Заземление станков: Как организовано заземление станков?

Как организовано заземление станков?

24.11.16

Промышленные предприятия, имеющие в своем производственном процессе металлообрабатывающие станки, не понаслышке знают о заземлении. Обеспечение электробезопасности для людей — основная задача на любом производстве. Для предотвращения травмоопасных ситуаций, связанных с поражением током, информацию о заземлении обязательно включают в инструкции по технике безопасности. Давайте выясним, как организовано заземление станков?

Общий принцип заземления

Металлообрабатывающие станки бывают разных типов и назначений: токарные, фрезерные, сверлильные, сварочные и прочее. При этом, заземление для них выполняется по одному и тому же принципу. Станок должен иметь соединение как с внутренним контуром заземления, служащим для уравнивания потенциалов и снижения напряжения прикосновения, так и с внешним, обеспечивающим растекание тока в землю. Об этом свидетельствуют иллюстрации к инструкциям по технике безопасности советских времён.

Прошло уже много времени, но они до сих пор информативны и просты для понимания.

Техника безопасности при работе на фрезерных станках, 1966 год

Техника безопасности при работе на токарных станках, 1964 года

Техника безопасности при работе на станках сверлильной группы, 1966 год

Устройство заземления станка

Устройство заземления выполняется из двух частей: заземление электрической цепи и заземление металлического корпуса.

Первая часть, как правило, уже предусмотрена сетью электропитания — к станку подключается кабель, имеющий жилу заземления. В случае пробоя на корпус станка или аварии в сети, за счет заземления удастся снизить потенциал на корпусе и избежать поражения рабочего электрическим током.

Однако, рекомендуется обратить внимание на следующие сложности:

1. Если станок предназначен для другой сети питания, может возникнуть перекос фаз.
   Согласно промышленному стандарту питания на предприятиях должна быть трехфазная сеть, однако есть современные станки, выпускающиеся для бытовой однофазной сети. При подключении этих станков таким образом, что фазы оказываются неравномерно загружены, их корпусы могут оказаться под опасным для человека потенциалом.
2. Если станок подключен к компьютеру, важно помнить, что они должны быть подключены к одной сети, чтобы не было риска попасть под напряжение при одновременном прикосновении и к компьютеру и к станку.

Вторая часть заземления отвечает за снятия напряжения с металлической конструкции станка и снижение напряжения прикосновения. Выполняется путем соединения заземляющего проводника к шине заземления в полу или внутреннему контуру заземления.

Каждый станок, как и любое другое технологическое оборудование, имеет в своей инструкции по эксплуатации рекомендации по устройству заземления, поэтому при проектировании и монтаже заземления следует учитывать индивидуальные особенности станка. Читайте больше о технологическом заземлении в примерах расчёта, указанных ниже!

 

---

Читайте также:

---

Хотите получать избранные новости о молниезащите и заземлению раз в 3-4 недели?
Зарегистрируйтесь и автоматически получайте email-рассылку с подборкой.

Все новости публикуются в наших группах в мессенджерах и в социальных сетях.
[ Новостной канал в Telegram ]

---

Смотрите также:

Как производится заземление станка

Согласно технологическим требованиям, заземление станка следует производить, когда показатель номинального напряжения не превышает 36 Вольт переменного и 0 Вольт постоянного тока (П0). Станки допускается заземлять при помощи медных проводников с определенным показателем наименьшего сечения (измеряется в квадратных миллиметрах). Так, при открытой прокладке это значение равно 4, а при использовании покрытых изоляцией проводов — 1,5. Соединения, формируемые между подвижными элементами оборудования и поверхностями заземлённых станин, могут выступать в роли проводников в том случае, если общее сопротивление такой цепи не будет пересекать отметку в 0,1 Ом.

Важная информация

Чтобы алмазный инструмент для камня или любой другой станок работал безупречно, важно не пренебрегать правилами заземления оборудования. Не рекомендуется применять в качестве проводников такие металлические изделия, как рукава, оболочки кабелей, трубы. Крепёжные винты либо детали, фиксирующие отдельные узлы станков, допускается эксплуатировать как элемент заземления лишь в особых ситуациях. Например, когда на контактируемых поверхностях соединенных частей отсутствует слой краски, смазочный материал либо прокладки из изоляционных компонентов, препятствующих электроконтакту. Чтобы произвести заземление оборудования, размещённого на подвижных частях станка, рекомендуется использовать особый изолированный провод достаточной гибкости.

