Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов. Выбор сечения проводников системы уравнивания потенциалов в электрических сетях зданий — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как правильно выбрать сечение проводников основной и дополнительной системы уравнивания потенциалов. Какие минимальные сечения установлены нормативными документами. Какие факторы влияют на выбор сечения проводников системы уравнивания потенциалов.

Содержание

Требования к проводникам системы уравнивания потенциалов

Система уравнивания потенциалов является важным элементом электробезопасности в зданиях и сооружениях. Ее основная задача — уменьшить разность потенциалов между открытыми проводящими частями электрооборудования и сторонними проводящими частями до безопасного уровня. Для этого используются специальные проводники, соединяющие между собой различные металлические конструкции и части оборудования.

Правильный выбор сечения проводников системы уравнивания потенциалов имеет большое значение для обеспечения ее эффективной работы. Рассмотрим основные требования нормативных документов к этим проводникам.

Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов

Согласно ПУЭ, сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки. При этом сечение проводника уравнивания потенциалов не должно превышать 25 мм² по меди или эквивалентное сечение для других материалов.

В любом случае сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее:

6 мм² — для медных проводников
16 мм² — для алюминиевых проводников
50 мм² — для стальных проводников

Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Это связано с тем, что основная система уравнивания потенциалов не предназначена для протекания больших токов.

Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов

Для дополнительной системы уравнивания потенциалов установлены следующие требования к сечению проводников:

При соединении двух открытых проводящих частей — не менее сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям.

При соединении открытой проводящей части и сторонней проводящей части — не менее половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части.

Если проводники дополнительной системы уравнивания потенциалов не входят в состав кабеля, их сечение должно соответствовать требованиям к защитным проводникам.

Факторы, влияющие на выбор сечения проводников

При выборе сечения проводников системы уравнивания потенциалов следует учитывать следующие факторы:

Величина токов, которые могут протекать по проводникам в аварийных режимах
Механическая прочность проводников
Коррозионная стойкость материала проводников
Термическая стойкость изоляции проводников
Способ прокладки и условия эксплуатации

Правильный учет этих факторов позволяет обеспечить надежную работу системы уравнивания потенциалов в течение всего срока эксплуатации электроустановки.

Особенности выбора проводников для различных типов зданий

Требования к сечению проводников системы уравнивания потенциалов могут различаться в зависимости от назначения здания:

Для жилых и общественных зданий обычно достаточно минимальных сечений, установленных ПУЭ
В промышленных зданиях с большой насыщенностью электрооборудованием может потребоваться увеличение сечений проводников
В зданиях с взрывоопасными зонами предъявляются повышенные требования к системе уравнивания потенциалов

При проектировании следует руководствоваться требованиями нормативных документов для конкретного типа объекта.

Материалы проводников системы уравнивания потенциалов

В качестве проводников системы уравнивания потенциалов могут использоваться:

Медные проводники

Алюминиевые проводники
Стальные проводники

Выбор материала проводника зависит от конкретных условий применения. Медные проводники обладают наилучшей проводимостью и коррозионной стойкостью, но имеют высокую стоимость. Алюминиевые и стальные проводники дешевле, но требуют больших сечений.

В большинстве случаев оптимальным выбором являются медные проводники. Их применение позволяет обеспечить надежную работу системы уравнивания потенциалов при минимальных сечениях.

Способы соединения проводников системы уравнивания потенциалов

Для обеспечения надежного электрического контакта проводники системы уравнивания потенциалов должны соединяться следующими способами:

Сварка
Болтовые соединения
Опрессовка
Специальные зажимы

Сварные соединения обеспечивают наилучший контакт, но не всегда возможны по условиям монтажа. Болтовые соединения должны выполняться с применением средств против самоотвинчивания. Опрессовка и специальные зажимы позволяют быстро выполнить надежное соединение.

При выборе способа соединения следует учитывать материал проводников, условия эксплуатации и возможность периодического контроля состояния контактных соединений.

Защита проводников системы уравнивания потенциалов

Проводники системы уравнивания потенциалов должны быть защищены от возможных механических повреждений и коррозии. Для этого применяются следующие меры:

Прокладка в трубах или коробах
Применение изолированных проводников
Окраска открытых проводников
Использование коррозионностойких материалов

Выбор конкретных мер защиты зависит от способа прокладки проводников и условий окружающей среды. Особое внимание следует уделять защите проводников в местах проходов через строительные конструкции и в местах соединений.

Маркировка проводников системы уравнивания потенциалов

Для удобства монтажа и эксплуатации проводники системы уравнивания потенциалов должны иметь отличительную маркировку. Согласно требованиям ПУЭ, изолированные проводники РЕ должны иметь желто-зеленую расцветку. Проводники N могут иметь голубую расцветку.

В местах подключения проводников к электрооборудованию должны устанавливаться бирки с соответствующими обозначениями. Это позволяет однозначно идентифицировать назначение каждого проводника при проведении осмотров и ремонтных работ.

Проверка системы уравнивания потенциалов

После монтажа системы уравнивания потенциалов необходимо провести ее проверку. Основными видами проверок являются:

Визуальный осмотр
Проверка целостности цепи
Измерение сопротивления между точками системы
Проверка затяжки болтовых соединений

Периодичность и объем проверок устанавливаются нормативными документами в зависимости от типа электроустановки. Результаты проверок должны фиксироваться в соответствующих протоколах.

Регулярные проверки позволяют своевременно выявить и устранить возможные нарушения в работе системы уравнивания потенциалов, обеспечив тем самым требуемый уровень электробезопасности.

Выбор сечения проводника основной системы уравнивания потенциалов

3 января 2019 k-igor

Несмотря на то, что данная тема достаточно простая, думаю все равно она будет полезная, т.к. в ней хочу рассказать про выбор проводника основной системы уравнивания потенциалов на примере своих проектов, по которым получал замечания.

Так получилось, что в последнее время практически в каждом проекте мне дают замечания по сечению проводника ОСУП. И это не значит, что я не знаю и не понимаю, как определить сечение проводника основной системы уравнивания потенциалов. У каждого случая своя история.

Сперва давайте посмотрим в нормативных документах требования по ОСУП:

ПУЭ п.1.7.137:

Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм² по меди или равноценное ему из других материалов.

Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных — 6 мм², алюминиевых — 16 мм², стальных — 50 мм².

В РБ и РФ одни и те же требования, только в РБ нужно смотреть ТКП 339-2011 п.4.3.16.2.

Чтобы определить сечение ОСУП нужно знать сечение питающего кабеля. Делим сечение питающего кабеля на 2 и получим сечение ОСУП. При этом, оно не должно превышать 25 мм² по меди и не может быть менее 6 мм².

Сечение питающей сети, медь/алюминий, мм²:	Сечение ОСУП, медь/алюминий/сталь, мм²
До 10/ до 16	6/16/50
16/25	10/16/64
25/35	16/25/100
35/50	25/35/140
Более 50 мм²/ более 70 мм²	25/35/200

А теперь закрепим эти знания на моих реальных проектах.

1 Капремонт жилого дома. Питающий кабель АВбБШв-4×70.

Это был один из первых моих капремонтов. В данном случае я применил оцинкованную полосу 4×40, хотя должен был применить полосу 4×50, т.к. 70Al=50Cu, 50/2=25 мм² по меди, что соответствует стальной полосе 25*8=200 мм².

Например, в каталоге ДКС нет полосы 4×50, только 4×40 и 4×25, на некоторых ресурсах встречается полоса 5×50. Решил применить то, что имеется у ДКС. В нормах ничего не сказано на счет того, что оцинкованную полосу можно применять меньшего сечения. Это была моя ошибка, заменил оцинкованную полосу 4×40 на стальную 4×50.

Проводники DKC

2 Капремонт жилого дома. Питающий кабель АВбБШв-4×50, расчетный ток 170А.

В этом проекте я применил стальную полосу 4×50. Дело в том, что раньше, при строительстве домов, были меньше удельные нагрузки на квартиры и при капремонте получается увеличение мощности, но в мои обязанности не входила замена питающих кабелей от ТП до дома. Разумеется, сечение питающего кабеля нужно увеличивать и оно будет не менее 95 мм². Именно из этого я исходил при выборе сечения проводника ОСУП.

Эксперт настоял на том, чтобы сечение было выбрано исходя из существующего положения, с чем я кране с ним не согласен. Полосу 4×50 пришлось заменить на полосу 4×40 (35/2=17,5*8=140).

3 Делал проект мини-котельной, которую нужно было подключить от ВРУ детского сада. До мини-котельной проложил кабель ВВГнг(А) -LS-5×4. Мини-котельная располагалась примерно в 20 м от здания детского сада.

В качестве ОСУП применил оцинкованную полосу 4×25. Получил замечание, что завышено сечение ОСУП. Полосу 4×25 применил, т.к., на мой взгляд, это самое распространенное небольшое сечение полосы. Опять давайте заглянем в каталог ДКС…

Замечание еще не снято. Согласно нормам, я должен применить полосу сечением не менее 50 мм². Формально я ничего не нарушил, я применил полосу не менее 50 мм². Ближайшая полоса 5×10. Надеюсь устроит эксперта, а монтажники смогут ее купить =) Как вариант, можно применить пруток-катанку диаметром 8 мм.

4 Выполнял привязку жилого 11-ти этажного дома. Типовой проект разработан в 2016 г другой организацией, прошел экспертизу, уже даже построено несколько домов. В данном проекте ОСУП выполнили проводом АПВ 1×50. Почему? Я изначально не мог понять, как такой проект прошел экспертизу. Я не стал менять сечение, т.к. хотел посмотреть, что на это скажет экспертиза. В итоге получил замечание. Эксперт полностью прав. Сечение будет изменено на 35 мм².

Какой проводник выбрать для ОСУП, сравним цены:

Советую почитать:

Вы можете пролистать до конца и оставить комментарий. Уведомления сейчас отключены.

Проводники системы уравнивания потенциалов. Правила устройства электроустановок в вопросах и ответах [Пособие для изучения и подготовки к проверке знаний]

Проводники системы уравнивания потенциалов. Правила устройства электроустановок в вопросах и ответах [Пособие для изучения и подготовки к проверке знаний]

ВикиЧтение

Правила устройства электроустановок в вопросах и ответах [Пособие для изучения и подготовки к проверке знаний]
Красник Валентин Викторович

Содержание

Проводники системы уравнивания потенциалов

Вопрос. Какие проводники могут быть использованы в качестве проводников системы уравнивания потенциалов?

Ответ. Могут быть использованы открытые и сторонние проводящие части, или специально проложенные проводники, или их сочетание (1.7.36).

Вопрос. Каким должно быть сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов?

Ответ. Должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм² по меди или равноценного ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных – 6 мм², алюминиевых – 16 мм², стальных – 50 мм² (1.7.137).

Вопрос. Каким должно быть сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов?

Ответ. Должно быть не менее:

при соединении двух ОПЧ – сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям;

при соединении ОПЧ и сторонней проводящей части – половины сечения защитного проводника, подключенного к ОПЧ (1. 7.138).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Заземляющие проводники

Заземляющие проводники Вопрос. Какими должны быть сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением выше 1 кВ?Ответ. Должны быть выбраны такими, чтобы при протекании по ним наибольшего тока однофазного КЗ в электроустановках с эффективно заземленной

Защитные проводники (РЕ-проводники)

Защитные проводники (РЕ-проводники) Вопрос. Какие проводники могут использоваться в качестве защитных РЕ-проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ?Ответ. Могут использоваться:специально предусмотренные проводники: жилы многожильных кабелей;изолированные или

Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники (РEN-проводники)

Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники (РEN-проводники) Вопрос. В каких цепях могут быть совмещены функции нулевого защитного (РЕ) и нулевого рабочего (N) проводников?Ответ. Могут быть совмещены в одном проводнике (РЕ-проводник) в многофазных цепях в

Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов

Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов Вопрос. Какие требования предъявляются к исполнению соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы

Системы возбуждения

Системы возбуждения Вопрос. Что называется системой возбуждения?Ответ. Называется совокупность оборудования, аппаратов и устройств, объединенных соответствующими цепями, которая обеспечивает необходимое возбуждение автоматически регулируемым постоянным током

Трубопроводные системы

Трубопроводные системы Кран на кухне вышел из строя, лопнула труба центрального отопления, на дачном участке возникла необходимость проложить водопроводную систему орошения… Ремонт и замена элементов различных действующих трубопроводных систем, а тем более

7.

8. Две системы

7.8. Две системы Мы имеем перед собой две кибернетические системы. Первая система — человеческий мозг. Ее функционирование — индивидуальное человеческое мышление. Ее задача — координация действий отдельных частей организма в целях сохранения его существования. Эта

Подструктура системы

Подструктура системы Мы будем конструировать нашего робота на основе модели радиоуправляемого автомобиля. В идеальном случае модель должна иметь систему пропорционального управления ходом и поворотами автомобиля. В нашем прототипе используется именно такая модель

8.2.1. ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

8.2.1. ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ Электроэнергетические системы (ЭЭС) современных гражданских судов и военных кораблей являются сложными комплексными системами, в которых нашли применение новейшие достижения практически во всех областях науки и техники

8.

3.1. СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

8.3.1. СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ Низковольтная магнитоэлектрическая машина, названная впоследствии «магнето низкого напряжения», была впервые применена для зажигания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в 1875 г. От магнето осуществлялось зажигание на отрыв — внутри цилиндра ДВС

8.3.2. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

8.3.2. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Тип системы электроснабжения в значительной мере зависит от наличия на подвижном объекте аккумуляторной батареи, т.е. в конечном итоге от наличия электростартерного пуска.Если электропуск отсутствует, то используется система

8.3.3. СИСТЕМЫ ПУСКА

8.3.3. СИСТЕМЫ ПУСКА В систему пуска традиционно включают аккумуляторную батарею, электростартер, аппаратуру управления пуском и устройства, облегчающие пуск ДВС. Применение аккумуляторной батареи на автомобиле в широких масштабах началось после 1911 г. с введением

ЭВМ системы связи

ЭВМ системы связи В части секундных интервалов процесса связи с Центром пилотируемых полетов NASA ведется «разговор» с одним или двумя космическими кораблями одновременно. Скоростные ЭВМ на базах связи передают команды или принимают данные о давлении в кабине, команды

22. Система с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях; системы эвтектического, перитектического и монотектического типа. Системы с полиморфизмом компонентов и эвтектоидным превращением

22. Система с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях; системы эвтектического, перитектического и монотектического типа. Системы с полиморфизмом компонентов и эвтектоидным превращением Полная взаимная растворимость в твердом состоянии возможна

5.

4 Проектирование системы

5.4 Проектирование системы Разработчик должен принимать участие в проектировании системы. Если систему разрабатывают для нескольких различных построений, то ее проект не может быть полностью определен до завершения всех построений. Разработчик должен идентифицировать

Проводники системы уравнивания потенциалов

Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

КАТЕГОРИИ:

Археология
Биология
Генетика
География
Информатика
История
Логика
Маркетинг
Математика
Менеджмент
Механика
Педагогика
Религия
Социология
Технологии
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 46Следующая ⇒

1.7.136. В качестве проводников системы уравнивания потенциалов могут быть использованы открытые и сторонние проводящие части, указанные в 1.7.121,или специально проложенные проводники, или их сочетание.

1.7.137. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм² по меди или равноценное ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных — 6 мм², алюминиевых — 16 мм², стальных — 50 мм².

1.7.138. Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее:

при соединении двух открытых проводящих частей — сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям;

при соединении открытой проводящей части и сторонней проводящей части — половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части.

Сечения проводников дополнительного уравнивания потенциалов, не входящих в состав кабеля, должны соответствовать требованиям 1.7.127.

Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов

1.7.139. Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов должны быть надежными и обеспечивать непрерывность электрической цепи. Соединения стальных проводников рекомендуется выполнять посредством сварки. Допускается в помещениях и в наружных установках без агрессивных сред соединять заземляющие и нулевые защитные проводники другими способами, обеспечивающими требования «Соединения контактные электрические. Общие технические требования» ко 2-му классу соединений.

Соединения должны быть защищены от коррозии и механических повреждений.

Для болтовых соединений должны быть предусмотрены меры против ослабления контакта.

1.7.140. Соединения должны быть доступны для осмотра и выполнения испытаний за исключением соединений, заполненных компаундом или герметизированных, а также сварных, паяных и опрессованных присоединений к нагревательным элементам в системах обогрева и их соединений, находящихся в полах, стенах, перекрытиях и в земле.

1.7.141. При применении устройств контроля непрерывности цепи заземления не допускается включать их катушки последовательно (в рассечку) с защитными проводниками.

1.7.142. Присоединения заземляющих и нулевых защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов к открытым проводящим частям должны быть выполнены при помощи болтовых соединений или сварки.

Присоединения оборудования, подвергающегося частому демонтажу или установленного на движущихся частях или частях, подверженных сотрясениям и вибрации, должны выполняться при помощи гибких проводников.

Соединения защитных проводников электропроводок и ВЛ следует выполнять теми же методами, что и соединения фазных проводников.

