12:03

Re: Функциональное заземление FE в системе TN

Сообщение Никита » 31 дек 2010, 13:14

Re: Функциональное заземление FE в системе TN

Сообщение ink_asu » 31 дек 2010, 17:45

Re: Функциональное заземление FE в системе TN

Сообщение Никита » 31 дек 2010, 18:30

Re: Функциональное заземление FE в системе TN

Сообщение ink_asu » 06 янв 2011, 01:09

Re: Функциональное заземление FE в системе TN

Сообщение Михайло » 06 янв 2011, 06:34

Re: Функциональное заземление FE в системе TN

Сообщение ink_asu » 06 янв 2011, 10:51

ГОСТ Р 50571.21-2000. Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 548. Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации http://snipov.net/c_4709_snip_101686.html#i68822
3.15 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. Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 548. Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации http://snipov.net/c_4709_snip_101686.html#i68822
548.7.1.2 Подсоединения к проводнику заземляющей шины
К проводнику заземляющей шины можно подсоединить(то есть уже и не обязательно):
— все проводники, отвечающие требованиям пункта 413.1.2.1 ГОСТ 30331.3 / ГОСТ Р 50571.3 и пункта 542.4.1 ГОСТ Р 50571.10;
— проводящие экраны, оболочки, бронирующие покрытия телекоммуникационных кабелей или телекоммуникационного оборудования;
— проводники эквипотенциального соединения железнодорожных систем;
— заземляющие проводники для защиты устройств от перенапряжений;
— проводники заземления антенн радиосвязи;
— проводник заземления заземленной системы источника питания постоянного тока для оборудования информационных технологий;
— проводники функционального заземления;
— проводники систем молниезащиты (МЭК 1024-1) [2];
— проводники дополнительного эквипотенциального соединения в соответствии с пунктом 747.1.2 ГОСТ Р 50571.10.

Примечание — Следует помнить, что сечение заземляющего проводника, требуемое функциями информационной технологии (функционального заземляющего FE-проводника), может превышать требования защиты от поражения электрическим током (защитного заземляющего РЕ-проводника)

Re: Функциональное заземление FE в системе TN

Сообщение Никита » 06 янв 2011, 19:37

Вот эта фраза мне решительно нравится. Потенциал -аддитивная величина, следовательно потенциал относительно чего? Земли? В какой именно ее точке? Другой вопрос — а если потенциал присутствует на ГЗШ, а соответственно и на корпусах оборудования, заземленного через PE-проводник — уравниваться они будут по экранам кабелей? Или кабели в разъемы будут включаться с искрами?

Если же смотреть 548.7.1.2, то требования соединения с ГЗШ он не отменяет. Речь идет о проводнике заземления, или удлинении ГЗШ, или о том что в седьмой редакции правил называется системой уравнивания потенциалов, или по-русски о простреленной по стенам здания стальной полосе 40х4. Можно вешать на нее, можно тащить к шине.

Еще раз обращаю внимание на требование из которого вся путаница — о том, что растекание должно быть меньше 4 Ом. 4 Ома должно быть на ТП. Возможно со старых времен остался повторный 4-омный возле здания. Так вот этот 4-омный повторный и надо добить до требуемого или соорудить новый. Дальше слова Михайло о том, что проводник должен быть изолированным — в чем-то он прав. В общем нужно проводники FE-системы выполнить так, чтобы никакой сварной не мог даже случайно пустить туда свои 300 А, токи от УЗИП, конденсаторов в блоках питания и пр. стекали на ГЗШ своими собственными путями по своим PE-проводникам. т.е. исключить протекание токов по FE-проводам во всех режимах работы установки, включая аварийные. Дальше, учитывая то что на ГЗШ должен быть посажен весь доступный прикосновению металл здания, а токов по FE нет, соответственно нет и падений, можно считать что внутри здания на корпусах действительно нет потенциала относительно любой другой части здания.
Это что касается потенциалов и электробезопасности.
А вот дальше начинается область, которая для меня пока недостаточно прозрачна — оборудование связи работает на высоких частотах, и если для того чтобы уравнять 50-герцовые наводки достаточно медного провода на шесть квадрат, то что нужно здесь — сказать не могу.
Возможно, чувствительное оборудование и действительно требует отдельных заземлителей, но тогда потребуется принятие мер для обеспечения электробезопасности. Т.е. эта система заземления должна рассматриваться как находящаяся под напряжением с выполнением всех требований безопасности и полностью гальванически отделена от TN-сети и недоступна прикосновению. И боже упаси, если туда попадет металлический корпус прибора или что-то подобное. В общем скорее всего дорого и бестолково.