Проведение работ

Заземление станка, а также его узлов, установленных отдельно, обычно выполняется посредством их соединения с цеховым контуром, созданным специально для осуществления этой функции. Для заземления у основания наружной поверхности оборудования и его компонентов применяют особые винты. Чтобы создать надёжный контакт, основания под них необходимо зачистить до блеска, облужить либо покрыть специальным антикоррозийным составом. Важно понимать, что заземление станка следует производить так, чтобы при изъятии отдельных компонентов не происходило нарушения целостности созданной системы.

Заземление станка с ЧПУ

Правила устройства электроустановок, к которым относятся лазерные и фрезерные станки с ЧПУ возлагают на покупателя станка определенные обязательства по подключению, в особенности подключение питания через стабилизатор, а также обязательное наличие заземления в розетке и дополнительное защитное заземление корпуса станка. Но в связи с тем, что эксплуатация станка в целом является процессом не сложным по сравнению с оборудованием более высокого класса или , к примеру, производственных линий, то чаще всего подключение станка воспринимается как подключение принтера и у покупателя возникает желание установить его в офисном помещении или в обычной квартире. Так как от этого никуда не уйти, то данная тема является актуальной и полезно все таки разобраться, что же делать в таком случае и как организовать правильное подключение станка во избежание его выхода из строя или поражения током оператора.

Важно не забывать, что при отсутствии заземления существует высокий уровень опасности поражения электрическим током для персонала, работающего с оборудованием. Удар током в таком случае не обязательно будет с летальным исходом, однако шоковый удар человек «поймать» сможет с легкостью.

Отсутствие заземления также влияет на электронику станка и возникает риск помех и электрических наводок. Не следует забывать о необходимости заземления периферийных устройств, подключенных к станку, таких как компьютер, воздушный компрессор, водяная помпа, чиллер и т.п. При отсутствии заземления электроника станка может вести себя непредсказуемо, например, обрывать процесс обработки заданного файла в середине процесса, дисплей станка может мигать и частично не отражать информацию, также возможен сбой в работе двигателей и драйверов в виде, к примеру, пропусков шагов.

Заземление не стоит путать с занулением, на эту тему ходит очень много споров, однако опыт такой замены не приводит обычно к желаемому результату и является как правило очень опасным.

Заземление, как было указано выше, должно быть организовано как в розетке, так и для корпуса станка. Наличие соответствующего заземления в розетке офисных помещений и квартир на практике встречается довольно редко, поэтому вначале необходимо убедиться в наличии непосредственно заземления в вашей трехпроводной системе электросети.

Чаще всего в подобного рода помещениях вместо заземления присутствует его проводка, но соединяется она не со специальным контуром, помещенным в землю и обеспечивающим заземление всего здания, а с нулевым проводом.

В случае, если вы проверили и полностью уверены в наличии в вашей розетке заземления, а также сможете без проблем доказать поставщику оборудования наличие именно заземления (в течение гарантийного срока на оборудования), то также уверенно вы можете использовать заземление в розетке и отдельное заземление корпуса в таком случае вам не обязательно.

В противном случае-при отсутствии у вас такой уверенности и доказательств наличия заземления в розетке вам необходимо обязательно организовать и подключить отдельный заземляющий контур к дополнительному выводу заземления станка.

Для заземления корпуса станка обычно имеется дополнительный вывод заземления, к примеру:

---

Правильная организация заземления

Правильное заземление производится проводом сечением не менее 4 мм и конструкцией треугольника. Этот совет применим для оборудования с потреблением не более 2 кВт.

Для заземления треугольником может использовать три вертикальных электрода заземления, например, стержень, трубка или уголок. Они должны располагаться в вершинах равностороннего треугольника со сторонами 1,3-3 м и соединенных между собой горизонтальным проводником, например, стальной полосой. Для соединения проводников правильнее использовать сварку.

При выборе материала электродов стоит учесть ограничения в виде наименьших размеров заземлителя для каждого материала электрода – ПУЭ 1.7.4, при самостоятельном изготовлении контура крайне не рекомендуется отклоняться от данных значений.

Глубина погружения электродов зависит от диаметра электрода, электроды 12 мм забиваются на глубину до 6 метров, электроды до 20 мм погружаются на глубину до 10 метров.

Для наиболее эффективного заземления не редко используется соль при погружении электродов. Соль в таком случае помогает уменьшить сопротивление заземляющего контура, которое не должно превышать 5 Ом для нормального функционирования станка.

Более подробные требования и информацию можно найти в ПУЭ и ПТЭЭП.

Заземляющий контур помимо самостоятельного изготовления можно приобрести в готовом виде в специализированных магазинах.