При использовании естественных заземлителей для заземления электроустановок и сторонних проводящих частей в качестве защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов контактные соединения следует выполнять методами, предусмотренными ГОСТ 12.1.030 «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление».

1.7.143. Места и способы присоединения заземляющих проводников к протяженным естественным заземлителям (например, к трубопроводам) должны быть выбраны такими, чтобы при разъединении заземлителей для ремонтных работ ожидаемые напряжения прикосновения и расчетные значения сопротивления заземляющего устройства не превышали безопасных значений.

Шунтирование водомеров, задвижек и т.п. следует выполнять при помощи проводника соответствующего сечения в зависимости от того, используется ли он в качестве защитного проводника системы уравнивания потенциалов, нулевого защитного проводника или защитного заземляющего проводника.

1.7.144. Присоединение каждой открытой проводящей части электроустановки к нулевому защитному или защитному заземляющему проводнику должно быть выполнено при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в защитный проводник открытых проводящих частей не допускается.

Присоединение проводящих частей к основной системе уравнивания потенциалов должно быть выполнено также при помощи отдельных ответвлений.

Присоединение проводящих частей к дополнительной системе уравнивания потенциалов может быть выполнено при помощи как отдельных ответвлений, так и присоединения к одному общему неразъемному проводнику.

1.7.145. Не допускается включать коммутационные аппараты в цепи РЕ- и PEN-проводников, за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных соединителей.

Допускается также одновременное отключение всех проводников на вводе в электроустановки индивидуальных жилых, дачных и садовых домов и аналогичных им объектов, питающихся по однофазным ответвлениям от ВЛ. При этом разделение PEN-проводника на РЕ— и N-проводники должно быть выполнено до вводного защитно-коммутационного аппарата.

1.7.146. Если защитные проводники и/или проводники уравнивания потенциалов могут быть разъединены при помощи того же штепсельного соединителя, что и соответствующие фазные проводники, розетка и вилка штепсельного соединителя должны иметь специальные защитные контакты для присоединения к ним защитных проводников или проводников уравнивания потенциалов.

Если корпус штепсельной розетки выполнен из металла, он должен быть присоединен к защитному контакту этой розетки.

Переносные электроприемники

1.7.147. К переносным электроприемникам в Правилах отнесены электроприемники, которые могут находиться в руках человека в процессе их эксплуатации (ручной электроинструмент, переносные бытовые электроприборы, переносная радиоэлектронная аппаратура и т.п.).

1.7.148. Питание переносных электроприемников переменного тока следует выполнять от сети напряжением не выше 380/220 В.

В зависимости от категории помещения по уровню опасности поражения людей электрическим током (см. гл. 1.1) для защиты при косвенном прикосновении в цепях, питающих переносные электроприемники, могут быть применены автоматическое отключение питания, защитное электрическое разделение цепей, сверхнизкое напряжение, двойная изоляция.

1.7.149. При применении автоматического отключения питания металлические корпуса переносных электроприемников, за исключением электроприемников с двойной изоляцией, должны быть присоединены к нулевому защитному проводнику в системе TN или заземлены в системе IT, для чего должен быть предусмотрен специальный защитный (РЕ) проводник, расположенный в одной оболочке с фазными проводниками (третья жила кабеля или провода — для электроприемников однофазного и постоянного тока, четвертая или пятая жила — для электроприемников трехфазного тока), присоединяемый к корпусу электроприемника и к защитному контакту вилки штепсельного соединителя. PE-проводник должен быть медным, гибким, его сечение должно быть равно сечению фазных проводников. Использование для этой цели нулевого рабочего (N) проводника, в том числе расположенного в общей оболочке с фазными проводниками, не допускается.

1.7.150. Допускается применять стационарные и отдельные переносные защитные проводники и проводники уравнивания потенциалов для переносных электроприемников испытательных лабораторий и экспериментальных установок, перемещение которых в период их работы не предусматривается. При этом стационарные проводники должны удовлетворять требованиям 1.7.121-1.7.130,а переносные проводники должны быть медными, гибкими и иметь сечение не меньше чем у фазных проводников. При прокладке таких проводников не в составе общего с фазными проводниками кабеля их сечения должны быть не менее указанных в 1.7.127.

1.7.151. Для дополнительной защиты от прямого прикосновения и при косвенном прикосновении штепсельные розетки с номинальным током не более 20 А наружной установки, а также внутренней установки, но к которым могут быть подключены переносные электроприемники, используемые вне зданий либо в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, должны быть защищены устройствами защитного отключения с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. Допускается применение ручного электроинструмента, оборудованного УЗО-вилками.

При применении защитного электрического разделения цепей в стесненных помещениях с проводящим полом, стенами и потолком, а также при наличии требований в соответствующих главах ПУЭ в других помещениях с особой опасностью, каждая розетка должна питаться от индивидуального разделительного трансформатора или от его отдельной обмотки.

При применении сверхнизкого напряжения питание переносных электроприемников напряжением до 50 В должно осуществляться от безопасного разделительного трансформатора.

1.7.152. Для присоединения переносных электроприемников к питающей сети следует применять штепсельные соединители, соответствующие требованиям 1.7.146.

В штепсельных соединителях переносных электроприемников, удлинительных проводов и кабелей проводник со стороны источника питания должен быть присоединен к розетке, а со стороны электроприемника — к вилке.

1. 7.153. УЗО защиты розеточных цепей рекомендуется размещать в распределительных (групповых, квартирных) щитках.

Допускается применять УЗО-розетки.

1.7.154. Защитные проводники переносных проводов и кабелей должны быть обозначены желто-зелеными полосами.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Читайте также:

Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-14; просмотров: 120; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia. su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь — 161.97.168.212 (0.007 с.)

Пособие по выбору сечений N, PE, PEN проводников в электрических сетях зданий. М788-1095

ТЯЖПРОМЭЛЕКТРОПРОЕКТ

имени Ф.Б.ЯКУБОВСКОГО

ПОСОБИЕ ПО ВЫБОРУ СЕЧЕНИЙ N, РЕ, PEN ПРОВОДНИКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ЗДАНИЙ

М788-1095

Технический директор

Г.А.Толасов

Начальник технического отдела

А.А.Шалыгин

Ответственный исполнитель

В.П.Хейн

1 Введение

1.1 В работе «Пособие по выбору N, РЕ и PEN проводников в электрических сетях зданий» собраны и обобщены требования по выбору нулевого рабочего N и нулевых защитных РЕ и PEN проводников, содержащиеся в различных главах ПУЭ и в стандартах:

глава 1.7ПУЭ;

раздел 6ПУЭ;

глава 7.1ПУЭ;

ГОСТ Р 50571.3-94 «Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражений электрическим током»*;

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 50571.3-2009. — Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ Р 50571.10-96 «Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Глава 54. Заземляющие устройства и защитные проводники»;

ГОСТ Р 50571.15-97 «Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Глава 52. Электропроводки»;

ГОСТ Р 51321.1-2000 «Устройства комплектные низковольтные распределения и управления. Часть 1. Устройства, испытанные полностью или частично. Общие технические требования и методы испытаний»*.

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 51321.1-2007. — Примечание изготовителя базы данных.

2 Выбор защитных проводников

2.1 Сечения защитных проводников определяются одним из двух способов:

а) сечение защитного проводника, мм, рассчитывается по формуле

, (1)

где — действующее значение тока короткого замыкания, протекающего через устройство защиты при пренебрежимо малом значении переходного сопротивления, А;

— выдержка времени отключающего устройства;

— коэффициент, значение которого зависит от материала защитного проводника, его изоляции, начальной и конечной температур. Значение для защитных проводников в различных условиях указаны в таблицах 2.1…2.4.

Таблица 2.1. Значения коэффициента для изолированных защитных проводников, не входящих в кабель, и для неизолированных проводников, касающихся оболочки кабелей

Параметр	Тип изоляции защитных проводников или кабелей
	поливинилхлорид (ПВХ)	шитый полиэтилен, этиленпропиленовая резина	бутиловая резина
Конечная температура, °С	160	250	220
Коэффициент для проводника:
— медного	143	176	166
— алюминиевого	95	116	110
— стального	52	64	60

Примечание. Начальная температура проводника принята равной 30 °С.

Таблица 2.2. Значения коэффициента для защитного проводника, входящего в многожильный кабель

Параметр	Материал изоляции
	поливинилхлорид (ПВХ)	шитый полиэтилен, этиленпропиленовая резина	бутиловая резина
Начальная температура, °С	70	90	85
Конечная температура, °С	160	250	220
Коэффициент для проводника:
— медного	115	143	134
— алюминиевого	76	94	89

Таблица 2.3. Значения коэффициента при использовании в качестве защитного проводника оболочки или брони кабеля

Параметр	Материал изоляции
	поливинилхлорид (ПВХ)	шитый полиэтилен, этиленпропиленовая резина	бутиловая резина
Начальная температура, °С	60	80	75
Конечная температура, °С	160	250	220
Коэффициент * для проводника:
— алюминиевого	81	98	93
— свинцового	22	27	26
— стального	44	54	51

________________

* Значение коэффициента для проводников, изготовленных из алюминия, свинца или стали, которые в МЭК 364-5-54-80 не указаны.

Таблица 2.4. Значения коэффициента для неизолированных проводников для условий, когда указанные температуры не создают опасности повреждения близлежащих материалов

Материал проводника	Условия	Проводники
		проложенные открыто и в специально отведенных местах	эксплуатируемые в среде
			нормальной	пожароопасной
Медь	Максимальная температура, °С	500*	200	150
		228	159	138
Алюминий	Максимальная температура, °С	300*	200	150
		125	105	91
Сталь	Максимальная температура, °С	500*	200	150
		82	58	50

________________

* Указанные температуры допускаются только при условии, что они не ухудшают качество соединений.

Примечание. Начальная температура проводника принята равной 30 °С.

Сечения защитных проводников также могут определяться при испытаниях. При этом конечная температура проводников не должна превышать данные таблиц 2.1…2.4;

б) сечения защитных проводников выбираются по таблицам 2.5, 2.6:

Таблица 2.5. Наименьшие сечения защитных проводников, входящих и не входящих в состав кабеля

N п/п	Сечение фазных проводников, мм	Наименьшее сечение защитных проводников, мм
1	16
2	1635	16
3	35

Таблица 2.6. Минимальные сечения защитных проводников в низковольтных комплектных устройствах (НКУ)

N п/п	Сечение фазных проводников, мм	Минимальное сечение соответствующего защитного проводника, мм
1	До	16		включительно
2	От	16	до	35	«	16
3	От	35	до	400	«
4	От	400	до	800	«	200
5	Св.	800

В таблицах 2.5 и 2.6 общими являются пп.1 и 2, а различия начинаются с п.3.

Расчеты по формуле (1) с учетом данных таблиц 2.1…2.4 дают в общем случае несколько завышенные значения сечений защитных проводников. Такие расчеты могут, например, использоваться для выбора защитных проводников в НКУ индивидуального изготовления, при расчете сечения защитных проводников питающих линий и распределительных сетей зданий, выполняемых по индивидуальным проектам, и в других случаях индивидуального (разового) проектирования. При разработке серийных НКУ и для типовых проектов зданий и сооружений рекомендуется определять сечение защитных проводников путем испытаний.

При выборе сечений защитных проводников по таблицам 2.5 и 2.6 получается еще более завышенное сечение. Этот способ можно использовать, когда отсутствуют исходные данные для проведения расчетов.

Полученные значения сечений округляются до ближайшего большего стандартного сечения.

2.2 Во всех случаях сопротивление поврежденной цепи, включая сопротивление защитного проводника, должно обеспечивать ток, необходимый для срабатывания защитного аппарата, а время срабатывания защитного аппарата должно быть выбрано таким образом, чтобы превышение температуры защитного проводника не было больше допустимой температуры при протекании аварийного тока.

Допустимая температура и соответствующие ей значения сечений защитных проводников могут отличаться от значений, полученных по приведенным методикам, например, для взрывоопасных установок.

Примечание. Следует обратить внимание, что при наличии уравнивающих связей между открытыми проводящими частями различного оборудования может наблюдаться явление перераспределения токов короткого замыкания.

3 РЕ проводник

3.1 Нулевой защитный проводник (РЕ) — защитный проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания.

3.2 После определения сечения РЕ проводника одним из вышеуказанных способов следует провести проверку на ограничения по минимальному сечению РЕ проводника в зависимости от способа прокладки.

Во всех случаях значение сечения медных РЕ проводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не менее:

2,5 мм — при наличии механической защиты;

4,0 мм — при отсутствии механической защиты.

Значение сечения алюминиевого РЕ проводника, не входящего в состав кабеля, должно быть не менее 16 мм независимо от наличия или отсутствия механической защиты.

Графики минимальных значений сечений РЕ проводника — рис.1.

4 N проводник

4.1 Нулевой рабочий (нейтральный) проводник (N) — проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников и соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника постоянного тока.

4.2 Защита нулевого рабочего проводника (N)

Когда сечение нулевого рабочего проводника равно сечению фазных проводников, не требуется выполнять его защиту от токов короткого замыкания.

Если сечение нулевого рабочего проводника меньше сечения фазных проводников, то должна обеспечиваться защита его от токов короткого замыкания.

При срабатывании защиты должны отключаться все фазные и нулевой рабочий проводники.

Защита от токов короткого замыкания в нулевом рабочем проводнике может не предусматриваться при симметричной нагрузке (степень асимметрии при номинальной нагрузке не более 15%), т.е. рабочий ток нулевого рабочего проводника существенно меньше его допустимого значения и защита фазных проводников одновременно обеспечивает защиту нулевого рабочего проводника.

4.3 При питании специфических однофазных нагрузок трехфазной сети, дающих третью гармонику рабочего тока, действующее значение тока по нагреву в нулевом рабочем проводнике может превысить в 1,51,7 раза значение тока в фазных проводниках. В этом случае нулевой рабочий проводник должен выбираться с учетом вышеуказанного фактора.

Источником третьей гармонической составляющей тока являются однофазные источники питания устройств связи, оргтехники и т.п., выполненные по бестрансформаторной схеме.

4.4 Сечение нулевого рабочего проводника должно быть тем же самым, что и фазных проводников:

в однофазных цепях — независимо от сечения;

в многофазных цепях — при сечении фазных проводников менее или равном 16 мм для медных и 25 мм для алюминиевых проводников.

В многофазных цепях, в которых сечение фазных проводников превышает 16 мм для медного и 25 мм для алюминиевого проводников, нулевой рабочий проводник может иметь меньшее по сравнению с фазными проводниками сечение, но не менее 50% сечения фазных проводников при одновременном выполнении следующих условий:

ожидаемый максимальный ток, включая гармоники, если они есть, в нулевом рабочем проводнике не превышает значения допустимой нагрузки по току для уменьшенного сечения нулевого рабочего проводника;

нулевой рабочий проводник защищен от сверхтоков;

сечение нулевого рабочего проводника равно, по крайней мере, 16 мм для медных и 25 мм для алюминиевых проводников.

График минимальных значений сечения N проводника — рис.2…4.

5 PEN проводник

5.1 Совмещенный нулевой рабочий и нулевой защитный проводник (PEN)

Совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводник (PEN) — проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, совмещающий функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников. В зависимости от применения он должен одновременно удовлетворять требованиям, предъявляемым к нулевым рабочим и нулевым защитным проводникам.

5.2 Для стационарно проложенных кабелей совместить функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в одном проводнике (PEN) можно при условии, что его сечение будет не менее 10 мм для медных или 16 мм для алюминиевых проводников и рассматриваемая электроустановка (часть установки) не защищена устройством защитного отключения, реагирующим на дифференциальный ток. Данное ограничение по сечению связано с использование PEN проводника как защитного.

График минимальных значений сечений PEN проводника — рис. 5 и 6.

Примечание. Ограничения по сечению PEN проводника с точки зрения его использования как N проводника могут давать и большие значения сечений, чем это требуется по условиям защиты (см. п.4.2).

6. Система уравнивания потенциалов

6.1 Существуют различные виды системы уравнивания потенциалов:

основная (главная) система уравнивания потенциалов;

дополнительная система уравнивания потенциалов;

система местного уравнивания потенциалов.

6.2 Проводники основной системы уравнивания потенциалов — это проводники, которые связывают главную заземляющую шину или РЕ шину вводного устройства с открытыми и (или) сторонними проводящими частями, подлежащими включению в систему. Подключение главных проводников системы уравнивания потенциалов должно выполняться по радиальной схеме.

Примечание. Сторонние проводящие части, принадлежащие одной системе, например прямая и обратная трубы системы отопления, рассматриваются как единое целое. В этом случае радиальная линия подключается к одной трубе, а между собой трубы соединяются перемычкой.

6.3 проводники дополнительной системы уравнивания потенциалов допускается подключать как по радиальной, так и по магистральной схеме. При магистральной схеме должна быть обеспечена непрерывность защитного проводника, в том числе при ремонте и демонтаже оборудования.

6.4 При выборе сечения проводников системы уравнивания потенциалов в первую очередь исходят из соображений обеспечения защиты от косвенного прикосновения. Смысл действия системы уравнивания потенциалов заключается в уменьшении напряжения прикосновения при неисправностях (повреждение изоляции) в электроустановках до безопасного уровня.