Какие виды систем заземления существуют и что такое защитное заземление?

Защитное заземление — это система, созданная для предупреждения воздействия электрического тока на человека, путём преднамеренного соединения с землёй корпуса и нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением. Системы заземления могут быть естественными и искусственными.

Что такое заземление и зачем оно нужно?

Заземляющие устройства представляют собой преднамеренное соединение проводниками электрического типа различных точек электросети.

Назначение заземления заключается в предотвращении воздействия электрического тока на человека. Ещё одно назначение защитного заземления — отведение напряжения с корпуса электроустановки через устройство заземления на землю.

Основная цель применения заземления — снижение уровня потенциала между точкой, которая заземляется и землёй. Тем самым понижается сила тока до наименьшего уровня и уменьшается количество поражающих факторов при соприкосновении с деталями электрических приборов и установок, в которых произошел пробой на корпус.

Что такое нейтраль?

Нейтраль — это нулевой защитный проводник, который соединяет между собой нейтрали электроустановок в трехфазных сетях электрического тока. Сфера использования — зануление электроустановок.

Понижающая подстанция, где находится трансформаторная установка, оснащена своим контуром заземления. Этот контур состоит из стальной шины и прутов, закопанных специальным образом в землю. К источникам потребления в электрощиток от подстанции проложен кабель, имеющий 4 жилы. Когда потребителю электроэнергии нужно питание от цепи трехфазного типа, то все 4 жилы должны быть подключены. Когда к жилам подключается разная нагрузка, в системе происходит смещение нейтрали, чтобы предотвратить это смещение, используется нулевой проводник. Он помогает симметрично распределить нагрузку на все фазы.

Что такое PE и PEN проводники?

PEN-проводник — это проводник, совмещающий в себе функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводника. Он идет от подстанции и разделяется на PE и N проводники, непосредственно у потребителя.

PE-проводник — это защитное заземление, которое мы используем, например, в квартире в розетке с заземлением. PE-проводник используется для заземления устройств, установок и приборов, где уровень напряжения не превышает 1 кВ.

Данный тип заземления используется только для гарантии безопасности. Такое заземление обеспечивает непрерывное соединение всех открытых и внешних деталей. Механизм обеспечивает стекание тока на землю, которое появилось вследствии попадания электрического тока на корпус какого-либо устройства.

PEN-проводник (объединение нулевого защитного и нулевого рабочего проводника) применяется при использовании системы заземления типа TN-C.

Виды систем искусственного заземления

В классификации систем заземления есть естественные и искусственные типы заземления.

Системы заземления искусственного типа:

Виды заземления — расшифровка названия:

• T — заземление;
• N — подсоединение проводника к нейтрали;
• I -изолирование;
• C — объединение опций функционального и нулевого провода защитного типа;
• S — раздельное использование проводов.

Многих людей интересует вопрос о том, что называют рабочим заземлением. По-другому его называют функциональным. Ответ на данный вопрос даёт пункт 1.7.30 ПУЭ. Это заземлерие точек токоведущих частей электрической установки. Применяется для обеспечения функционирования электрических приборов или установок, а не в защитных целях.

Также многих волнует вопрос о том, а что такое защитное заземление. Это процесс заземления устройств с целью обеспечения электробезопасности.

Системы с глухозаземленной нейтралью системы заземления TN

К таким системам относятся:

Согласно п. 1.7.3 ПУЭ TN-система — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников.

TN включает в себя такие элементы, как:

• заземлитель средней точки, которая относится к источнику питания;
• внешние проводящие части устройства;
• проводник нейтрального типа;
• совмещенные проводники.

Нейтраль источника глухо заземлена, а внешние проводники установки подключены к глухозаземленной средней точке источника при помощи проводников защитного типа.

Сделать заземляющий контур можно только в электроустановках, мощность которых не превышает 1 кВ.

Система TN-C

В данной системе нулевой защитный и нулевой рабочий проводники, объединены в один PEN проводник. Они совмещены на всем протяжении системы. Полное название — Terre-Neutre-Combine.