Как не стоит организовывать заземление корпуса:

Заземление лазерного станка

Несмотря на то, что любой станок с ЧПУ является технически сложным устройством, в наши дни его эксплуатация практически приравнивается к пользованию, скажем, принтером или бытовой техникой. Происходит это потому, что любой ЧПУ станок, а в особенности малогабаритные лазерные граверы, настолько оптимизированы в плане установки, настройки и обслуживания, что разобраться в несложных правилах эксплуатации способен совершенно любой человек. И именно сюда тянутся корни двух основных проблем – несоблюдения техники безопасности и неправильная эксплуатация оборудования.

Наиболее часто эти проблемы встречаются в ситуациях, когда владельцы лазерных станков с ЧПУ устанавливают их не в специально оборудованных помещениях, а в офисах или жилых помещениях. Стоит ли говорить о том, какой риск влекут за собой подобные безответственные действия? Причём риск порчи и уничтожения имущества не только для самого владельца станка, но и для его соседей.

Тем не менее, если ситуация не оставляет вам выбора, как минимум, следует не поступать опрометчиво, учась на собственных ошибках, которые могут стать фатальными, а сделать самый первый шаг в верном направлении. А именно – ознакомиться с инструкцией по эксплуатации, где подробно рассказано как правильно подключить, подготовить и запустить ваш лазерный станок с ЧПУ. Купить сложное оборудование, это лишь начало. Куда важнее научиться правильно с ним обращаться. И первое, на что обратит ваше внимание техника безопасности при эксплуатации станка с ЧПУ, это заземление.

Можно ли работать без заземления?

Можно, но как показывает опыт работы техцентров, сравнительно недолго. Мало того, что без заземления существует опасность поражения электрическим током персонала, работающего с оборудованием, отсутствие заземления также повышает риск помех и электрических наводок в электронике самого станка. Конечно, удар током вероятнее всего не будет летальным, однако при систематическом повторении, ничем хорошим такая «шоковая терапия» не закончится.

Ещё одна неочевидная на первый взгляд проблема состоит в том, что наиболее частая ситуация, сопряженная с риском возгорания и/или поломки, выглядит следующим образом: лазерный станок с ЧПУ заземлён правильно, по всем стандартам, но периферийное оборудование, подключенное к станку, работает без заземления совсем. Не забывайте о том, что компрессор, чиллер, вытяжка и даже рабочий компьютер, всё это электрооборудование, напрямую связанное со станком и работать без заземления с ними, практически то же самое, что не заземлять и сам станок.

Но бывает и такое, что рано или поздно, часть цепи заземления выходит из строя. Как можно это выяснить, не проводя полное ТО? Тут, всё достаточно просто. Так как лазерный станок с ЧПУ даёт довольно типичные ошибки, то они и являются, своего рода индикатором износа вашей системы заземления. Так, неполадки в работе шагового двигателя, пропуск шагов, «слетание» софта, моргание дисплея и тому подобные малые «глюки» заранее сигнализируют вам о возникшей проблеме.Юбез>

Заземление против зануления

Спор о том, можно ли заземление заменять занулением не прекращается ни на день. До сих пор, начав искать информацию в сети, вы можете без труда наткнуться не только на псевдоспециалистов, которые обязательно расскажут вам о том, что они вот уже сто двадцать лет работают вовсе без заземления, но и тех, кто аргументированно агитирует за то, чтобы использовать именно зануление. Но, для того, чтобы понять суть проблемы, надо вникнуть в разницу между двумя этими процессами.

Если при заземлении используется специальная металлоконструкция, с помощью которой оборудование соединяется непосредственно с землей, то при занулении создаётся контур, связывающий все входящие в него элементы с металлическим корпусом станка. Таким образом, если лазерный станок с ЧПУ заземлён, при высоком напряжении на рабочей части заземление стремительно отводит электрический ток в землю, тем самым обеспечивая защиту для человека, а при занулении контур напряжение не уменьшает, а лишь разъединяет участок цепи.

Вывод напрашивается сам собой – работать совсем без заземления или заменив оное занулением, это две стороны одной монеты и равноценно опасны при эксплуатации любого оборудования, находящегося под напряжением, если не наблюдать его 24 часа в сутки. Более того, если при занулении станка фаза и ноль будут подключены неправильно, корпус устройства окажется присоединенным не к «нулевому» проводу, а к фазному, что обеспечит возникновение потенциала 220В на теле лазерного станка.