Эффективная работа системы уравнивания потенциалов обеспечивается при выполнении следующего условия:

, (2)

где — заданный уровень безопасного напряжения для установки:

для обычных помещений ~50 В;
для животноводческих помещений и стройплощадок ~25 В;
для особо опасных помещений ~12 В;

— уставка защитного аппарата рассматриваемой установки (части установки).

6.5 Проводники системы уравнивания потенциалов должны удовлетворять требованиям ограничения превышения температуры при коротких замыканиях — формула (1) раздела 2 «Выбор защитных проводников».

Наименьшая площадь поперечного сечения проводников основной системы уравнивания потенциалов должна быть не менее половины площади сечения РЕ проводника питающей линии, но не менее:

6 мм по меди;

16 мм по алюминию;

50 мм по стали.

При использовании системы TN-C-S (питающая линия с PEN проводником) сечения проводников основной системы уравнивания потенциалов выбираются не по фактическому значению сечения PEN проводников, а по расчетному значению PEN проводника в соответствии с разделом 2 «Выбор защитных проводников» и может оказаться меньше половины сечения PEN проводника.

При наличии нескольких вводов проводники системы уравнивания потенциалов выбираются по большему из них.

При установке главной заземляющей шины отдельно сечение проводников, соединяющих указанную шину с РЕ шиной (шинами) вводного устройства (вводных устройств), должно быть равно расчетному сечению РЕ проводника соответствующей питающей линии.

6.6 Следует иметь в виду, что при значительной разнице сечений проводников разных вводов и наличии основной системы уравнивания потенциалов могут возникнуть недопустимые перегрузки в нулевых проводниках (РЕ, PEN) питающих линий со стороны меньшего ввода из-за перетекания токов короткого замыкания потребителей основного (большего) ввода через главную заземляющую шину.

6.7 При устройстве дополнительной системы уравнивания потенциалов, когда электроприемники, охваченные этой системой, могут иметь значительный разброс по величине мощностей, при повреждении изоляции и возникновении короткого замыкания у электроприемника большей мощности может быть поврежден защитный проводник у электроприемника меньшей мощности, как в случае питания здания (установки) от двух вводов.

6.8 Практикой применения системы уравнивания потенциалов в жилых и общественных зданиях показано, что сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов больше 25 мм по меди или эквивалентное ему, если проводник изготовлен из другого металла, как правило, не требуется. Это связано с тем, что в зданиях кроме специально предназначенных для этих целей проводников уравнивания потенциалов имеется значительное количество электрически связанных сторонних и открытых проводящих частей. В то же время для зданий, имеющих мощные вводы (более 250 А) и небольшое количество коммуникаций, выполненных из проводящих материалов, указанное сечение может оказаться недостаточным. В этом случае значение сечения проводника системы уравнивания потенциалов определяется по формуле (2).

График минимальных значений сечений проводников основной системы уравнивания потенциалов — рис.7.

7 Дополнительная система уравнивания потенциалов

7.1 Минимальное сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов составляет:

2,5 мм — по меди при наличии механической защиты;

4 мм — по меди при отсутствии механической защиты;

16 мм — по алюминию при наличии или отсутствии механической защиты.

7.2 Сечение РЕ проводника, входящего в дополнительную систему уравнивания потенциалов (например, РЕ проводник, соединяющий РЕ шину квартирного щитка с дополнительной системой уравнивания потенциалов ванной комнаты) выбирается в соответствии с требованиями, предъявляемыми к проводникам основной системы уравнивания потенциалов. При этом его сечение не требуется брать больше максимального из сечений защитных проводников оборудования, находящегося в зоне действия дополнительной системы уравнивания потенциалов. Если таковое оборудование отсутствует, то сечение проводников выбирается в соответствии с разделом 3.

7.3 Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее:

при соединении открытой проводящей и сторонней проводящей части — половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части;

при соединении двух сторонних проводящих частей — сечения большего из проводников, соединяющего эти сторонние проводящие части со щитком.

Рис.1. Минимальные значения сечений РЕ проводника, входящего в состав кабеля, , мм, при 16, 1635, 35

Примечание. Сечение РЕ проводника, не входящего в состав кабеля, должно быть не менее:

2,5 мм по меди — при наличии механической защиты;

4 мм по меди — при отсутствии механической защиты;

16 мм по алюминию — во всех случаях.

Рис.2. Значения сечений проводника , мм, в однофазных цепях,

Рис.3. Минимальные значения сечений медного проводника , мм, в многофазных цепях при 16, 1635, 35

Рис.4. Минимальные значения сечений алюминиевого проводника , мм, в многофазных цепях при 25, 2550, 50

Рис.5. Минимальные значения сечений медного PEN проводника , мм, при 16, 1635, 35

Рис.6. Минимальные значения сечений алюминиевого PEN проводника , мм, при 25, 2550, 50

Рис.7. Минимальные значения сечений проводников основной системы уравнивания потенциалов при 16, 1635, 35

ПУЭ | Глава 1.7 | Заземление и защитные меры электробезопасности

Глава 1.7. ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ

1. Предисловие. Область применения. Термины и определения
2. Общие требования
3. Меры защиты от прямого прикосновения. Меры защиты от прямого и косвенного прикосновений
4. Меры защиты при косвенном прикосновении
5. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью
6. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью
7. Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью
8. Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью
9. Заземляющие устройства в районах с большим удельным сопротивлением земли
10. Заземлители
11. Заземляющие проводники
12. Главная заземляющая шина
13. Защитные проводники (PE-проводники)
14. Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники (PEN-проводники)
15. Проводники системы уравнивания потенциалов
16. Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов
17. Переносные электроприемники
18. Передвижные электроустановки
19. Электроустановки помещений для содержания животных

Совмещенные нулевые защитные

и нулевые рабочие проводники (-проводники)

1.7.131. В многофазных цепях в системе для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения не менее 10 мм по меди или 16 мм по алюминию, функции нулевого защитного () и нулевого рабочего () проводников могут быть совмещены в одном проводнике (-проводник).

1.7.132. Не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии.

1.7.133. Не допускается использование сторонних проводящих частей в качестве единственного -проводника.

Это требование не исключает использования открытых и сторонних проводящих частей в качестве дополнительного -проводника при присоединении их к системе уравнивания потенциалов.

1.7.134. Специально предусмотренные -проводники должны соответствовать требованиям 1.7.126 к сечению защитных проводников, а также требованиям гл.2.1 к нулевому рабочему проводнику.

Изоляция -проводников должна быть равноценна изоляции фазных проводников. Не требуется изолировать шину сборных шин низковольтных комплектных устройств.

1.7.135. Когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены, начиная с какой-либо точки электроустановки, не допускается объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии. В месте разделения -проводника на нулевой защитный и нулевой рабочий проводники необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. -проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или шине нулевого защитного -проводника.

Проводники системы уравнивания потенциалов

1.7.136. В качестве проводников системы уравнивания потенциалов могут быть использованы открытые и сторонние проводящие части, указанные в 1.7.121, или специально проложенные проводники, или их сочетание.

1.7.137. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм по меди или равноценное ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных — 6 мм, алюминиевых — 16 мм, стальных — 50 мм.

1.7.138. Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее:

Сечения проводников дополнительного уравнивания потенциалов, не входящих в состав кабеля, должны соответствовать требованиям 1.7.127.

Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников

и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов

1.7.139. Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов должны быть надежными и обеспечивать непрервывность электрической цепи. Соединения стальных проводников рекомендуется выполнять посредством сварки. Допускается в помещениях и в наружных установках без агрессивных сред соединять заземляющие и нулевые защитные проводники другими способами, обеспечивающими требования #M12291 1200007235ГОСТ 10434 «Соединения контактные электрические. Общие технические требования»#S ко 2-му классу соединений.

Соединения должны быть защищены от коррозии и механических повреждений.

Для болтовых соединений должны быть предусмотрены меры против ослабления контакта.

1.7.140. Соединения должны быть доступны для осмотра и выполнения испытаний за исключением соединений, заполненных компаундом или герметизированных, а также сварных, паяных и опрессованных присоединений к нагревательным элементам в системах обогрева и их соединений, находящихся в полах, стенах, перекрытиях и в земле.

1.7.141. При применении устройств контроля непрерывности цепи заземления не допускается включать их катушки последовательно (в рассечку) с защитными проводниками.

1.7.142. Присоединения заземляющих и нулевых защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов к открытым проводящим частям должны быть выполнены при помощи болтовых соединений или сварки.

При использовании естественных заземлителей для заземления электроустановок и сторонних проводящих частей в качестве защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов контактные соединения следует выполнять методами, предусмотренными #M12291 5200289ГОСТ 12.1.030 «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление»#S.

1.7.143. Места и способы присоединения заземляющих проводников к протяженным естественным заземлителям (например, к трубопроводам) должны быть выбраны такими, чтобы при разъединении заземлителей для ремонтных работ ожидаемые напряжения прикосновения и расчетные значения сопротивления заземляющего устройства не превышали безопасных значений.

Шунтирование водомеров, задвижек и т.п. следует выполнять лри помощи проводника соответствующего сечения в зависимости от того, используется ли он в качестве защитного проводника системы уравнивания потенциалов, нулевого защитного проводника или защитного заземляющего проводника.

1.7.144. Присоединение каждой открытой проводящей части электроустановки к нулевому защитному или защитному заземляющему проводнику должно быть выполнено при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в защитный проводник открытых проводящих частей не допускается.

1.7.145. Не допускается включать коммутационные аппараты в цепи — и -проводников, за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных соединителей.

Допускается также одновременное отключение всех проводников на вводе в электроустановки индивидуальных жилых, дачных и садовых домов и аналогичных им объектов, питающихся по однофазным ответвлениям от ВЛ. При этом разделение -проводника на — и -проводники должно быть выполнено до вводного защитно-коммутационного аппарата.

1.7.146. Если защитные проводники и/или проводники уравнивания потенциалов могут быть разъединены при помощи того же штепсельного соединителя, что и соответствующие фазные проводники, розетка и вилка штепсельного соединителя должны иметь специальные защитные контакты для присоединения к ним защитных проводников или проводников уравнивания потенциалов.

Если корпус штепсельной розетки выполнен из металла, oн должен быть присоединен к защитному контакту этой розетки.

Страница: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Защитное заземление. Основная и дополнительная системы уравнивания потенциалов. Сторонние проводящие части

Согласно Правилам устройства электроустановок (п. 1.7.29), которыми руководствуются в РФ, защитное заземление – заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

Рассматривая данное определение подробнее, можно сказать, что защитное заземление выполняется преднамеренно и представляет собой электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, у которых есть возможность оказаться под напряжением из-за нарушения изоляции.

Цель защитного заземления – уберечь людей и животных от поражения током.

Цель достигается путем снижения напряжения до безопасной величины (относительно земли) на металлических частях оборудования. При замыкании на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения. Следствием является снижение тока, проходящего через тело при прикосновении.

При электрическом переменном токе промышленной частоты, равным 50 герц, берут во внимание только активное сопротивление человеческого тела и соотносят его с величиной равной 1 кОм. В обычном состоянии сопротивление тела постоянному току соотносится с диапазоном от 3 до 100 кОм, но при длительном прохождении снижается до 300 Ом.

Корпус заземлен

Корпус без заземления

На рисунках указаны примерные значения, но они позволяют оценить эффективность и необходимость защитного заземления.

Величина тока короткого замыкания и сопротивление системы заземления сильно влияют на ток, проходящий через тело. Максимально допустимое значение сопротивления заземления в установках до 1 кВ:

10 Ом – при мощности генераторов + трансформаторов ≤ 100 кВА,
4 Ом – во всех остальных случаях.

Нормы рассчитаны с допустимой величиной напряжения прикосновения, которая в сетях до 1 кВ не должна превышать 40 В.

Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях:

напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью,
с напряжением 1 кВ и выше – с любым режимом нейтрали.

Обратите внимание!
Присоединение корпусов электроустановки к заземлителю или магистрали заземления необходимо выполнять только отдельным ответвлением. Категорически запрещено последовательное подключение (см. рисунки)!

Виды заземляющих устройств

Группировать заземляющие устройства можно следующим образом:

Естественные заземлители

К естественным заземляющим устройствам относятся все конструкции, постоянно находящиеся в земле:

металлические конструкции здания и фундаменты;
металлические оболочки кабелей;
обсадные трубы артезианских скважин.

Категорически запрещено использовать в качестве заземлителей:

газопроводы и трубопроводы с горючими жидкостями;
алюминиевые оболочки подземных кабелей;
трубы теплотрасс;
трубы холодного и горячего водоснабжения.

К естественному заземлителю необходимо минимум 2 подключения в разных местах.

Искусственные заземлители

Искусственное заземление является специальным подсоединением к заземляющему устройству. К искусственным заземлителям относятся:

стальные трубы определенных размеров;
полосовая сталь толщиной от 4 мм;
угловая сталь от 4 мм;
прутковая сталь определенных размеров.

Пользуются популярностью глубинные заземлители с омедненными или оцинкованными электродами. Они существенно превосходят традиционные методы по долговечности и затратам на изготовление заземлителя.

Специфические проблемы существуют для грунта в условиях вечной мерзлоты. Здесь эффективным решением могут стать системы электролитического заземления:


Состояние обычного заземлителя через несколько лет эксплуатации в вечномерзлых грунтах.	Пример схемы электролитического заземлителя

Примечания:

Достоинство контурного заземления состоит в выравнивании потенциалов в защищаемой зоне и уменьшении напряжения шага.
Выносные заземлители позволяют выбрать место с минимальным сопротивлением грунта.
Более подробную информацию о заземлителях можно найти в ГОСТ Р 50571.5.54-2013 «…Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов».

Основная система уравнивания потенциалов

Под основной системой уравнивания потенциалов понимается создание эквипотенциальной зоны в пределах электрооборудования. Цель создания – обеспечить безопасность человека и оборудования в экстренных ситуациях: срабатывание системы защиты от молний, занос потенциала, коротком замыкании.

В электрооборудовании до 1 кВ основная система уравнивания потенциалов соединяет перечисленные проводники:

нулевой защитный РЕ- или РЕN-проводник питающей линии в системе TN;
заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и TT;
заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание;
металлические конструкции здания: трубы коммуникаций, части каркаса здания и централизованных систем вентиляции и кондиционирования;
заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категории;
заземляющий проводник функционального, действующего, заземления при его наличии и отсутствии ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;
металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

По Правилам устройства электроустановок (п. 1.7.82) все указанные составляющие должны присоединяться к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов – это и является соединением с основной системой уравнивания потенциалов.

На рисунке указан специализированный искровой разрядник с малым напряжением срабатывания для систем уравнивания потенциалов.

Элемент, который не соединен с главной заземляющей шиной, является очень грубым нарушением целостности основной системы уравнивания потенциалов. Появление разности потенциалов, которое может привести к возникновению искры, – непосредственная угроза жизни человека и безопасности объекта.

Система дополнительного уравнивания потенциалов

Правила устройства электроустановок (п. 1.7.83) предписывают соединение друг с другом всех одновременно доступных прикосновению открытых проводящих частей стационарного электрооборудования и сторонних проводящих частей. К ним относятся:

доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания,
нулевые защитные проводники в системе TN,
защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, в том числе защитные проводники штепсельных розеток.

Система дополнительного уравнивания потенциалов служит для существенного улучшения электробезопасности в помещении. Формирование эквипотенциальной зоны по принципу основной системы уравнивания потенциалов происходит за счет коротких проводников защитного заземления и уравнивания потенциалов, сведенные на шину.

На рисунках выше можно заметить значительные изменения схемы электропитания. Соединение контактов заземления розеток и клемм заземления стационарных приборов на шину дополнительного уравнивания потенциалов является крайне важным! В случае отсутствия соединений корпусов приборов с шиной, система все равно сохранит свою эффективность по безопасности. Если же земли розеток и приборов не подключены к шине, электробезопасность ухудшается в разы.

Сторонняя проводящая часть

Проводник, который не является частью электроустановки, называется сторонней проводящей частью. Формальным примером служат металлическая дверная ручка или петля.

Можно ориентироваться на 2 принципа, согласно которым выбираются части для подключения на шину дополнительного уравнивания потенциалов. Задача – не делать систему чрезмерно перегруженной.

Фактическая или потенциальная возможность связи с «землей».
Возможность появления потенциала на сторонней проводящей части при аварии электрооборудования в процессе эксплуатации.

В таблице ниже приведены примеры сторонних проводящих частей, которые стоит или нет подключать к шине дополнительного уравнивания потенциалов:

Сторонняя проводящая часть	Схема	Необходимость подключения
Металлическая полка, закрепленная на стене из непроводящего материала.		Нет
Металлическая полка, закрепленная на стене из железобетона.		Да (потенциальная связь с «землей» за счет крепежа к стене)
Металлическая полка, закрепленная на стене из непроводящего материала. На полке расположен электроприбор.		Да (возможность появления потенциала при аварии прибора с классом изоляции I)
Металлическая тумбочка с резиновыми или пластиковыми колесиками на бетонном полу.		Нет
Металлическая тумбочка с резиновыми колесиками на бетонном полу. В помещении грязь и пыль в сочетании с повышенной влажностью.		Да (потенциальная связь с «землей» за счет загрязнения и повышенной влажности)

Вопросы, связанные с уравниванием потенциалов в ванных и душевых помещениях, регулируются циркуляром № 23/2009.