Среди преимуществ TN-C можно выделить только легкий монтаж системы, который не требует больших усилий и денежных затрат. Для монтажа не требуется улучшение уже установленных кабельных и воздушных линий электропередачи, у которых есть всего 4 проводящих устройства.

• возрастает вероятность получения удара током;
• возможно появление линейного напряжения на корпусе электрической установки во время обрыва электрической цепи;
• высокая вероятность потери заземляющей цепи в случае повреждения проводящего устройства;
• такая система защищает только от короткого замыкания.

Система TN-S

Особенность системы заключается в том, что электричество поставляется к потребителям через 5 проводников в трехфазной сети и через 3 проводника в однофазной сети.

Всего от сети отходит 5 проводящих источников, 3 из которых выполняют функцию силовой фазы, а оставшиеся 2 — это нейтральные проводники, подсоединенные к нулевой точке.

1. PN — нейтральный механизм, который задействован в схеме электрического оборудования.
2. PE — глухозаземленный проводник, выполняющий защитную функцию.

• легкость монтажа;
• низкая стоимость покупки и содержания системы;
• высокая степень электробезопасности;
• не требуется создание контура;
• возможность использовать систему в качестве устройства от защиты утечки тока.

Система TN-C-S

TN-C-S система предполагает разделение проводника PEN на PE и N в каком-то участке цепи. Обычно разделение происходит в щитке в доме, а до этого они совмещены.

• простое устройство защитного механизма от попадания молний;
• наличие защиты от короткого замыкания.

• слабый уровень защиты от сгорания нулевого проводника;
• возможность появления фазного напряжения;
• высокая стоимость монтажа и содержания;
• напряжение не может быть отключено автоматикой;
• отсутствует защита от тока на открытом воздухе.

Система TT

TT разработана для обеспечения высокого уровня безопасности. Устанавливается на электростанциях с низким уровнем технического состояния, например, где используются оголенные провода, электроустановки, которые расположены на открытом воздухе или закреплены на опорах.

TT монтируется по схеме четырех проводников:

• 3 фазы, подающие напряжение, смещаются под углом 120° между собой;
• 1 общий ноль выполняет совмещенные функции рабочего и защитного проводника.

• высокий уровень устойчивости к деформации провода, ведущего к потребителю;
• защита от КЗ;
• возможность использования на электроустановках высокого напряжения.

• сложное устройство защиты от молний;
• невозможность отследить фазы короткого замыкания электрической цепи.

Системы с изолированной нейтралью

В ходе передачи и распределения электрического тока на потребителей применяется трехфазная система. Это дает возможность обеспечить симметричность и равномерное распределение нагрузки по току.

Такое устройство создает режим, предусматривающий использование трансформаторной будки и генераторов. Их нейтральные точки не оснащены контуром заземления.

Изолированный тип нейтрали применяется в схеме питания при соединении вторичных обмоток трансформаторных установок по схеме треугольника и при отсутствии питания во время аварийный ситуаций. Такая сеть представляет собой замещающую цепь.

Изолированная нейтраль способствует пробиванию изоляционного покрытия при коротком замыкании и возникновению короткого замыкания на других фазах.

Система IT

Система IT с напряжением до 1000 В обеспечивает заземление через высокий уровень сопротивления и оснащена нейтралью источника питания.

Все внешние элементы электроустановки, которые выполнены из материалов, проводящих ток, заземляются. Среди преимуществ можно выделить невысокие показатели утечки тока во время однофазного КЗ электрической сети. Установка с таким механизмом может функционировать долгое время даже при аварийных ситуациях. Между потенциалами отсутствует разность.

Недостаток: защита от тока не срабатывает при замыкании на землю. Во время работы в режиме однофазного КЗ возрастает вероятность поражения током при прикосновении ко второй фазе установки.

Что такое короткое замыкание по-простому?

УЗИП — что это такое, описание и схемы подключения в частном доме

Какого цвета и как обозначаются провода ноля, фазы и земли в электрике?

Как правильно сделать контур заземления в частном доме — расчёт схемы и монтаж

Источник https://math-nttt.ru/bezopasnost/funkcionalnoe-zazemlenie-trebovaniya.html

Источник https://remontpoumu.ru/chto-takoe-sistema-uravnivanija-potencialov/

Источник https://stroy-invest52.ru/drugoe/funkcionalnoe-zazemlenie-chto-jeto.html