---

Стабилизатор РЕСАНТА АСН- 500/1-Ц, мощность 500 Вт
Стабилизатор РЕСАНТА АСН- 1000/1-Ц, мощность 1000 Вт
Стабилизатор РЕСАНТА АСН- 3000/1-Ц, мощность 3000Вт
Стабилизатор РЕСАНТА АСН- 5000/1-Ц, мощность 5000 Вт

---

Заземление оборудования

Любой лазерный станок с ЧПУ располагает заземлением электротехнической части на розетку, а также имеет дополнительный вывод заземления непосредственно на корпусе. Таким образом, исходя из вида электросети, к которой будет подключен лазерный станок, выбирается правильная система заземления, которая организуется как в двухпроводной, так и в трехпроводной электросети.

• Трёхпроводная «евросеть» — это тандем электропроводки с фазой и нулем, а также дополнительным проводом для заземления.
• Двухпроводная – это простое соединение заземляющего контура с нулевым проводом.

Прежде чем приступать к заземлению, вам необходимо точно узнать, какое заземление дома (в котором находится помещение для лазерного станка) используется и отталкиваться уже исходя из этой информации. Конечно, мы ни в коем случае не одобряем установку лазерного оборудования в местах, напрямую для этого не предназначенных, но лучше вооружиться четким пониманием того, что организовать заземление дома можно и нужно – причём иногда самостоятельно, лишним не будет.

Заземление в розетке

Одним из самых важных этапов подготовки оборудования к работе является проверка «честности» трёхпроводной электросети, причём сделать это нужно до момента подключения к ней оборудования. В данной стыковочной схеме нулевой провод должен быть соединен отдельным проводом с правильно организованным заземленным контуром (металлической трубой или «треугольником»).

В случае, если вы проверили и полностью уверены, что в вашей розетке есть провод заземления и при возникновении гарантийного случая сможете без проблем это доказать поставщику оборудования, то можете уверенно использовать именно его.

Отдельное заземление корпуса в таком случае совершенно не обязательно, однако следует иметь в виду, имеет место быть и «нечестное» заземление, что чаще всего встречается в старых зданиях с двухпроводной электросистемой, которая не гарантирует надежное подключение. В этом случае (как и в любом другом, при возникновении сомнений) следует провести заземляющий контур уже от корпуса станка через дополнительный вывод заземления.

Как сделать контур заземления?

Для организации правильного заземления вам потребуется:

• провод сечением не менее 4 мм
• конструкция треугольника

Для заземления треугольником, в качестве вертикальных электродов заземления можно использовать металлические стержни, трубки или уголки. Их следует расположить в вершинах равностороннего треугольника со сторонами 1,5-3 м и соединить между собой горизонтальным проводником (стальной полосой и т.п.). Для соединения самих проводников между собой и крепления их к электродам рекомендуется использовать сварку.

Ещё один важный аспект – при выборе материала электродов обязательно следует учитывать ограничения в виде наименьших размеров заземлителя для различных типов материалов. Обратитесь к главе 1.7.4 правил устройства электроустановок, для лучшего понимания данного вопроса.

Следующий фактор эффективного заземления, это глубина погружения электродов. Она напрямую зависит от диаметра электрода. Например, электроды диаметром 12 мм забиваются на глубину до 6 метров, электроды до 20 мм погружаются на глубину до 10 метров и т.д.

Для наиболее эффективного заземления нередко при погружении электродов используется соль, которая помогает уменьшить сопротивление заземляющего контура, которое, для нормального функционирования станка, не должно превышать 5 Ом. Более подробные технические условия и требования, а также точную информацию о том, >как правильно сделать контур заземления можно найти в ПУЭ (правил устройства электроустановок) и ПТЭЭП (правила технической эксплуатации электроустановок потребителей).

P.S. Как не стоит организовывать заземление корпуса.

Полезные ссылки

---

---

Полезные статьи

Изготовление визиток при помощи лазерного станка с ЧПУ как бизнес-план

Визитки, изготовленные на плотном, ламинированном картоне, со скруглёнными углами и минималистичным дизайном, сохраняются гораздо чаще. А теперь представьте, насколько широкий простор для творчества открывает перед вами использование лазерного ЧПУ станка.
читать далее

---

Бизнес-план: Лазерная резка подарочных топперов

Топпер — это символ, слово или несколько слов на палочке. Обычно они представляют собой сочетания поздравительных слов, выражения чувств или благодарности, а также могут просто быть отражением какого-либо события. По сути топпер – своего рода флажок, несущий определённую простую смысловую нагрузку.
читать далее

---

Правильное заземление лазерного станка с ЧПУ

Правила техники безопасности в обязательном порядке предписывают организацию заземления при эксплуатации станочного оборудования. Однако, лазерные станки с ЧПУ настолько просты в использовании и «дружелюбны» в управлении, что иногда воспринимаются не как промышленное оборудование, а скорее как оргтехника. И возникает естественное желание установить их в обычное офисное помещение (или даже в квартиру). Как быть в этом случае с организацией правильной схемы заземления? Достаточно ли подключения станка к «правильной» евросети (ведь она уже содержит заземляющий контакт)?