Один из распространенных вопросов: может ли быть сторонней проводящей частью водопроводная вода, подающаяся по пластиковым трубам? Указанный циркуляр дает такой ответ: « …Водопроводная вода нормального качества …не рассматривается как сторонняя проводящая часть». Это означает, что такая возможность существует, как минимум из-за значительного присутствия различных железистых соединений в воде. Циркуляр рекомендует использовать токопроводящие вставки на отводах от стояков водопровода, подключив их к шине дополнительного уравнивания потенциалов.

Практика выполнения дополнительной системы уравнивания потенциалов

Наиболее распространенные варианты создания шин системы дополнительного уравнивания потенциалов:

С использованием стандартных коробок уравнивания потенциалов (КУП).
Стальная шина 4х40 (4х50) с приварными болтами опоясывающая помещение.
Стальная шина, уложенная в стандартный пластиковый короб.
Использование шины заземления в РЩ (для небольших помещений).
С использованием специализированного щитка типа ЩРМ – ЩЗ (встроенный щиток с шиной 100 мм2 (Cu) со степенью защиты IP54).

Выполнение двух требований является обязательным:

возможность осмотра соединения,
возможность индивидуального отключения.

Длина проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов, соединяющих контакты штепсельных розеток, сторонние проводящие части и корпуса электрооборудования, должна быть не более 2,5 метров. Сечение от 2,5 до 4 кв.мм Сu (ПВ-1, ПВ-3). Подробнее на рис. 1.7.7 в ПУЭ п. 1.7.82.

Для электроустановки в здании с применением негорючих (ВВГнг –FRLS) кабелей использовать кабеля марки ПВ-1, ПВ-3 (проводники уравнивания потенциалов от дополнительной системы уравнивания потенциалов до ГЗШ или щитовой шины заземления) следует аккуратно. Если ПВ-1 и ПВ-3 уложить рядом с негорючими кабелями, то система (в теории) превращается в распространяющую пламя. Чаще всего контролирующие органы относятся к этому спокойно, однако иногда лучше использовать негорючие одножильные кабеля той же марки с нанесением соответствующей маркировки.

Необходимо учесть и заранее проверить: для зданий детских дошкольных учреждений, больниц, специальных домов престарелых и других учреждений применяемые пластиковые короба и линолеум должны иметь сертификат о невыделении токсичных веществ при горении.

В ГОСТ Р 50571.28 п.710.413.1.6.3 сказано: «Шина уравнивания потенциалов должны быть расположены в самом медицинском помещении или в непосредственной близости от него. В каждом распределительном шкафу или в непосредственной близости от него должны быть расположена шина системы дополнительного уравнивания потенциалов, к которой должны быть подключены проводники…».

Для учреждений здравоохранения в помещениях гр.1 и особенно в помещениях гр.2 (чистые помещения) наиболее подходящий вариант № 5, схема которого представлена на рисунке выше.

Технический директор компании ЗАО «НПФ Полигон»
Соснин Владимир Вячеславович
тел.: (812) 327 07 06
e-mail: [email protected]

Блок выравнивания потенциалов – подробный и понятный

Наши квартиры и дома, производственные помещения и офисы, где мы работаем, наполнены металлическими корпусами и конструкциями, при одновременном прикосновении к которым человек может попасть в зону разности потенциалов. Чтобы этого не произошло, необходимо уравнять потенциалы. Как это сделать на практике? Подключить все токоведущие элементы в здании. Такая система уравнивания потенциалов (СУП) создает безопасную среду для человека. Одним из элементов системы управления является коробка уравнивания потенциалов (КУП).

Об этих ГП и КУП мы поговорим подробнее, но сначала рассмотрим на практических примерах, что такое разность потенциалов в обычных квартирах и откуда она берется.

Содержание

Причины
Опасность
Виды
- Базовая балансировка
- Дополнительная балансировка
Монтаж исполнение
2 Требования
2
Причины
Все мы изучали физику и помним, что сам по себе потенциал абсолютно не опасен. Следует опасаться разности потенциалов.
В квартирах разность потенциалов между трубами и бытовыми электроприборами может возникнуть из-за следующих обстоятельств:
1. Повреждена изоляция провода и происходит утечка тока.
2. В системе заземления возникли блуждающие токи.
3. Схема подключения электрооборудования неверна.
4. Появление статического электричества.
5. Электрические устройства неисправны.
Опасность
Помнишь со школы? Любой металлический предмет проводит электрический ток. В наших домах подобные предметы есть повсюду. Это трубы системы центрального отопления, холодного и горячего водоснабжения; батареи и полотенцесушитель; вентиляционный короб и слив; металлический корпус любого электроприбора.
В общестроительных коммуникациях соединяют металлические трубы. Давайте рассмотрим простой пример. У нас есть ванная комната с радиатором и душем рядом с ним. Если вдруг между этими двумя элементами возникнет разность потенциалов, и человек одновременно коснется и батареи, и душевой кабинки, это будет крайне опасно с точки зрения поражения электрическим током. В этом случае тело человека будет играть роль перемычки, по которой будет протекать электрический ток. Путь его протекания мы знаем из законов физики — от потенциала с большим значением к меньшему.
Еще один типичный пример – возникновение разных потенциалов на водопроводных и канализационных трубах. При появлении утечки тока на водопроводе есть вероятность травмирования человека во время купания в ванной. Это произойдет, если человек стоит в ванной с водой, при этом открывая слив и касаясь рукой водопроводного крана. Чтобы избежать таких проблем, необходимо выравнивание потенциалов.
Ситуация при наличии напряжения на трубах в жилом доме показана в этом видео:

Виды
Для выравнивания потенциалов существует две системы, о каждой из них расскажем подробнее.
Базовая коррекция
Основная система уравнивания потенциалов считается основной, сокращенно она называется ОСУП. По сути, эта система представляет собой контур, объединяющий несколько элементов:
- самая главная — главная заземляющая шина (ГЗШ), именно на нее подключаются все остальные элементы;
- вся металлическая арматура многоэтажного жилого дома;
- молниезащита здания;
- система отопления;
- детали и элементы лифтового хозяйства;
- воздуховоды вентиляционные;
- для водоснабжения и водоотведения.
В каждом здании имеется вводное распределительное устройство (ВРУ), в котором установлена главная заземляющая шина (ГЗШ). Он соединяется с контуром заземления с помощью стальной полосы.
Раньше можно было не волноваться, все металлические элементы были объединены, и не было предпосылок к разным потенциалам. Если на трубе появлялся какой-либо потенциал, то по пути наименьшего сопротивления она спокойно уходила в землю (ведь мы помним, что металл — отличный проводник).
Сейчас ситуация изменилась, многие жильцы при проведении ремонтных работ в квартирах меняют металлические водопроводные трубы на полипропиленовые или пластиковые. За счет этого общая цепочка разрывается, батареи и полотенцесушители остаются незащищенными, т.к. пластик не токопроводящий и не подключен к шине заземления. Представьте, что у вас остались металлические трубы, а сосед снизу поменял все на пластиковые. Когда на ваших трубах появляется потенциал, деваться ему некуда, путь к земле прерывают пластиковые трубы вашего соседа. Таким образом, возникает разность потенциалов.
Небольшая проблема в основной системе. В многоэтажных домах пути сообщения очень длинные, за счет этого увеличивается сопротивление проводящего элемента. Будет заметна разница в величине потенциала на трубах первого и последнего этажей, а это уже опасность. Поэтому создается дополнительная система уравнивания потенциалов, она монтируется на каждую квартиру индивидуально.
Дополнительная эквализация
В ванных комнатах монтируется дополнительная система уравнивания потенциалов (сокращенное наименование СДПП), объединяющая в себе следующие элементы:
- металлический корпус душевой кабины или ванной;
- вентиляционная система, когда ее выход в санузел выполнен с металлическим коробом;
- полотенцесушитель;
- канализация;
- для водопровода, отопления и газоснабжения.
И здесь вам понадобится коробка уравнивания потенциалов. К каждому из вышеперечисленных объектов подключается отдельный провод (одножильный, материал исполнения — медь), другой его конец выводится и подключается к КУП.
Монтажное исполнение
КУП отличается в зависимости от того, как конструктивно выполнено здание и куда будет монтироваться сам короб:
- в сплошную стену;
- в полую стену;
- на поверхность стены (открытый способ монтажа).
Представляет собой корпус из пластика, внутри которого находится основной элемент — шина заземления. Он изготовлен из меди и имеет сечение не менее 10 мм ² .
Медные провода от объектов водопровода, отопления и газоснабжения подключаются к этой шине через имеющиеся на ней разъемы; от электроприборов, находящихся в помещении, а также от розеток и осветительных приборов, установленных в санузле.
Провода соединяются с перечисленными элементами с помощью болтовых соединений или хомутов. Иногда используются специальные контактные наконечники, в этом случае металлическое соединение защищаемого элемента с проводом будет особенно прочным. Для работы системы уравнивания потенциалов в опасных ситуациях необходим надежный контакт. Поэтому место на трубах, где будет установлен хомут, необходимо зачистить до металлического блеска.
Внутренняя шина соединяется отдельным медным проводом, называемым защитным РЕ-проводником, с вводной панелью корпуса, а через него подключается непосредственно к ГЗШ. Сечение РЕ-проводника должно быть не менее 6 мм ²… Важное условие, если вы решили прокладывать этот провод в полу, он не должен пересекаться с другими кабелями.
Такая коробка является как бы промежуточным звеном между всеми элементами заземления и вводным щитком. Очень удобно, что от каждого элемента достаточно протянуть проводку только до КУП, а не до общеквартирного щита.
При выполнении разводки пластиковыми трубами к ПМК подключаются провода от водопроводных кранов и смесителей.
Перед установкой СЭМ необходимо выяснить, как выполняется заземление в доме. Если по системе TN-C (когда в одном проводе объединены защитный РЕ-проводник и рабочий ноль N), уравнивание выполнить нельзя. Это будет представлять угрозу для других соседей, если у них нет такой системы.
Требования
При установке КУП необходимо придерживаться некоторых требований и правил:
1. Требуется установка в ванных и туалетах. Во-первых, в этих помещениях много металлических корпусов и поверхностей. Во-вторых, здесь много электроприборов. В-третьих, в этих помещениях всегда повышенная влажность.
2. Коробка устанавливается в месте прохождения сантехнических стояков.
3. Необходимо обязательно подключить все электрооборудование, к которому имеется открытый доступ (это, в первую очередь, корпуса водогрейных котлов, стиральных машин), а также сторонние токопроводящие элементы.
4. Доступ к PMC должен быть свободным.
5. Запрещается установка КУП при устройстве заземления в доме без заземлителя (методом заземления).
6. Запрещено подключение DSPC шлейфом.
7. ДПКВ по всей длине, начиная от ПМК в санузле и до самой вводной панели, не должны разрываться. В этой цепи запрещается монтировать какие-либо коммутационные устройства.
Напоследок хотелось бы сказать, не путайте понятия уравнивание и уравнивание разных потенциалов. Уравнять означает электрически соединить проводящие элементы, чтобы сделать их потенциалы равными. А уравнять — это уменьшить разность потенциалов на полу или поверхности земли (шаговое напряжение).
Если у вас недостаточно опыта работы с электричеством, то не беритесь за такую работу самостоятельно, доверьте ее профессионалам. Помимо прочего, по окончании монтажных работ специалист также должен измерить сопротивление заземления и проверить наличие замыкания между заземляющими элементами.
Что такое заземление и соединение для телекоммуникационных систем? – Fosco Connect
>> Зачем нам нужно заземление и соединение для телекоммуникационных систем?
В связи с растущим спросом на установку компьютерных сетей телекоммуникационное заземление и соединение стали растущими возможностями для подрядчиков по электротехнике. Хотя применяются аналогичные принципы заземления, понимание телекоммуникационной терминологии и специальных соображений было проблемой.
Как и в случае традиционного электрического заземления, телекоммуникационные сети и оборудование должны быть заземлены на электрическую сеть. Однако простого заземления на конструкционную сталь недостаточно при работе с телекоммуникационными системами. Чувствительность электронного оборудования требует, чтобы телекоммуникационные кабели и мощность были эффективно уравновешены для предотвращения петель или переходных процессов, которые могут повредить оборудование. Это означает разработку полной системы заземления и соединения, выходящей за рамки базовой методологии «зеленого провода».

>> Что такое заземление?
Статья 100 NEC определяет заземление как:
«Проводящее соединение, преднамеренное или непреднамеренное, между электрическими цепями или оборудованием и землей или каким-либо проводящим телом, которое служит вместо земли».
Электрические системы и кабельные системы связи, которые должны быть заземлены, должны быть заземлены. Механизм заземления должен обеспечивать надежное средство для безопасного отвода на землю напряжений, вызванных молнией, перенапряжениями в сети или непреднамеренным контактом с высоковольтными линиями или оборудованием.

>> Что такое соединение?
Статья NEC 100 и 250-70 определяет соединение как:
«Неразъемное соединение металлических проводящих частей оборудования и корпусов проводников для обеспечения электропроводящего пути между ними, который обеспечит электрическую непрерывность и имеет достаточную способность для безопасного проведения любого постороннего тока, который может быть наложен на землю».
Склеивание необходимо, поскольку электропроводящие материалы, такие как конструкционная сталь, металлические кабельные лотки и металлические опорные конструкции, могут оказаться под напряжением в случае контакта с: молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями высокого напряжения.
Практика создания эффективного соединения заключается в создании надежного пути для таких токов короткого замыкания к заземлению электрической системы. Эффективные методы соединения помогают уравнять потенциалы, вызванные неисправностями молний и электрических систем, которые в противном случае могли бы повредить оборудование и причинить вред людям.
NEC требует, чтобы металлические кабельные каналы, кабельные лотки, стойки, кожухи или металлическая броня кабелей были надежно соединены, чтобы обеспечить способность отводить любой ток короткого замыкания на землю.
Статья 250-96 NEC гласит:
«Металлические кабельные каналы, кабельные лотки, кабельная броня, кабельная оболочка, кожухи, рамы, арматура и другие металлические нетоконесущие детали, которые могут служить заземляющими проводниками, с использованием или без использования дополнительных заземляющих проводников оборудования, должны быть надежно соединены. там, где это необходимо, чтобы обеспечить электрическую непрерывность и способность безопасно проводить любые токи короткого замыкания, которые могут быть наложены на них. Любая непроводящая краска, эмаль или аналогичное покрытие должны быть удалены с резьбы, точек контакта и контактных поверхностей или соединены с помощью фитингов, конструкция которых исключает необходимость такого удаления».
>> Воздействие электрического тока
Кабели связи подвержены воздействию электрического тока. Статья 800-2 NEC определяет кабель связи как «открытый», когда
«Кабель или цепь находятся в таком положении, что в случае выхода из строя опор или изоляции может произойти контакт с другим кабелем или цепью».
Все кабели связи считаются подверженными воздействию электрического тока из-за того, где эти кабели проложены в здании или в конфигурации кампуса. Кабели связи прокладываются в непосредственной близости от электрических проводов на стенах и потолках.
Степень воздействия также определяется местом установки кабеля. Воздействие может быть определено в следующих двух областях:
- Воздействие снаружи здания
- Воздействие внутри здания
1. Воздействие вне здания
Все медные кабели связи или любые диэлектрические кабели, имеющие проводящий элемент, являются проводниками электрической энергии. Когда эти типы кабелей прокладываются между зданиями, они подвергаются электрическому воздействию молнии. Эти кабели могут нести удар молнии по кабелю и в любые кабели, которые подключены к этим кабелям.
2. Воздействие внутри здания
Кабели связи подвергаются опасности поражения электрическим током внутри здания. Медные кабели связи прокладываются в непосредственной близости от силовых проводов. Это возможность случайного прикосновения к силовым проводникам, что может привести к возникновению аварийного отключения питания.

>> Стандарт заземления и соединения телекоммуникаций — ANSI/TIA/EIA-607
Стандарт ANSI/EIA/TIA-607 — это требования к заземлению и соединению коммерческих зданий для телекоммуникаций.
Основной целью настоящего стандарта является предоставление руководства по вопросам соединения и заземления при построении телекоммуникационной инфраструктуры.
Стандарт ANSI/EIA/TIA-607 определяет телекоммуникационную систему заземления и соединения, а также соединения с системой электрического заземления здания. Рекомендации, содержащиеся в этом стандарте, не заменяют требования к соединению и заземлению национальных и местных электротехнических норм.
Ключевые термины:
Склеивание означает неразъемное соединение металлических частей с целью формирования электропроводящего пути для обеспечения электрической непрерывности и способности безопасно проводить любой ток, который может быть введен.
Соединительный проводник для телекоммуникаций — проводник, используемый для соединения соединительной инфраструктуры телекоммуникаций с заземлением сервисного оборудования (силового) здания.
Эффективно заземленный относится к преднамеренному соединению с землей через заземление с достаточно низким импедансом. Он должен иметь достаточную пропускную способность по току, чтобы предотвратить нарастание напряжения, которое потенциально может привести к ненужной опасности для подключенного оборудования или людей.
Заземление представляет собой преднамеренное или случайное токопроводящее соединение между электрической цепью или оборудованием и землей или токопроводящим телом, служащим вместо земли.
Проводник заземляющего электрода — это проводник, используемый для подключения заземляющего электрода к:
- Провод заземления оборудования
- Заземляющий провод цепи на сервисном оборудовании
- Источник отдельной системы.
>> Компоненты системы заземления телекоммуникаций
Система заземления и соединения телекоммуникаций начинается с физического подключения к системе заземляющих электродов здания и распространяется на каждую телекоммуникационную комнату (TR) в здании (см. следующий рисунок).
Как правило, телекоммуникационная система заземления, определяемая стандартами ANSI/TIA/TIA-607, содержит следующие компоненты:
- Телекоммуникационный проводник
- Главная шина заземления телекоммуникаций ( TMGB )
- Телекоммуникационная соединительная магистраль ( TBB )
- Шина заземления телекоммуникационная ( TGB )
- Соединительный соединительный проводник для телекоммуникационной магистрали ( TBBIBC )
Система начинается у входа в систему электроснабжения, проходит к TMGB и продолжается до каждого TGB, расположенного в отдельных телекоммуникационных шкафах на каждом этаже здания, и, наконец, возвращается к исходному TMGB.
1. Телекоммуникационный ввод (ТВП)
Телекоммуникационный ввод (ТВП) включает в себя ввод в службу связи, а также пространство примыкания междомовых и внутридомовых магистральных сооружений. Антенные входы, связанные с телекоммуникациями, и электронное оборудование могут располагаться в ТЭП.
2. Соединительный проводник для телекоммуникаций
Стандарт ANSI/EIA/TIA-607 требует, чтобы все соединительные проводники для связи были перечислены для предполагаемой цели и одобрены признанной на национальном уровне испытательной лабораторией, такой как UL или ETL.
Соединительные провода всегда должны быть изолированными. Стандарт также требует, чтобы соединительные проводники были изготовлены из металлической меди. Другие типы металлов не поддерживаются для использования в качестве соединительного провода стандартом ANSI/EIA/TIA-607. Кроме того, минимальный размер всех соединительных проводников должен быть не меньше провода №6 AWG.
Стандарт ANSI/EIA-TIA-607 запрещает размещение соединительных проводников в металлическом кабелепроводе из железа. Этот стандарт требует, чтобы, если заземляющий проводник должен быть помещен в железный кабелепровод длиной более 1 м (3 фута), то заземляющий проводник должен быть закреплен на каждом конце кабелепровода. Провода, используемые для соединения соединительного проводника, должны быть как минимум № 6 AWG.
3. Главная шина заземления телекоммуникаций (TMGB)
TMGB является специальным расширением системы заземляющих электродов здания для телекоммуникационной инфраструктуры. Поскольку это центральная точка крепления TBB и оборудования, TMGB должен обеспечивать легкий доступ для персонала связи.
TMGB представляет собой предварительно просверленную медную шину со стандартными размерами болтовых отверстий NEMA и расстоянием между ними для конкретного соединения с наконечником, которое будет использоваться. Он должен быть достаточно большим, чтобы удовлетворить сегодняшние приложения и приспособиться к будущему росту. Требуется минимальная толщина 6 мм и ширина 100 мм. Доступно множество разновидностей заземляющих стержней, некоторые из них поставляются в виде комплекта и могут быть настроены в соответствии с конкретными требованиями применения. Предварительно сваренные пигтейлы Cadweld доступны с проводниками различных размеров и длин, изолированными или неизолированными, готовыми к подключению к заземлению здания.
Для пониженного сопротивления предпочтительнее гальваническое лужение. Однако, если они не покрыты, сопрягаемые поверхности должны быть полностью очищены. Там, где телекоммуникационные щиты расположены с TMGB, они должны иметь шину заземления оборудования переменного тока (или металлический корпус), соединенную с TMGB/TGB. При размещении TMGB как можно ближе к щитам следует соблюдать все соответствующие зазоры.
Соединения с TMGB или проушинами должны быть экзотермическими сварными швами. Экзотермические сварные швы обеспечивают соединение, которое помогает обеспечить долгосрочную целостность системы заземления.
4. Телекоммуникационная соединительная магистраль (TBB)
TBB — это проводник, который соединяет все TGB с TMGB. Он уменьшает или выравнивает потенциальные различия между телекоммуникационными системами, к которым он подключен. TBB не должен быть единственным проводником, обеспечивающим обратный путь тока замыкания на землю.
Начиная с TMGB, TBB проходит через все здание через телекоммуникационные магистрали. Он соединяет TGB в каждом телекоммуникационном шкафу и аппаратной в здании. Может потребоваться несколько TBB, в зависимости от размера конструкции и количества TGB в здании. Водопроводные трубы или металлический экран кабеля не должны использоваться в качестве соединительной магистрали телекоммуникаций.
Каждый TBB должен быть изолированным медным проводником, сечением не менее 6 AWG и, возможно, до 750 kc mil, часто используемым телефонными и коммуникационными компаниями. В многоэтажном здании, где используется более одного БТВ, БТВ должны быть соединены вместе с помощью соединительного проводника ТБВ (ТВВБС), расположенного на верхнем этаже и, по крайней мере, на каждом третьем этаже.
5. Телекоммуникационная шина заземления (TGB)
TGB представляет собой предварительно просверленную медную шину со стандартными размерами отверстий под болты NEMA и централизованно подключенными системами и оборудованием, обслуживаемыми телекоммуникационным шкафом. Он должен быть толщиной не менее 6 мм и шириной 50 мм. Так же, как и ТГБ, ТГБ перед подключением проводников к сборной шине следует подвергнуть гальванопокрытию или очистке. Соединительный проводник между TBB и TGB должен быть непрерывным и проходить по максимально прямому пути.
Часто TGB устанавливается сбоку от щита. Когда конструкционная сталь здания эффективно заземлена, каждый TGB должен быть соединен со сталью в том же помещении с помощью проводника № 6 AWG. Всегда используйте кратчайшее возможное расстояние в системе заземления.
7. Соединительный проводник телекоммуникационной магистрали (TBBIBC)
Стандарт ANSI/EIA/TIA-607 требует, чтобы при вертикальной установке двух или более TBB на магистральном пути внутри здания эти TBB должны быть соединены вместе . Для этой функции используется соединительный соединительный проводник телекоммуникационной магистрали (TBBIBC) (см. рисунок выше).
Стандарт ANSI/EIA/TIA-607 требует, чтобы TBBIBC устанавливался на верхнем этаже и как минимум на каждом третьем этаже. Минимальный размер TBBIBC должен быть не меньше размера проводника TBB.
TBBIBC также может использоваться для соединения двух или более TGB, установленных в одном и том же TR. TBBIBC также используется для соединения TGB, установленных в разных TR, находящихся на одном этаже здания. Это соединение будет соответствовать тем же требованиям, что и соединение нескольких TBB на верхнем этаже и как минимум на каждом третьем этаже.