Чем опасно отсутствие «земли»?

Прежде всего, эксплуатация незаземлённого оборудования представляет опасность для персонала — риск поражения электрическим током. Существует масса случаев, когда на корпусе оборудования может присутствовать электрический заряд. Тогда даже случайное касание лазерного станка с ЧПУ может привести к шоковому удару (возможно и не смертельному, но крайне неприятному!). Вторым нежелательным следствием наличия «корпусных токов» является электромагнитные помехи и наводки. Следует помнить, что лазерные станки с ЧПУ должны работать в тесной «связке» с персональным компьютером. Посредством ПК станок в режиме «реального времени» получает задание на обработку. Следовательно, наводки на информационный кабель (который не имеет должного защитного экранирования) могут вызывать ухудшения качества обработки — вплоть до появления брака и полностью испорченных заготовок. Необходимо также учесть, что стационарный ПК в свою очередь нуждается в заземлении. А если его нет, то «корпусной заряд» на станке плюс аналогичный паразитный потенциал на корпусе компьютера (исключая ноутбук) представляют тройную опасность! (для персонала, в плане генерирования помех и риске сгорания USB-портов или прочих электронных компонентов).

Ещё одним неприятным следствием наличия электропомех может являться «пропуск шагов» приводными электродвигателями портала излучателя. Поскольку лазерные станки с ЧПУ отличаются повышенной точностью обработки (требующей, в том числе, наличия прецизионной механической части), даже малейшие наводки на шаговые электродвигатели (которые никак не экранированы от помех) приводят к нарушению точности позиционирования лазерной головки. В таком случае достижение заявленных характеристик лазерного оборудование будет невозможно. Даже для абсолютно исправного лазерного станка с ЧПУ!

Зануление вместо заземления?

При установке лазерного оборудования в офисном здании (особенно многоэтажном) бывает проблемно организовать полноценную «землю» (т. е. протянуть отдельный провод достаточно большого сечения, соединённый со сварным «треугольником» прутков, надёжно вкопанных в грунт вне здания). В этом случае из положения часто выходят, соединив «землю» станка с нулевым проводом электросети. Подобный способ встречается очень часто — не только со станочным оборудованием. Вся «евротехника» в старых квартирах (с двухпроводной электросетью без отдельно «земли») по сути заземлена неправильно.

При этом зануление вместо полноценного заземления очень опасно! Во-первых, если перепутать фазу и ноль (просто воткнуть вилку в розетку «вверх-ногами») корпус станка может оказаться соединённым не с нулевым проводом электросети, а с фазным. И на корпусе лазерного станка окажется потенциал в 220 В! В таком случае всякое отсутствие заземления будет лучше, чем подобная кустарная схема!

Честная «евросеть»

Под «евросетью» (не путать с компанией!) принято понимать трёхпроводную схему электропроводки с фазовым и нулевым проводами, а также отдельным проводом для заземления. Лазерные станки с ЧПУ, как правило, имеют выведенное заземление электротехнической части именно на провод розетки. Однако при этом на корпусе лазерного станка имеется дополнительный вывод заземления. Что в таком случае с чем соединять?

Начать следует с выяснения «честности» заземления трёхпроводной электросети бытового помещения. При наличии «честной земли» нулевой провод (третий контакт евророзетки) соединяется отдельным проводом с хорошо заземлённым контуром (металлической трубой или «треугольником», как описано выше, одним словом, со специально организованным заземляющим контуром всего здания).

Однако трёхпроводная схема может иметь и «нечестное» заземление. Это когда контур заземления просто соединяется с нулевым проводом. В принципе «нечестным заземлением» будет любое подключение евровилки в двухштырьковую электророзетку старого здания (с двухпроводной проводкой). При этом нет никаких гарантий, что контур заземления соединён с нулём, а не фазой (как рассматривалось в разделе «зануление»).

Применительно к лазерному станку: если вы абсолютно уверены, что здание оборудовано современной трёхпроводной «европроводкой», то для надёжного заземления лазерного станка достаточно лишь воткнуть его евровилку в электророзетку. В этом случае отдельный вывод заземляющего провода станка можно и не использовать (оставить свободным).

Если же офисное здание оборудовано старой, двухпроводной элеткросистемой (или есть подозрение на «нечестную землю»), то лучше перестраховаться и организовать отдельный заземляющий контур с которым соединить штатный вывод «земли» станка.