>> Сводка
Телекоммуникационное заземление и соединение — это дополнительное заземление и соединение, установленное специально для телекоммуникаций. Это не заменяет заземление и соединение, указанные в Национальном электротехническом кодексе (NEC), но обычно является дополнительным для улучшения характеристик телекоммуникационной системы.
NEC представляет собой исчерпывающий набор кодов, относящихся как к электрическим, так и к коммуникационным кабелям. Кабели связи рассматриваются в главе 8 NEC и озаглавлены «Системы связи». Статья 800 касается установки кабелей связи для телефонных систем, телеграфных систем, систем охранной сигнализации и других систем центральных станций.
Лопасти ветряных турбин и системы выравнивания потенциалов
ЛОПАСТИ ВЕТРИЧЕСКИХ ТУРБИН И СИСТЕМЫ ВЫРАВНИВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к области лопастей ветряных турбин, а более конкретно, к лопастям ветряных турбин, содержащих систему молниезащиты. Настоящее раскрытие относится к лопастям ветряных турбин и системам выравнивания потенциалов.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Лопасть ветряной турбины обычно представляет собой несущую конструкцию. Несущая конструкция обычно изготавливается с использованием волокнистого армирующего материала. Волокнистый армирующий материал часто укладывают друг на друга, образуя множество уложенных друг на друга волокнистых слоев. Сегодня волокнистые слои в основном выбирают из стеклянных волокон, углеродных волокон или гибридных материалов.
В лопастях из углеродного волокна необходимо уравнять потенциал углеродных волокон с системой молниезащиты. В противном случае могут накапливаться статические заряды или ток молнии от удара молнии может непреднамеренно проникнуть в углеродные волокна несущей конструкции.
Медная сетка может располагаться поперек секций или по всей несущей конструкции. Сетка соединяет ламинат, содержащий углерод, с заземлением системы молниезащиты. Однако испытания с высоким током показали, что локальные повреждения возникают в местах на границе раздела сетки и углеродного ламината несущей конструкции. Эти повреждения могут вызвать расслоение в несущей конструкции в некоторых местах и, таким образом, привести к серьезному усталостному повреждению и выходу из строя лопасти. 9В WO 2007/062659 0003
раскрыта лопасть ветряной турбины с системой молниезащиты с внутренним молниеотводом и молниеприемником, расположенным на конце лопасти. В EP 11112448 описана ветряная турбина с лопастями несущей конструкции, армированной углеродным волокном, потенциал которой выровнен с внутренним токоотводом системы молниезащиты.
EP 1664528 также раскрывает лопасть ветряной турбины и несущую конструкцию, армированную углеродным волокном. Лопасть ветрогенератора снабжена системой молниезащиты с внутренним молниеотводом. Углеродные волокна уравниваются потенциалом с внутренним молниеотводом. Медная сетка может использоваться для обеспечения большой поверхности контакта с углеродными волокнами.
Необходимо найти решение, позволяющее свести к минимуму или предотвратить такие расслоения и отказы лопастей ветряных турбин.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего раскрытия является создание лопасти ветряной турбины и системы выравнивания потенциалов, которые преодолевают или улучшают по меньшей мере один из недостатков известного уровня техники или которые обеспечивают полезную альтернативу. Настоящее изобретение относится к лопасти ветровой турбины, содержащей несущую конструкцию, корпус оболочки и систему молниезащиты. Лопасть ветряной турбины проходит в продольном направлении между корневым концом и верхним концом. Несущая конструкция выполнена из полимерного материала, армированного волокном, и содержит множество уложенных друг на друга слоев волокна. Сложенные слои волокон содержат электропроводящие волокна, такие как углеродные волокна. Система молниезащиты содержит молниеприемник, расположенный в свободном доступе в корпусе или на нем. Система молниезащиты содержит молниеотвод, который электрически соединен с приемником молнии и дополнительно выполнен с возможностью электрического соединения с заземлением. Лопасть ветряной турбины дополнительно содержит систему выравнивания потенциалов, которая обеспечивает соединение с выравниванием потенциалов между рядом электропроводящих волокон несущей конструкции и системой молниезащиты. Система уравнивания потенциалов содержит рассеивающий элемент из электропроводящего материала. Рассеивающий элемент содержит, по меньшей мере, один поперечный соединитель, который расположен так, чтобы проходить поперек толщины уложенных друг на друга волоконных слоев, и выполнен с возможностью рассеивания.
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает лопасть ветровой турбины, которая защищена от повреждений, вызванных расслоением, вызванным сильным током молнии. Риск удара молнии, повреждающего ламинат несущей конструкции, снижается, так как ток молнии преимущественно улавливается молниеприемниками и отводится на землю по токоотводу, а разность потенциалов между электропроводящими волокнами несущей конструкции и система молниезащиты уравновешивается системой уравнивания потенциалов с поперечным соединителем, рассеивающим энергию по толщине слоев уложенных волокон. Поперечные соединители обеспечивают прямой электрический контакт через множество слоев несущей конструкции, в результате чего энергия удара молнии может рассеиваться в большем объеме углеродных волокон.
Настоящее раскрытие относится к системе выравнивания потенциалов. Система уравнивания потенциалов содержит рассеивающий элемент из электропроводящего материала. Рассеивающий элемент содержит, по существу, плоский элемент и, по меньшей мере, один поперечный соединитель, который проходит от по существу плоского элемента и выполнен с возможностью размещения и прохождения поперек толщины слоев электропроводящего волокна и выполнен с возможностью рассеяния энергии на множество электрически слои токопроводящих волокон. Система уравнивания потенциалов содержит соединение уравнивания потенциалов, выполненное с возможностью подключения рассеивающего элемента к системе молниезащиты. Под по существу плоским элементом подразумевается элемент, который может быть расположен так, чтобы следовать за слоем уложенных друг на друга волокнистых слоев в несущей конструкции. Плоский элемент может быть расположен отдельными слоями, уложенными на один из волокнистых слоев несущей конструкции.
Понятно, что вышеупомянутые аспекты изобретения могут комбинироваться любым образом и связаны общим аспектом выравнивания потенциалов по толщине ламината. Следует отметить, что преимущества, изложенные в отношении лопасти ветряной турбины, применимы и к системе уравнивания потенциалов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления изобретения будут описаны более подробно ниже в отношении прилагаемых чертежей. На чертежах показан один из способов реализации настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как ограничивающие другие возможные варианты осуществления, подпадающие под объем прилагаемой формулы изобретения.
На фиг. 1 показана ветряная турбина, на фиг. 2 показан схематический вид лопасти ветровой турбины в соответствии с изобретением, на фиг. 3 показан вид в перспективе части лопасти ветровой турбины, содержащей несущую конструкцию в соответствии с настоящим изобретением. раскрытие,
На фиг. 4а показано поперечное сечение примерной лопасти ветряной турбины в соответствии с этим раскрытием, на рис. 4b показана схема, иллюстрирующая примерную систему выравнивания потенциалов в соответствии с этим раскрытием,
На фиг. 4с показано поперечное сечение несущей конструкции с примерной системой выравнивания потенциалов в соответствии с этим раскрытием.
На фиг. 5 показана блок-схема, иллюстрирующая примерную систему выравнивания потенциалов в соответствии с этим раскрытием.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В лопастях из углеродного волокна необходимо уравнять потенциал углеродных волокон с системой молниезащиты лопасти. Это можно осуществить, например, с помощью сетки, расположенной на слое углеродного волокна. Однако испытания с высоким током показали, что локальные повреждения могут возникать в областях на границе раздела между сеткой и углеродным ламинатом из-за частично ограниченной проводимости на границе раздела между сеткой и верхним углеродным ламинатом. Наличие сетки поверх углеродного ламината недостаточно для предотвращения повреждений из-за сильного тока молнии. Эти повреждения могут вызвать отслоение несущей конструкции в некоторых местах и, таким образом, привести к серьезному усталостному повреждению и выходу из строя лопасти.
Настоящее изобретение направлено на решение этой проблемы путем предоставления лопасти ветряной турбины путем интеграции рассеивающего элемента, изготовленного из электропроводного материала, в средство выравнивания потенциалов и которое содержит по меньшей мере один поперечный соединитель, выполненный с возможностью размещения и прохождения в поперечном направлении через толщину слоев электропроводных волокон и выполнен с возможностью рассеяния энергии во множестве слоев электропроводных волокон. Поперечные соединители выравнивают разность потенциалов между системой молниезащиты и слоями электропроводных волокон, проходя через толщину уложенных друг на друга слоев электропроводных волокон и рассеивая энергию в слоях электропроводных волокон. Настоящее раскрытие относится к лопасти ветряной турбины. Соответственно, изобретение предпочтительно относится к лопасти ветряной турбины, а также к частям лопасти ветряной турбины, имеющим общую длину по меньшей мере 30 метров, 40 метров, 45 метров или 50 метров. Лопасть ветрогенератора состоит из несущей конструкции, корпуса-оболочки и системы молниезащиты. Несущей конструкцией является, например, основной или основной ламинат, лонжерон, крышка лонжерона лопасти ветровой турбины. Изобретение далее поясняется применительно к конструкции лопасти с несущей конструкцией, встроенной в оболочку. Однако очевидно, что изобретение может быть реализовано и в конструкции с несущей конструкцией в виде лонжерона и прикрепленной к лонжерону аэродинамической оболочкой.
Корпус оболочки относится к контурным слоям лопасти ветряной турбины. Корпус оболочки предпочтительно может быть аэродинамическим и выполнен в виде тонкой или относительно тонкой оболочки. В одном или нескольких вариантах осуществления несущая конструкция может быть встроена в корпус оболочки. Система молниезащиты сконфигурирована для защиты лопасти ветряной турбины и ее конструкции от повреждений, возникающих при воздействии сильного тока, например, из-за ударов молнии. молния.
Лопасть ветряной турбины проходит в продольном направлении между корневым концом и верхним концом. Лопасть ветряной турбины выполнена в виде удлиненной конструкции, имеющей продольное направление между корневым концом и верхним концом.
Несущая конструкция изготовлена из армированного волокном полимерного материала и состоит из множества уложенных друг на друга волокнистых слоев. Сложенные слои волокон содержат электропроводящие волокна, такие как углеродные волокна. Армирующий волокном материал может по существу состоять из углеродных волокон и стеклянных волокон, при этом углерод обладает большей электропроводностью, чем стекло.
Система молниезащиты включает молниеприемник, расположенный в свободном доступе внутри или на корпусе корпуса. Приемник молнии может быть расположен ниже внешней поверхности корпуса лопасти, на одном уровне с внешней поверхностью или выступать за внешнюю поверхность. Приемник молнии может относиться к электропроводящему элементу, сконфигурированному для улавливания тока (например, тока молнии). Приемник молнии расположен так, чтобы быть свободно доступным в корпусе оболочки или на нем.
Система молниезащиты включает молниеотвод, который электрически соединен с приемником молнии и дополнительно сконфигурирован для электрического соединения с заземлением. Молниеотвод относится к токопроводящему средству для проведения тока от приемника молнии к заземлению и, таким образом, защищает лопасть ветровой турбины и ее несущую многослойную структуру от повреждений расслоения от сильного тока молнии. Молниеотвод может быть выполнен в качестве внутреннего токоотвода, расположенного внутри корпуса оболочки. Молниеотвод может быть выполнен таким образом, чтобы он проходил по существу по всей длине лезвия, например, вдоль продольного направления лезвия. Молниеотвод может быть выполнен с возможностью подключения к заземлению через прямое электрическое соединение и/или искровой разрядник. Токоотвод может быть кабелем, т.е. как описано в WO 2007/062659.
Лопасть ветряной турбины дополнительно содержит систему выравнивания потенциалов, которая обеспечивает выравнивающее потенциал соединение между рядом электропроводящих волокон несущей конструкции и системой молниезащиты. Соединение для выравнивания потенциалов может состоять из заземляющего кабеля, стержня или ленты между углеродными волокнами и системой молниезащиты. Соединение с выравниванием потенциалов может иметь низкое сопротивление. Соединение для выравнивания потенциалов предназначено для выравнивания или балансировки разности потенциалов между двумя участками лопасти ветровой турбины, чтобы предотвратить накопление статических зарядов и предотвратить любые повреждения ламината несущей конструкции от скачков тока молнии. в несущую конструкцию.
Система уравнивания потенциалов содержит рассеивающий элемент из электропроводящего материала. Примеры электропроводящих материалов включают металл, такой как медь, алюминий, серебро, золото или любую их комбинацию.
Рассеивающий элемент содержит по меньшей мере один поперечный соединитель, который расположен так, чтобы проходить поперек толщины уложенных друг на друга волоконных слоев, и сконфигурирован для рассеивания энергии во множестве упомянутых уложенных друг на друга волоконных слоев. По меньшей мере, один поперечный соединитель предназначен, например, для рассеивания энергии удара молнии, например сильного тока, в уложенные друг на друга волоконные слои путем проникновения в уложенные уложенные волоконные слои или прохождения в поперечном направлении через толщину или глубину уложенных уложенных волоконных слоев. В одном или нескольких вариантах осуществления поперечный соединитель содержит шип, иглу, крючок и/или скобу. В одном или нескольких вариантах осуществления поперечные соединители расположены на по существу плоском элементе в соответствии с критерием плотности (например, один поперечный соединитель на см 9 ).0135 2 ) и/или заранее определенное расстояние между соседними поперечными соединителями (например, расстояние около 1 см). Другими словами, поперечные соединители могут быть расположены на по существу плоском элементе в соответствии с критерием распределения, например случайным или равномерным. Это обеспечивает равномерное выравнивание потенциалов по площади практически плоского элемента.
В одном или нескольких вариантах осуществления рассеивающий элемент содержит плоский элемент и множество поперечных соединителей, отходящих от плоского элемента. Например, плоский элемент содержит сетку, сетку и/или пластину. В одном или нескольких вариантах рассеивающий элемент сконфигурирован так, чтобы покрывать поверхность от 0,5 м ² и 2 м ², например, поверхность размером около 1,2-1,5 м ², например, четырехугольная поверхность, имеющая размеры: 1 м х 1,3 м. Соответственно рассеивающий элемент обеспечивает выравнивание потенциалов на относительно большой площади. В одном или нескольких вариантах рассеивающий элемент содержит одно или несколько пересечений, таких как узлы. Рассеивающий элемент может содержать сетку с одним или несколькими пересечениями и скобой с шипом/иголкой/крючком на каждом пересечении. Это обеспечивает простую конструкцию для обеспечения большой площади поверхности и выравнивания потенциалов между слоями. В одном или более вариантах осуществления поперечные соединители расположены так, чтобы проходить по меньшей мере через три слоя, содержащих электропроводящие волокна, например, по меньшей мере, через три уложенных друг на друга слоя волокон, являющихся частью несущей конструкции. Можно предусмотреть, чтобы поперечные соединители проходили через два или три уложенных друг на друга волокнистых слоя, содержащих слои углеродного волокна.
В одном или нескольких вариантах осуществления рассеивающий элемент расположен на самом внутреннем сложенном волокнистом слое несущей конструкции. Самый внутренний уложенный волокнистый слой соответствует волокнистому слою, удаленному от внешней стороны лезвия. Например, рассеивающий элемент расположен удаленно от внешней стороны лезвия. Это обеспечивает простой способ крепления рассеивающего элемента к несущей конструкции.
В одном или нескольких вариантах осуществления лопасть ветряной турбины содержит множество систем выравнивания потенциалов, распределенных вдоль продольного направления лопасти ветряной турбины. В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления лопасть ветровой турбины может содержать множество систем выравнивания потенциалов, размещенных в концевой области лопасти ветровой турбины, в области аэродинамического профиля лопасти ветровой турбины и/или в переходной области между основанием и аэродинамические области.
В одном или нескольких вариантах осуществления приемник молнии расположен на конце лопасти ветровой турбины или в непосредственной близости от него, чтобы улавливать любой ток молнии, который может ударить или ударить в лопасть ветряной турбины.
Настоящее раскрытие дополнительно относится к ветряной турбине, содержащей лопасть ветряной турбины в соответствии с аспектами этого раскрытия.
Настоящее раскрытие дополнительно относится к системе выравнивания потенциалов. Система уравнивания потенциалов содержит рассеивающий элемент из электропроводящего материала, который представляет собой по существу плоский элемент и содержит по меньшей мере один поперечный соединитель, отходящий от по существу плоского элемента. По меньшей мере, один поперечный соединитель выполнен с возможностью расположения и прохождения поперек толщины электропроводящих волоконных слоев. По меньшей мере один поперечный соединитель выполнен с возможностью рассеяния энергии на множество слоев электропроводных волокон. Система уравнивания потенциалов содержит соединение уравнивания потенциалов, выполненное с возможностью подключения рассеивающего элемента к системе молниезащиты.
На рис. 1 показана обычная современная ветряная турбина против ветра в соответствии с так называемой «датской концепцией» с башней 4, гондолой 6 и ротором с по существу горизонтальным валом ротора. Ротор включает в себя ступицу 8 и три лопасти 10, отходящие радиально от ступицы 8, каждая из которых имеет хвостовик 16 лопасти, ближайший к ступице, и конец 14 лопасти, наиболее удаленный от ступицы 8. Ротор имеет радиус, обозначенный R. На фиг. 2 показана схематический вид первого варианта осуществления лопасти 10 ветряной турбины согласно изобретению. Лопасть 10 ветряной турбины имеет форму обычной лопасти ветряной турбины и содержит корневую часть 30, ближайшую к ступице, профилированную или аэродинамическую часть 34, наиболее удаленную от ступицы, и переходную область 32 между корневой областью 30 и аэродинамической поверхностью. область 34. Лопасть 10 содержит переднюю кромку 18, обращенную в направлении вращения лопасти 10, когда лопасть установлена на ступице, и заднюю кромку 20, обращенную в направлении, противоположном направлению передней кромки 18.
Область аэродинамического профиля 34 (также называемая профилированной областью) имеет идеальную или почти идеальную форму лопасти в отношении создания подъемной силы, тогда как корневая область 30 по конструктивным соображениям имеет по существу круглое или эллиптическое поперечное сечение, что, например, легче и безопаснее крепить лопасть 10 к ступице. Диаметр (или хорда) корневой области 30 может быть постоянным вдоль всей корневой области 30. Переходная область 32 имеет переходный профиль, постепенно изменяющийся от круглой или эллиптической формы корневой области 30 к аэродинамическому профилю аэродинамической поверхности. область 34. Длина хорды переходной области 32 обычно увеличивается с увеличением расстояния r от ступицы. Область аэродинамического профиля 34 имеет профиль аэродинамического профиля с хордой, проходящей между передней кромкой 18 и задней кромкой 20 лопасти 10. Ширина хорды уменьшается с увеличением расстояния r от ступицы.
Плечо 40 лопасти 10 определяется как положение, в котором лопасть 10 имеет наибольшую длину хорды. Плечо 40 обычно расположено на границе между переходной областью 32 и областью 34 аэродинамического профиля. и/или изогнутые (т.е. предварительно изогнутые), тем самым придавая плоскости хорды соответственно закрученный и/или изогнутый ход, что чаще всего имеет место для того, чтобы компенсировать местную скорость лопасти, зависящую от радиуса от центр.
Лопасть обычно изготавливается из части 36 оболочки корыта и части 38 оболочки стороны всасывания, которые склеены друг с другом по линиям соединения на передней кромке 18 и задней кромке 20 лопасти. Несущая конструкция предпочтительно проходит по существу в продольном направлении лопасти 20 ветровой турбины в направлении между корневой областью 30 и концом аэродинамической области 18 лопасти 20.
На фиг. 3 показан вид в перспективе части корпуса лопасти, которая содержит отвержденный элемент 60 лопасти и несущую конструкцию 70, которая образует выполненную за одно целое крышку лонжерона или основной слоистый материал части корпуса лопасти. Оболочка лопасти содержит рассеивающие элементы 42а-42d, расположенные на несущей конструкции 70 и распределенные по длине оболочки лопасти. Рассеивающие элементы 42а-42d могут, например, быть разнесены по существу на одинаковое расстояние. Рассеивающие элементы 42а-42d должны быть электрически соединены с системой молниезащиты лопасти (не показана).
На фиг.4а показано поперечное сечение примерной лопасти 400 ветровой турбины в соответствии с настоящим изобретением. Следует отметить, что конструкция, показанная на фиг. 4а, соответствует вариантам осуществления, показанным в ЕР 1 664 528, где лопасть ветряной турбины содержит множество приемников молнии. Однако признано, что изобретение также применимо и выгодно для варианта осуществления, показанного в WO 2007/062659, имеющего только один приемник молнии, т.е. расположен вблизи конца лопасти и соединен с токоотводом в виде кабеля, причем кабель может быть изолированным или неизолированным кабелем.
Лопасть ветряной турбины содержит корпус 46 лопасти со встроенной несущей конструкцией 41 и систему молниезащиты. Внутренняя часть лопасти 400 содержит две, по существу, проходящие в продольном направлении сдвиговые перемычки 43. Система молниезащиты содержит ряд молниеприемников 47, расположенных на внешней поверхности оболочки 46 лопасти. Система молниезащиты содержит токоотводы 49 молний, которые каждый электрически соединен с приемником молнии 47 через соединение 48. В другом варианте осуществления (не показан), включающем систему молниезащиты только с одним приемником молнии, токоотвод может быть непосредственно соединен с приемником молнии.
Молниеотводы 49 дополнительно сконфигурированы для электрического соединения с заземлением. Молниеприемники 47 и соединения 48 представляют собой, например, металлические элементы, предназначенные для проведения тока молнии, который может быть чрезвычайно высоким или мощным. Ток молнии должен надежно проходить от молниеотводов 49 к заземлению (не показано), в том числе, необязательно, через искровой разрядник. Приемники 47 молнии могут быть соединены с соединениями 48 с помощью выводов, которые сконфигурированы для надежной передачи тока молнии от приемника 47 к соединению 48. В лезвии 400 несущая конструкция 41 содержит электропроводящие волокна, такие как углеродные волокна. Лопасть 400 содержит систему выравнивания потенциалов 42, сконфигурированную для обеспечения соединения с выравниванием потенциалов между электропроводными волокнами несущей конструкции 41 и системой молниезащиты. Каждая из систем выравнивания потенциалов 42 подключена к соответствующему участку электропроводящих волокон в несущей конструкции 41 и подключена к токоотводам 49.через молниеприемники 47 или альтернативно или дополнительно непосредственно к токоотводу 49 через отдельный провод. Система выравнивания потенциалов 42 содержит рассеивающий элемент, выполненный из электропроводящего материала. Рассеивающий элемент показан в виде слоя на фиг.4а, однако рассеивающий элемент содержит по существу плоский элемент, который выполнен, например, как сетка, пластина или сетка. Рассеивающий элемент дополнительно содержит по меньшей мере один поперечный соединитель (не показан), который расположен так, чтобы проходить поперек толщины уложенных друг на друга волоконных слоев несущей конструкции 41. Поперечный соединитель выполнен с возможностью рассеивания энергии во множестве упомянутых уложенные друг на друга слои волокна. Система выравнивания потенциалов 42 также может быть подключена к токоотводу 49.каким-то другим образом. Когда система выравнивания потенциалов 42 и, следовательно, токопроводящие волокна подключены к токоотводу 49, волокна, система выравнивания потенциалов 42 и токоотвод 49 имеют одинаковый потенциал, что, по меньшей мере, снижает риск пробоя от токоотвода. ток молнии в токоотводе 49 передается на волокна несущей конструкции 41 . Молниеприемники 47 предпочтительно расположены рядом с несущей конструкцией 41, чтобы не снижать ее прочность. Количество и расположение молниеприемников 47 выбираются в соответствии с размерами лопасти 400. Система выравнивания потенциалов 42 может проходить по всему основному ламинату, и только одного токоотвода может быть достаточно для проведения тока к земля.
Как уже упоминалось, вариант осуществления, показанный на рис. 4а, содержит множество приемников молнии. В другом варианте осуществления, имеющем только один или несколько молниеприемников, токоотвод может быть расположен внутри лезвия, например на одной из сдвиговых полотен. В этом случае рассеивающий элемент может быть расположен на несущей конструкции, которая через проводник выравнивается по потенциалу с молниезащитным токоотводом.
На фиг. 4b схематически показан рассеивающий элемент примерной системы выравнивания потенциалов 42 согласно этому раскрытию. Система уравнивания потенциалов содержит рассеивающий элемент 42, представляющий собой по существу плоский элемент 421 в виде сетки или решетки, выполненной из электропроводящего материала (например, металла). Рассеивающий элемент 42 содержит множество поперечных соединителей 422. Поперечные соединители 422 сконфигурированы так, чтобы прикрепляться к по существу плоскому элементу 421. Поперечные соединители 422 сконфигурированы так, чтобы проходить в поперечном направлении через толщину слоев электропроводящих волокон, например, чтобы проникать толщина слоев электропроводящего волокна несущей конструкции. Таким образом, поперечные соединители 422 выполнены с возможностью рассеяния энергии во множестве слоев электропроводных волокон благодаря увеличенной контактной поверхности. Можно видеть, что соединения между сеткой 421 и электропроводящими волокнами увеличиваются или усиливаются за счет добавления поперечных соединителей 422. Это позволяет сетке 421 контактировать с дополнительными слоями электропроводных волокон, чем только верхние/сопрягающие электропроводящие волокна. слой. Поперечные соединители 422 выполнены в виде шипов или крючков. Они могут быть в виде игл или скоб. Сетка 421 содержит одно или несколько пересечений или соединений, таких как узлы. Поперечные соединители 422 размещены на сетке 421 равномерно с заранее определенным расстоянием между соседними поперечными соединителями (например, расстояние около 1 см). Поперечные соединители расположены так, что проходят на глубину h через ряд слоев, содержащих электропроводящие волокна, например, по меньшей мере, три уложенных друг на друга слоя волокон являются частью несущей конструкции. Глубина h определяет количество слоев электропроводящих волокон, способных распределять или рассеивать ток в толщину несущей конструкции. Например, чем глубже проникает поперечный соединитель, тем с большей электропроводностью слои волокна соприкасаются и, таким образом, могут рассеивать ток. Можно предусмотреть, чтобы поперечные соединители 422 образовывали неотъемлемую часть сетки 421 или добавлялись к сетке 421 при установке на электропроводящие волокна. Система уравнивания потенциалов содержит соединение уравнивания потенциалов (не показано), выполненное с возможностью подключения рассеивающего элемента к системе молниезащиты. Это соединение может быть выполнено в виде кабеля или проводника другого типа.
На фиг. 4c показан вид в продольном разрезе несущей конструкции 72 с примерным рассеивающим элементом 42 системы выравнивания потенциалов в соответствии с данным изобретением. В поперечном сечении несущей конструкции 72 показаны первый промежуточный волокнистый слой 74 (т. е. самый внутренний слой), второй волокнистый слой 76 и третий волокнистый слой 78. Слои 74, 76, 78 волокон могут состоять, например, из углеродного волокна. только волокна или это может быть гибридный материал, включающий, например, как стекловолокно, так и углеродное волокно. На фиг. 4с показано, как примерный рассеивающий элемент 42 системы выравнивания потенциалов в соответствии с данным изобретением расположен сверху несущей конструкции 72. Рассеивающий элемент 42 содержит плоский элемент 421 и множество поперечных соединителей 422. В разрезе показано, как плоский элемент 421 лежит поверх волоконного слоя 74, а поперечные соединители 422 проходят сквозь толщу уложенных друг на друга волоконных слоев на глубину от четырех до пяти слоев. Рассеивающий элемент 42 или плоский элемент 421 расположен на самом внутреннем сложенном волокнистом слое несущей конструкции. Самый внутренний уложенный волокнистый слой соответствует волокнистому слою, удаленному от внешней стороны лезвия. Например, рассеивающий элемент расположен удаленно от внешней стороны лезвия. Рассеивающий элемент выполнен с возможностью покрытия поверхности площадью от 0,5 м ² и 2 м ² , например, поверхность около 1,2-1,5 м ² несущей конструкции 72.
к этому раскрытию. Система выравнивания потенциалов 500 содержит рассеивающий элемент 501, выполненный из электропроводящего материала и содержащий по меньшей мере один поперечный соединитель 501а. По меньшей мере, один поперечный соединитель 501а сконфигурирован так, чтобы располагаться и проходить поперек толщины слоев электропроводного волокна. По меньшей мере один поперечный соединитель 501а выполнен с возможностью рассеяния энергии на множество слоев электропроводных волокон.
В одном или нескольких вариантах осуществления рассеивающий элемент 501 содержит по существу плоский элемент 501b и множество поперечных соединителей 501а, которые проходят от по существу плоского элемента 501b. Например, практически плоский элемент 501b содержит сетку, сетку и/или пластину.
Система выравнивания потенциалов 500 содержит соединение выравнивания потенциалов 502, выполненное с возможностью подключения рассеивающего элемента к системе молниезащиты.
Изобретение было описано со ссылкой на предпочтительный вариант осуществления. Однако объем изобретения не ограничивается проиллюстрированным вариантом осуществления, и могут быть выполнены изменения и модификации, не отклоняющиеся от объема изобретения.
Молниезащита объектов: конструкции и системы
Риск повреждения молнией и нарушения работы промышленности и имущества США постоянно растет. Стоимость ущерба, связанного с молнией, в настоящее время оценивается в 8-10 миллиардов долларов США ежегодно 9.0135 (1) , и растут на 20% в год. Помимо физической деградации, большая часть общих затрат связана с простоем оборудования и прерыванием хозяйственной деятельности.
Тот факт, что молния может разрушить как внешние конструкции, так и внутренние системы, часто игнорируется, пока не становится слишком поздно. Однако внедрение комплексной системы молниезащиты объекта (FLPS) может снизить риск повреждения и нарушения работы в обоих случаях. Эффективная FLPS не только защищает крыши, стены и другие элементы конструкции от прямых ударов молнии, но и защищает электрические цепи, коммуникации, системы управления технологическими процессами и другие элементы, уязвимые для непрямых ударов.
Нейтрализация прямых ударов молнии
Прямые удары молнии можно нейтрализовать с помощью структурной системы молниезащиты (структурная молниезащита). Основными компонентами этой системы являются молниеприемники (также известные как молниеотводы), проводники, соединяющие молниеприемники, и токоотводы, соединяющие молниеприемники с землей. В соответствии с основными принципами физики структурная СМЗ генерирует электрический «стример», который перехватывает нисходящий электрический «лидер» из грозового облака. Этот перехват создает цепь, позволяющую структурной СМЗ отводить ток молнии на землю, минуя конструкцию здания, при этом выравнивая потенциал между облаком и землей.
Фото: Активность восходящего стримера и нисходящего лидера при ударе молнии
Конструкционная СМЗ не притягивает молнию, и удар молнии в месте не зависит от того, установлена ли защита. Вместо этого структурная молниезащита просто обеспечивает предпочтительный путь для прохождения тока молнии к земле. Эта форма заземления отличается от обычного электрического заземления, установленного для повседневной безопасной работы электрических систем, которое не предназначено для работы с чрезвычайно высокими уровнями мгновенного напряжения и тока (100 миллионов вольт, 30 000 ампер или более), которые типичны для удар молнии.
Узнайте больше о формировании молний на веб-сайте Национального управления океанических и атмосферных исследований NOAA ⁽²⁾ .
Одного пути к земле недостаточно, чтобы гарантировать, что молния будет должным образом отведена от конструкции здания. В защищаемом здании на правильном расстоянии друг от друга должны быть проложены несколько проводниковых дорожек.
Стандарты для этих систем молниезащиты включают NFPA 780 и UL 96A для США и IEC-62305 для других стран. Программа UL Master Label Certificate охватывает проверку и сертификацию этих систем.
Диаграмма: расстояние между воздушными терминалами, проводниками и токоотводами для LPS

Индукция тока и косвенное повреждение
Молния также создает электромагнитный импульс (ЭМИ), который индуцирует ток в любых ферромагнитных материалах в здании . Ближайшие удары молнии, удары по системам электроснабжения или связи или даже удары от облака к облаку могут вызвать опасный ток в объекте и его системах. Ток может вызвать возгорание проводников и оборудования. Это также может привести к внутреннему сбою электрического, коммуникационного оборудования и оборудования управления технологическим процессом, даже если снаружи нет видимых повреждений.
Представление о том, что молния должна ударить прямо в здание, чтобы причинить ущерб или причинить ущерб, является мифом. Например, наведенный ток, который повреждает системы управления технологическими процессами на объекте, может привести к такому же простою, как и к физическому повреждению всей конструкции здания. Кроме того, здание и его оборудование с большей вероятностью могут быть повреждены индукцией вспомогательного тока, чем прямым ударом.
Необходимость как структурных, так и системных систем молниезащиты
Одна только структурная молниезащита не защитит объект от риска индукции. В то время как структурная система молниезащиты имеет решающее значение для защиты физической конструкции, а выравнивание потенциалов, которое она обеспечивает, может уменьшить наведенные токи, внутренние системы требуют дополнительных мер защиты.
К счастью, другие технологии позволяют системам, электрическим компонентам, коммуникациям и управлению процессами быть защищены так же эффективно, как и сама конструкция. Эту защиту обеспечивают:
- Системы заземления с низким сопротивлением (низкое переходное сопротивление)
- Выравнивание потенциалов
- Устройства защиты от перенапряжения (УЗП)
Системы заземления с низким сопротивлением (низкое переходное сопротивление)
Стандарты для комплексных систем молниезащиты основаны на принципе обеспечения прямого или квазипрямого пути с низким сопротивлением и низким импедансом для безопасного прохождения тока молнии на землю. Достижение низкого импеданса требует соответствующей обработки как сопротивления, так и реактивного сопротивления (емкости и индуктивности) системы.
Невнимательность или необоснованные предположения об эффективности системы заземления могут привести к ущербу, связанному с молнией, и прерыванию деятельности. Практические правила предотвращения этого риска включают следующее:
- Системы заземления должны быть спроектированы и испытаны на достаточно низкое сопротивление относительно земли, обычно менее 25 Ом, для каждого заземляющего соединения. Там, где требуется заземление с особенно низким импедансом, например, для средств связи, или если сама почва имеет высокое сопротивление, можно использовать электролитический заземляющий стержень или другое усиление заземления.
- Существующие системы необходимо регулярно проверять, чтобы убедиться, что они работают и не повреждены: например, заземляющие стержни, установленные несколько лет назад, теперь могут подвергнуться коррозии или другим повреждениям.
- Новые системы должны быть рассчитаны на длительный срок службы. Например, система заземления с низким сопротивлением, которая работает только в течение трех лет, не является подходящим решением, как бы хорошо она ни работала в течение этого времени.
Выравнивание потенциалов
Молния может проходить сквозь почву и, следовательно, может улавливаться подземными трубопроводами, входящими в здание. Неправильное выравнивание потенциалов между электрическими и служебными линиями (вода, газ, телекоммуникации, кабельное телевидение) и зданием, которое они обслуживают, может подвергнуть людей воздействию высоких потенциалов прикосновения и сделать объект уязвимым для косвенного повреждения молнией. Следовательно:
- Все системы на объекте, а также физическая структура должны быть надлежащим образом связаны друг с другом и подключены к одной и той же системе заземления для выравнивания потенциалов (уравнивание потенциалов). Эти системы включают питание переменного тока, телекоммуникации, газ, воду, кабельное телевидение, системы управления и антенны.
- Сеть, которая должна оставаться изолированной, которую нельзя напрямую подключить к системе заземления здания, должна использовать разрядник с газоразрядной трубкой (GDT), установленный между службой и системой заземления здания. GDT обеспечит путь разряда на землю для выравнивания потенциалов.
Выравнивание потенциалов не заменяет кабелепроводы или линии обслуживания для заземления системы молниезащиты. Это также не подвергает эти системы большему риску. Вместо этого он позволяет отводить заряды от систем через общий потенциал земли, что также снижает риск боковых вспышек, искрения и воздействия на людей смертельных потенциалов прикосновения в результате удара молнии.
Устройства защиты от перенапряжения (SPD)
SPD (устройство защиты от перенапряжения) предназначено для защиты электрооборудования от скачков напряжения. Он ограничивает напряжение, подаваемое на оборудование, до безопасного уровня, блокируя или отводя избыточные напряжения на землю, в том числе те, которые передаются в конструкцию по электрической цепи, линии связи или линии передачи данных. SPD также может называться ограничителем перенапряжения, отводом перенапряжения или ограничителем перенапряжения переходного процесса (TVSS).
Неправильное использование УЗИП является распространенным явлением, а неправильное применение может дать ложное ощущение защиты. К распространенным ошибкам относятся:
- Неправильное расположение или установка УЗИП
  Правильная установка и размещение УЗИП является критическим фактором в обеспечении защиты. Точки входа линий коммунальных услуг являются ключевыми местами для установки УЗИП из-за обширных систем, которые формируют линии обслуживания для непрямой передачи молнии. Другие проводники инженерных сетей здания, такие как антенные системы, также должны быть оборудованы УЗИП на входах по той же причине.
- Неправильное пропускаемое напряжение
  УЗИП предназначен для пропуска напряжения до определенного предела, известного как пропускаемое напряжение. Минимизация сквозного напряжения важна для защиты подключенного оборудования. УЗИП для питания переменного тока часто устанавливаются на служебном входе, но в зависимости от используемых УЗИП и их установки пропускаемое напряжение может быть недостаточно низким для надлежащей защиты всего нижестоящего оборудования. Дополнительные УЗИП могут потребоваться в точках разветвления и рядом с оборудованием для дальнейшего снижения пропускаемого напряжения.
- Отсутствующие УЗИП
  УЗИП также важны для низковольтных коммуникационных проводов, которые входят в установку или панель управления технологическим процессом. Хотя они часто являются наиболее уязвимыми системами, их часто упускают из виду при развертывании SPD. В более общем плане ни одно устройство защиты от перенапряжения не может защитить всю конструкцию, и УЗИП всегда должны быть развернуты в нескольких местах для надлежащей защиты оборудования.
Заключение
Все чаще современные объекты должны работать непрерывно, что делает простои неприемлемыми. К счастью, сбои и повреждения, связанные с молнией, можно предотвратить с помощью доступных технологий. Правильно спроектированная и интегрированная система заземления объектов с низким сопротивлением/низким импедансом, выравнивания потенциалов и УЗИП может эффективно защитить современные цифровые системы, в то время как структурная система молниезащиты защищает здание, в котором они расположены.
Полная система молниезащиты предприятия также необходима для обеспечения безопасной и эффективной защиты. Частичные системы оставляют объекты уязвимыми для переходных напряжений и токов, а также для боковых ударов незащищенных проводящих компонентов и, следовательно, для повреждений, потерь и перерывов в работе. Только за счет полной интеграции защиты как от прямого, так и от косвенного ущерба от молнии предприятия США могут рассчитывать на сокращение или даже устранение ущерба и сбоев, связанных с молнией, на сумму от 8 до 10 миллиардов долларов, которые происходят каждый год.
Схема: Структурная LPS, заземление, выравнивание потенциалов и защита от перенапряжений (SPD/TVSS)

Тодд Д. Воут, вице-президент по развитию бизнеса, VFC – BSBA, более 30 лет опыта работы в проектирование и внедрение систем молниезащиты. Сертификация LPI № 861
Ларри Лабайен, старший инженер по приложениям, Lyncole — BS Electronics and Communications, более 30 лет опыта работы в области электроники и телекоммуникаций.
Ссылки:
- http://lightningsafety.com/nlsi_lls/ListofLosses14.pdf
- http://www.lightningsafety.noaa.gov/science/scienceintro.shtml
Требования к соединению и их отношение к системам молниезащиты
В стандартах молниезащиты есть некоторые строгие требования, касающиеся соединения, однако, в чем причина этого?
В следующем отчете будет показано, почему более трех разделов; Понятия , Итоги и Заключение .
Концепции
Совет 1: Не недооценивайте разность напряжений, которая может возникнуть между двумя точками одного отрезка проводника во время удара тока молнии.
Полное сопротивление проводника состоит из трех основных компонентов: сопротивления, емкостного сопротивления и индуктивного сопротивления. Хотя индуктивность L (в Генри) будет постоянной для проводника заданной длины и площади поперечного сечения, индуктивное реактивное сопротивление будет изменяться в зависимости от частоты f приложенного напряжения следующим образом: XL = 2πfL , Следовательно, при 60 Гц индуктивное сопротивление будет 377 х L; при 30 МГц это будет (188,5x 106) x L. Таким образом, очевидно, что при 60 Гц заземляющий проводник оборудования представляет собой короткое замыкание, а при 30 МГц — обрыв цепи . Имейте в виду , что ток молнии содержит высокочастотный спектр .
- Дополнительный вывод 1:
Высокое сопротивление создает высокое напряжение. Следовательно, исходя из вышеуказанной технической точки, когда по проводнику протекает ток молнии, между двумя точками этого проводника может образоваться большая разница напряжений. Мы можем проверить величину напряжения по V = L di/dt, как показано в примере расчета, выполненного на рисунке 1 и в таблице 1.
Рис. 1. Влияние собственной индуктивности в одиночном токоотводе
Таблица 1. Типичное индуктивное падение напряжения на проводе на единицу длины
Вы можете в это поверить? Мы имеем дело с огромным количеством напряжений на единицу, например (13,1 и 26 или 48 кВ/м) вау!. Какого черта, «Это просто показывает, на что способен разряд молнии!!!»

Совет 2: Высокие перепады напряжения могут привести к возникновению дуги между двумя металлическими частями. Поэтому, чтобы избежать этой дуги и ее последствий, можно рассмотреть две следующие меры:
I.     Соединение металлических частей друг с другом.
II. Сохранение металлических частей друг от друга на определенных эквивалентных расстояниях, которые называются разделительным расстоянием. Это расстояние должно определяться с учетом типа изоляционного материала, который может находиться между двумя металлическими частями.
На рисунке 2 должно соблюдаться расстояние, эквивалентное букве «S», во избежание образования дуги между токоотводом и заземленной металлической частью.
Рисунок 2: приблизительное значение разделительного расстояния. Достигнутое воздушной средой
Совет 3: Не думайте, что высокое напряжение может вызвать только дугу, как показано на рисунке 3. Даже если это не вызывает дугу, это может привести к возникновению высокого напряжения в цепях оборудования.
Рисунок 3: Представление наведенного напряжения, которое может повредить оборудование Арка. Это прямое воздействие удара молнии. Разряд молнии может привести к повреждению оборудования косвенным путем, а также путем индуцированного воздействия.
Специальная система соединения может уменьшить или даже устранить прямые или косвенные побочные эффекты разряда тока молнии в систему.