Как заземлить фрезерный станок

31.08.2017

Заземление — обязательный этап подготовки фрезерного станка с ЧПУ к успешной и безопасной эксплуатации. Как? Читайте в данной статье!

Заземление осуществляется за счет электрического соединения оборудования с заземляющим устройством с малым сопротивлением и большой электрической емкостью. Цель такого соединения — нивелировать повышенную разницу потенциалов между защищаемым оборудованием и другой техникой на производственном объекте, что позволяет почти исключить риск для персонала.

Современные фрезерные станки по своей конструкции представляют минимальную электрическую опасность, однако любая подобная техника является потенциальным источник напряжения, особенно если:

— повреждена изоляция системы
— подключение к электросети выполнено неверно
— применяются не рекомендованные силовые кабели
— электросеть на производстве неисправна
— станок не очищается от пыли и стружки, являющихся источниками статического электричества
— к станку подключено неисправное дополнительное оборудование и устройства

Исключение вышеперечисленных опасных моментов — уже во многом залог безопасности работы фрезерного оборудования. Тем не менее, заземление должно быть выполнено по всем правилам.

ГОСТ регламентирует необходимость заземления для оборудования, которое работает при напряжении переменного тока от 380 В и более (а значит, все мощные профессиональные фрезерные станки). При подключении компактных настольных станков к бытовой электросети единственным требованием является правильное заземление электрической розетки.

Заземление профессионального фрезерного оборудования включает следующие работы: заземление электрической цепи и заземление металлического корпуса станка. Электрическая цепь заземляется при подключении станка кабелем с жилой заземления. Этого достаточно, чтобы при аварии нивелировать потенциал на корпусе станка. Однако необходимо следить, чтобы количества фаз станка и сети совпадало — профессиональные 3-фазные станки должны подключаться к соответствующей электросети. Если в процессе производства также используется компьютер, он должен быть включен в единую электросеть.

Заземление корпуса станка выполняется при помощи соединения заземляющего проводника к шине заземления в полу или внутреннему заземляющему контуру. В любом случае необходимо строго соблюдать рекомендации производителя конкретного фрезерного оборудования по устройству заземления!

Возврат к списку

Заземление для лазерного станка и станка чпу

Сегодня широко эксплуатируются различные типы и модели современного высокоточного оборудования и станков с ЧПУ, в том числе и такого, которое может устанавливаться непосредственно в офисе или в его подсобных помещениях. Как правило, оно потребляет небольшую мощность, может питаться от обычной бытовой электросети, что часто приводит к последующим проблемам при эксплуатации.

Часть этих проблем напрямую связана с тем, что при установке и подключении оборудования не уделили внимание такому важному вопросу, как заземление станка чпу.

Роль заземления и риски, связанные с его отсутствием

В зависимости от типа оборудования, оно может подключаться как в обычную розетку бытового типа, так и к промышленной сети через специальные монтажные элементы. В обоих случаях выполнить заземление для лазерного станка следует обязательно по следующим причинам для:

• исключения пробоя напряжения на корпус устройства и поражения электрическим током;
• исключения скопления статического напряжения на корпусе;
• уравнивания потенциалов между оборудованием, например, самим станком и компьютером, через который выполняется управление во избежание помех и выгорания элементов портов коммутации;
• минимизации вероятности сбоя в работе оборудования.

При подключении промышленным способом в специально оборудованном цеху проблем возникает меньше, чем при установке такой техники в офисных помещениях. В этом случае перед подключением лазерных станков следует выполнить:

• Проверку сопротивления заземления;
• Наличие реального заземления розетки третьим проводом с подключением к заземляющему контуру;
• Обязательное заземление корпуса отдельным проводом.

Такие работы требуют наличия измерительных приборов, опыта и допуска к работе с низковольтными сетями.

Заключение

Когда вы приобретаете любые станки с ЧПУ, в том числе и лазерные, обязательно позаботьтесь о наличии качественного заземления и его правильной коммутации в розетке и отдельного заземления корпуса.

Если у вас нет своих специалистов, которые имеют соответствующую квалификацию и допуск, проверить качество заземления и правильно подключить станок к электросети вам помогут сотрудники нашей компании.

Рассказать друзьям!

Заземление станков с ЧПУ: Ваш случай

Предупредите OEM-производителя о возможных опасностях поражения электрическим током, повреждении молнией, токах контура заземления и электролизе на вашем предприятии. Если вы обнаружите, что «требуемый» заземляющий стержень вызывает такие проблемы, попросите производителя принять ответственность в письменной форме.