Совет 4: Обратите внимание, с какой системой молниезащиты мы имеем дело.
         Все проектировщики знают, что существует два типа систем молниезащиты.
                  I.           Неизолированный тип (рис. 4 и 5)
                  II. Изолированный тип (рис. 6 и 7)
Рисунок 4: Образец неизолированной системы молниезащиты
Рисунок 5: Образец неизолированной системы молниезащиты
Примечание 1: Имейте в виду, что в неизолированной системе компонент LPS может быть установлен на защищаемом здании без на любом определенном расстоянии или с минимальным расстоянием около 25 см с держателями
Рисунок 6: Образец изолированной системы молниезащиты
Рисунок 7: Образец изолированной системы молниезащиты
Примечание 2: Имейте в виду, что большинство строгих правил соединения относятся к неизолированной системе.
ВЫВОД 2:
Можно сказать, что в неизолированной системе, из-за строгих правил требований к соединению между металлическими частями, которые могут быть частью СМЗ, и соседними металлическими частями, значения разделительных расстояний были взяты под контроль и сведены к минимуму, насколько это практически возможно.
На данном этапе у нас есть некоторые идеи о том, что соединение может сделать для нас
Итак, давайте подведем итоги
Подведение итогов
Существует 4 категории правил отнесения системы соединения к системам молниезащиты следующим образом. Пункты с 1 по 3 относятся к вопросам безопасности, а пункт 4 относится к эффективности экрана.
1-     Правила склеивания металлических деталей на конструкции или внутри нее
Как правило, эти требования к склеиванию относятся к металлическим предметам, к которым люди не должны прикасаться. Эти правила установлены для неизолированная система молниезащиты .
      1-1-  В чем причина установки этих правил? Такие правила связывания были введены для обеспечения следующих условий:
- Минимизировать разделительное расстояние, близкое к нулю, с помощью выравнивания потенциалов.
- Попытаться сделать равные доли тока молнии между токоотводами.
1-2-    Примеры этих правил следующие:
1-2-1-     Выравнивание потенциалов на уровне земли должно быть выполнено между всеми заземленными средами и подземными металлическими проводниками, которые могут способствовать прохождению токов молнии внутри или на конструкции. Это правило требуется для всех типов зданий, в которых предусмотрена неизолированная система молниезащиты.
1-2-2-   Выравнивание потенциалов на уровне крыши:
Это соединение требует, чтобы все заземленные элементы в конструкции или на ней были соединены друг с другом на уровне крыши. Это требование не требуется для малоэтажных зданий.
Требования к этому типу соединения зависят от следующих факторов:
- Размеры (особенно высота) здания
- Уровень системы молниезащиты
- 9024 12 токоотводов
Вот s некоторые примеры , для которых в некоторых стандартах и технических руководствах установлены правила выравнивания потенциалов на уровне крыш.
- Для конструкций высотой более 18 м , которые защищены внешней молниезащитой уровня 3 и при наличии количества токоотводов согласно рекомендациям стандарта. Если есть сомнения по поводу достаточного количества токоотводов, рекомендуется рассматривать 9 метров вместо 18 метров для этого случая.
- Для конструкций высотой более 9 м с, которые защищены внешней молниезащитой уровень 1 и, если имеется, количество токоотводов согласно рекомендациям стандарта. Если вы сомневаетесь в достаточном количестве токоотводов, в этом случае рекомендуется рассмотреть 4,5 метра вместо 9 метров.
Примечание 1: В обоих вышеперечисленных случаях площадь крыши и расположение воздухораспределителей могут быть определены для заключения
Примечание 2: В случае сомнений необходимо выполнить расчет разделительного расстояния.
1-2-3- Промежуточный – Уровень выравнивания потенциалов:
Это соединение требует взаимного соединения токоотводов системы молниезащиты и других заземленных сред, таких как металлические конструкции или встроенные бетонные арматурные стержни или металлические лестницы, и т. д. на промежуточных уровнях между крышей и основанием конструкции. Это требование не является обязательным для малоэтажного здания.
Необходимость этого требования к соединению зависит от следующих факторов:
- Высота здания
- Уровень системы молниеносной защиты
- Определенное количество проводника вниз
- Тип конструкции здания (металлический проводник, резкий бетон, встроенный бетон, деревянный) 9001 9001 9001 9001
- 11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
Примечание 1: Промежуточный уровень – потенциальное выравнивание потенциала должно быть выполнено в виде контура
Примечание 2: Как правило, этот тип соединения может потребоваться для здания при следующих условиях:
- Здание с арматурно-бетонной закладной конструкцией высотой более 60 метров и ограждением уровня 3 стальные металлические балки, есть две проблемы, как показано ниже:
     I.     Если металлическая конструкция использовалась исключительно в качестве токоотвода, то нет необходимости в промежуточного уровня выравнивание потенциалов в качестве формы петли. потому что структура сама обеспечит выравнивание контура.
  II. Если для этого типа здания рассматривались отдельные токоотводы, необходимо соединить эти токоотводы со стальными конструкциями на промежуточных уровнях здания на расстоянии, предпочтительно , не более 20 метров .
  Примечание 3: Точное количество выравниваний потенциалов промежуточного уровня может быть получено путем расчета разделительного расстояния.
  2-    Правила для склеивания длинномерных металлических корпусов , расположенных снаружи или внутри здания.
    В чем причина установки этих правил?
  Такого рода правила установлены для металлических тел, которые могут способствовать опасности молнии, потому что они заземлены или помогают обеспечить путь к земле для токов молнии.
  Обычно требуется прямое соединение одного металлического компонента с ближайшей конструкционной металлической частью внешней СМЗ.
  3-    Правила соединения заземленных металлических корпусов , который может быть расположен снаружи или внутри здания
  В чем причина установки этих правил?
  Правила такого рода установлены для предотвращения возникновения дуговой опасности между компонентом СМЗ и любыми заземленными объектами, которые могут находиться на определенном расстоянии.
  Как правило, требуется прямое подключение к указанным частям в соответствующей указанной точке.
  Примечание. Существуют некоторые правила соединения, чтобы исключить любую опасность перепадов напряжения на металлических частях, к которым человек может одновременно прикоснуться.
  4- Правила связывания для повышения эффективности экранирования (эффективность) здания
  Эффективность экранирования можно улучшить с помощью трех параметров:
  -Измерения внешнего экранирования
  -Подходящая маршрутизация
  -линейный скрининг
  -Подходящая маршрутиза В этой статье мы говорим о мерах внешнего экранирования, которые могут быть достигнуты с помощью трехмерного соединения, как показано на следующих рисунках.
  Внешнее экранирование можно оценить по следующим параметрам:
  Строительный материал (кирпичная кладка) ( См. рис. 8)
  Только с арматурой , залитой только в бетон (См. рис. 9)
  8 90 в бетоне с дополнительным соединением (см. рис. 10)
  Металлическая сеть определенного размера (см. рис. 11-13)
  
  Рисунок 8: Эффективность экранирования некоторых строительных материалов
  Рисунок 9: Величина затухания (эффективность внешнего экрана) арматурных стержней, залитых в бетон
  Рисунок 48 для компонента 48 PS 48: 48: арматурные стержни для повышения эффективности экранирования
  Рисунок 11: Образец чертежа Внешнее экранирование достигается за счет металлической стальной конструкции определенного размера
  Рисунок 12: Пример внешнего экранирования, выполненного с помощью металлических проводников в двухэтажном помещении связи
  Рисунок 13: Пример чертежа внешнего экранирования, выполненного с помощью металлических проводников в небольшом помещении связи 90 248
  Все вышеперечисленные сети должны быть выполнены в трехмерном виде (горизонтальном и вертикальном).
  Размер сетки связан с самой высокой частотой, содержащейся в форме текущей импульсной волны, которая имеет величину, создающую помехи.
  Заключение
  1-     Большинство основных правил привязки атрибутов к системе молниезащиты относятся к неизолированным системам молниезащиты и связаны со значением разделительного расстояния и касаются соображений безопасности для обеспечения следующих условий:
  1 -1-   Предотвращение образования дуги в кирпичной кладке.
  1-2- Предотвращение образования дуги между компонентом СМЗ и заземленными объектами.
  1-3-    Предотвращение перепадов напряжения между двумя одновременно доступными металлическими частями внутри здания.
  2-      Ссылаются на некоторые правила связывания, чтобы повысить эффективность щитов в помещениях строений.
  3-      Для неизолированных систем освещения, если мы не соблюдаем требования к соединению, указанные в стандартах, мы столкнемся с некоторыми последствиями, такими как дуга в кладке или индивидуальная опасность.
  4-      И в изолированных, и в неизолированных системах эффективная точка соединения систем освещения и системы заземления очень важна.
  5-      В зданиях с большой площадью поверхности внедрение системы заземления ячеистой сети улучшит общую сеть соединения, которая может быть распределена внутри здания, и уменьшит опасность.
  6-      В многоэтажных зданиях с большой площадью поверхности на каждом этаже будут разные системы трубопроводов, которые могут быть проложены в разных путях, по этой причине вероятно появление разного значения напряжения при возникновении грозового разряда и, соответственно, опасность, которую необходимо учитывать. Так, предпочтительнее проводить одну и ту же ячеистую сеть, рассматриваемую в системе заземления, для каждого этажа.
  7-      В неизолированных системах и в зданиях, содержащих ИТ-оборудование, необходимо повысить эффективность экранирования, чтобы снизить риск повреждения взаимосвязанного оборудования. Поэтому рекомендуется создать трехмерную сеть соединения, как указано в части 4 стандарта IEC62305.
  Важное примечание 1: Любое обязательство (не рекомендация) по внедрению трехмерной соединительной сети внутри здания может быть обнаружено с помощью исследования по оценке рисков.
  8-      В изолированных системах и зданиях, содержащих ИТ-оборудование, рекомендации по повышению эффективности экранирования следующие:
  В случае зданий с большими токоотводов обычно нет необходимости рассматривать какую-либо трехмерную систему соединения вокруг комнаты с ИТ-оборудованием.
  В случае зданий с низкими поверхностями рекомендуется предусмотреть трехмерную систему склеивания вокруг помещения для ИТ-оборудования. В этом случае, если помещение для ИТ-оборудования расположено в центре здания и в этой зоне нет внутреннего токоотвода, обычно нет необходимости рассматривать систему трехмерного соединения.
  Важное примечание 2: Технически обязательство по внедрению трехмерных систем склеивания в любом комплексе исходит из результатов исследования оценки риска, при этом размеры внешней экранирующей сети получаются из высокочастотного исследования с помощью программного обеспечения, извлекающего приблизительное значение вручную или из рекомендаций в стандартах (максимум 5 метров, рекомендуемые 3 метра и т. д.)
  Системы уравнивания потенциалов — основная (ОСУП) и дополнительная (ДСУП). Заземление
  С течением времени здания приобретают все более широкую и сложную электрическую систему. Таким образом, потребители с низким напряжением могут получить больший ущерб от перенапряжений, вызванных грозой и возникающих в результате воздействия электрических импульсов, а также сокращение разделения опасного пространства между электрообъектами и молниеприемником. Объёмная система электропроводных сетей организована информационным обеспечением, антенными сооружениями, коммуникациями центрального отопления, водоснабжения, газоснабжения и электроснабжения. Единственная молниезащита при воздействии электромагнитного импульса не способна предотвратить повреждение достаточно слабого оборудования. Поэтому следует формировать сеть общей молниезащиты и в первую очередь основную систему уравнивания потенциалов.
  Для чего он используется?
  Уравнивание потенциалов применяется для обеспечения уравнивания во всех металлических частях здания, соединенных между собой, то есть для образования эквипотенциальной поверхности. В этом случае при попадании в дом повышенного потенциала на всех металлоконструкциях он увеличивается синхронно, благодаря чему не развивается опасная разность напряжений и не образуются искрение и прохождение опасных токов.
  Соединительные элементы
  Важной защитной мерой является создание основной системы уравнивания потенциалов. Он соединяет главную шину заземления, главную линию заземления, защитную магистраль и токопроводящие элементы, к которым относятся:
  детали арматурные конструкций с железобетонным основанием;
  элементы зданий из металла, климатические системы, центральное отопление;
  Мощность системы стальных трубопроводов
  .
  Чаще всего система уравнивания потенциалов имеет только один метод вывода. В помещении распределительного элемента главная шина монтируется на максимально близком расстоянии от места ввода.
  Система молниезащиты
  Из-за быстрого нарастания тока и его большой силы во время удара молнии создается огромная разность потенциалов, намного превышающая разность потенциалов, возникающую при утечке тока. Поэтому требуется уравнивание потенциалов для защиты от воздействия токов молнии.
  Для предотвращения неуправляемого короткого замыкания конструкция молниезащиты, система заземления, металлическое оборудование, электроустановки с защитными механизмами должны быть либо боковыми, либо непосредственно совмещенными.
  К системе уравнивания должна быть подключена шина уравнивания потенциалов открытого доступа для проведения поверочных работ. Автобус также имеет заземление. В больших зданиях их может быть несколько, если они имеют связь между собой.
  Выравнивание потенциалов в системе молниезащиты проводят в местах ввода проводников в помещение и нарушениях безопасных расстояний, на уровне почвы или в подвале.
  Дом, построенный на стальном каркасе или железобетонном основании или с отдельным помещением для внешней молниезащиты, должен иметь уравнивание потенциалов на уровне земли. В домах высотой более 30 м выполняется через каждые 20 м.
  Молниеотводы устанавливаются на безопасном расстоянии для предотвращения импульсных реакций. При невозможности соблюдения безопасного расстояния системы уравнивания потенциалов молниеотвод и приемник образуют взаимодополняющие связи между собой. Стоит отметить, что они могут привести к внедрению в конструкцию повышенного потенциала.
  Дополнительное устройство
  Создается дополнительная система уравнивания потенциалов, форму и применение которой определяет ПУЭ, в местах расположения электрооборудования, в которых существующие условия могут быть опасными, и если в нормах указывается на необходимость этого. Он образует связь между всеми частями существующего оборудования и сторонними проводниками, которые находятся рядом с ними.
  Типичными помещениями и сооружениями, где должны применяться дополнительные меры безопасности, являются антенное оборудование, средства молниезащиты, удаленные средства связи, зоны с повышенной взрывоопасностью, больницы, фонтаны, аквапарки и ванные комнаты. Предприятие, которое занимается выполнением монтажных работ, должно выполнять их в соответствии с указаниями ПУЭ-7.
  Возможности молниезащиты и аксессуары
  Присоединение системы молниезащиты и арматуры оборудования, к которым должны подходить воздуховоды климатических и вентиляционных устройств, крановые рамы, лифтовые направляющие элементы, трубопроводы таких систем, как пожаротушение, теплоснабжение, газо- и водоснабжение быть на связи. По возможности каждая металлоконструкция соединяется с балансирными шинами. В качестве соединительных линий могут выступать электропроводящие трубы (исключение — газопровод).
  При наличии изолированного участка на водо- и газопроводах для шунтирования используются проводники системы уравнивания потенциалов. Специальное подключение к устройству молниезащиты не требуется для подземных трубопроводов из металла, расположенных вблизи земли. То же самое касается железнодорожных путей. Если без объединения не обойтись, то оно предварительно согласовывается с эксплуатирующей компанией.
  Заземление
  Заземлитель повторный работает с помощью двух вертикальных электродов длиной не менее 5 м, скрепленных между собой горизонтальным заземлителем. В роли последнего выступает стальная полоса, она же используется для формирования проводника, соединяющего ГЗС и дополнительный заземлитель. Полоса должна быть толщиной не менее 4 мм с площадью поперечного сечения 75 мм ² . Нормирования сопротивления повторного заземлителя нет.
  Сечение питающего кабеля влияет на выбор жилы уравнивания потенциалов, оно не должно быть меньше половины сечения кабеля. Наиболее распространена проводка ПВ1 и стальная полоса, также используется одножильный кабель. При разветвлении ствола проволокой часто используют специальные компрессы.
  Технические средства и молниезащита
  В соответствии с тезисами ПУЭ-7 и с учетом границ сечения жил все соединения выполняются для уравнивания потенциалов молниезащитных сооружений. Соединения должны быть раздельными, прямыми и осуществляться через искровые разделительные промежутки.
  Система молниезащиты может быть напрямую интегрирована со следующими устройствами:
  заземляющие элементы системы высоковольтной защиты сооружений охранного типа;
  антенные устройства;
  линии заземления, расположенные под землей ниже расстояния от систем связи и защиты от перенапряжения;
  заземление силовых сооружений, мощность которых превышает 1 кВт, при этом не должно быть возможности ввода высокого потенциала в заземлители;
  Защитные соединения
  в сетях ТТ для защиты от поражения электрическим током при непрямых контактах.
  При прокладке информационных или силовых линий в металлических трубах или экранировании дополнительная система уравнивания потенциалов не требуется.
  Искровые разрядники
  Контрольные испытания следует проводить при получении доступа к местам искрового отключения. Благодаря правильному проектированию и установке внутреннего механизма молниезащиты повреждения, вызванные разностью потенциалов и импульсами перенапряжения, сведены к минимуму.
  Соединение через искровое промежуточное разделение осуществляется для следующих элементов:
  заземление измерительных систем отдельного исполнения;
  установки, защищенные от утечки тока и имеющие антикоррозионную катодную защиту;
  обратный провод тягового элемента постоянного тока, а также переменного при отсутствии возможности выполнения прямого объединения по сигнальным и техническим причинам;
  вспомогательные заземляющие части защитного отключения, срабатывающие при опасном напряжении.
  Установка
  При строительстве здания должен быть произведен монтаж системы управления, так как есть некоторые сложности при использовании в готовых зданиях. Дополнительную коробку уравнивания потенциалов запрещается использовать в зданиях с заземлением типа TN-C. При несоблюдении этого правила при обрыве нулевого провода есть вероятность поражения электрическим током жильцов, не установивших РСУ. Это ограничение касается в основном старого многоэтажного жилого фонда.
  Избавиться от этой проблемы позволяет система заземления другого типа: для этого выполняется контур заземления и подключается медным проводом к зажимной главной шине.
  Пластиковые трубы
  На сегодняшний день довольно широко распространены коммуникации с использованием пластиковых труб, не требующих интеграции с системой уравнивания. В то же время, если в существующих ЦСЭС заменить металлические трубы на пластиковые с другими токопроводящими свойствами, произойдет размыкание металлических частей в помещении (полотенцесушителя, батарей) и заземляющей шины, что делает их опасными.