Одной из самых горячих тем в области качества электроэнергии, NEC и заземления сегодня является заземление станков с ЧПУ. Почему? Поскольку часто существует разница между требованиями к установке OEM (производителя оригинального оборудования) и ожиданиями электрика о том, что вы должны делать в соответствии с требованиями NEC, это часто сбивает с толку.

Например, в спецификациях OEM-производителей обычно требуется, чтобы конечный пользователь обеспечивал заземляющий стержень на контроллере станка. OEM делает это, потому что подозревает, что система заземляющих электродов конечного пользователя может быть неадекватной. Посередине оказывается конечный пользователь, которому приходится выбирать между опытным электриком и OEM. Обычно конечный пользователь встает на сторону OEM-производителя, который отказывается от гарантии на свое оборудование, если установка не включает электрод с отдельным приводом.

Электрод с отдельным приводом в месте нахождения станка имеет много недостатков , в том числе:

Угроза безопасности персонала. Предположим, что в оборудовании происходит замыкание на землю, в котором заземляющий стержень используется в качестве единственного заземляющего проводника оборудования. Что происходит в этой ситуации? Обычно ток короткого замыкания отводится от проводников цепи на большей части пути обратно к источнику питания. Что в результате? Полное сопротивление цепи повреждения увеличивается, ограничивая ток, необходимый для отключения автоматического выключателя.

Повреждение оборудования молнией. Предположим, в здание попала молния. Что здесь происходит? Скорее всего, переданные потенциалы заземления возникают между основным рабочим заземляющим электродом и заземляющим стержнем на контроллере станка. Эти падения напряжения могут быть достаточно большими, чтобы вызвать повреждение оборудования. Когда это происходит, силовые провода, ведущие к станку, будут иметь другое напряжение, чем система заземления. Результат: возможен деструктивный отказ внутреннего оборудования контроллера станка.

Токи контура заземления. Заземляющие электроды в главном сервисе и контроллере станка действуют как две пластины в батарее. Почва (например, бетон и т. Д.) Между ними действует как электролит. Результат: электродвижущая сила постоянного тока, которая может вызвать протекание шумовых токов между двумя электродами. В зависимости от своей амплитуды эти шумовые токи могут нарушить работу оборудования или повредить внутренние компоненты.

Электролиз. Эти же токи в контуре постоянного тока могут вызвать гальваническую коррозию в результате электролиза.Типичный симптом этого явления — точечная коррозия резьбовых соединений и / или труб. Это становится более очевидным, когда постоянный ток между двумя заземляющими электродами приближается к 500 мА. Результат этой электролитической коррозии: соединения с высоким сопротивлением в системе электропроводки в помещении, потому что со временем она ухудшается.

Альтернативой одиночному заземляющему стержню на контроллере станка является дополнительное соединение заземляющего электрода со стальными конструкциями.П. 250-91 (c) NEC допускает этот тип подключения. Это разрешено, поэтому обширная система заземления оборудования может поддерживать нулевой потенциал по всей своей длине. Однако имейте в виду одно предупреждение: подключите заземляющий электрод к тому же типу электрода, что и у главного служебного входа. Как правило, конструкционной стали более чем достаточно для сравнения с контроллером станка.

Если вы не можете использовать дополнительный заземляющий электрод, выполните измерения двухточечного соединения, чтобы определить любые ослабленные соединения в системе заземления оборудования.Затяните все ослабленные соединения и замените все корродированные соединения. Это должно дать вашему оборудованию желаемое опорное напряжение нулевого напряжения.

Если производитель оригинального оборудования настаивает на установке заземляющих стержней на станочном оборудовании , попросите производителя подтвердить (на своем бланке), что он принимает на себя ответственность, если вы обнаружите, что его «требуемый» заземляющий стержень способствует поражению персонала, повреждению молнией, электрические шумы или электролитические условия. Такой подход в прошлом убедил более чем одного OEM-производителя принять принципы заземления и соединения, соответствующие требованиям NEC, а также рекомендованным практикам IEEE.

Электрооборудование: Качество электроэнергии — Практический пример: Сетевое предприятие осознает ценность правильного заземления

Скачать PDF-версию

Штаб-квартира McAfee Tool & Die Inc. в Юнионтауне, штат Огайо. Компания узнала, что станки с ЧПУ на самом деле являются чувствительным электронным оборудованием и что надлежащая система заземления абсолютно необходима, когда машины объединены в сеть. McAfee Tool & Die Inc. — это производственное предприятие с полным спектром услуг, расположенное в Юнионтауне, штат Огайо, пригороде Акрона.В бизнесе более 22 лет компания гордится тем, что является новатором в высококонкурентном бизнесе по производству инструментов и штампов. В дополнение к полному комплекту традиционных станков, штамповочных прессов и термопластавтоматов, компания использует более десятка станков с числовым программным управлением (ЧПУ), включая 3 трехосевых обрабатывающих центра, 6-проводные электроэрозионные станки (EDM). , 3 станка лазерной резки и токарный центр с ЧПУ. Оборудование

с ЧПУ является обычным явлением в мастерских по производству инструментов и штампов, поэтому, чтобы получить конкурентное преимущество, McAfee начала объединять свое оборудование в сеть почти восемь лет назад, когда сети еще считались передовым продуктом в области производства инструментов и штампов.Объединение своего оборудования в сеть позволяет McAfee централизованно хранить более 20 000 программ автоматизированного проектирования / автоматизированного производства (CAD / CAM), что делает их мгновенно доступными для операторов станков с ЧПУ. Сеть также обеспечивает более эффективное использование машинного времени, лучший административный контроль и снижение накладных расходов.

Терминалы CAD / CAM на базе Unix были первыми компьютерами, которые были объединены в сеть в McAfee Tool & Die в 1992 году. Станки с ЧПУ были объединены в сеть в 1994 году, а обе сети были связаны в 1998 году.Вот тогда дела пошли под откос. Пять (сейчас восемь) рабочих станций CAD / CAM на базе Unix были впервые связаны в 1992 году. В 1994 году управляющие компьютеры в десяти станках компании по производству лазеров, электроэрозионных станков и станков с ЧПУ были объединены в сеть.

Вот тогда и начались проблемы.

Сначала что-то пошло не так, но в следующие четыре года они стали хуже и дороже, особенно когда поблизости проходили грозы.

«Раньше я называл их« гремлинами »или« солнечными пятнами », потому что наши проблемы были очень спорадическими, — вспоминает Джон Стайлз III, старший программист McAfee и человек, который продвигал менеджмент на преимуществах сетей.«У нас было так много« маленьких »симптомов, что было трудно найти точную причину проблемы».

На самом деле, если сложить, проблем было совсем немного:

• Обмен данными со станком с ЧПУ останавливался в середине программы или никогда не запускался вообще. Так много для лучшего управления машиной.
ЭЛТ-экраны
• будут мерцать или искажаться. Может быть, неприятная проблема, но знак того, что впереди еще больше неприятностей.
• Символы в программах отсутствуют или изменены.
• Порты на компьютерной стороне серверного блока перестали работать. Нет порта, нет связи; нет связи, нет производства.
• Коммуникационные платы в станках с ЧПУ сгорят, и их придется заменить. Платы стоят недешево; эти затраты быстро увеличивались.
• Кабель RS-232, упирающийся в конкретную машину, может привести к тому, что другие машины не будут работать. Подкрепление кабеля куском веревки заставляло машины работать. Это было решение Руба Голдберга.Многие специалисты по обслуживанию думали, что мистер Стайлз зря теряет время. «Они думали, что я сошел с ума», — сказал Стайлз. «Мне сказали, что быстрое решение проблемы со строкой невозможно, но это был лишь один из многих шагов, которые я предпринял в процессе устранения, чтобы найти проблему, и, по крайней мере, пока это сработало».

Вернуться к началу

Множество плохих предложений

Компания добавила или изменила несколько станков с ЧПУ в течение следующих четырех лет. С каждым изменением в цехе менялась коммуникационная способность каждой машины.Проблемы с сетью продолжались, но ни их причины, ни решения не было видно. Десятки опытных технических специалистов OEM-производителей, а также мастера по ремонту оборудования и поставщики сетевого программного обеспечения предложили свои решения. Среди десятков их предложений типа «Попробуйте, дайте мне знать, работает ли это»:

• Переустановите порты на компьютерной стороне служебного блока, чтобы восстановить сигнал.
• Перезагрузите компьютер, чтобы восстановить связь.
• Отсоедините заземление кабеля RS-232 со стороны компьютера.
  Фактически, исходная сеть была неправильно настроена в соответствии с инструкциями сетевого специалиста.
• Переход на экранированные кожухи на машинах. Экранированные кожухи должны были устранить проблемы, связанные с электромагнитными помехами (EMI) и радиочастотными помехами (RFI), двумя известными причинами ошибок данных. Смена стоила денег, но не дала результата
• Переключитесь на кабель с двойным экраном, но отсоедините провода заземления от экрана.
• Измените распиновку кабелей связи с аппаратного подтверждения на программный протокол.
• Залейте воду в отверстие вокруг стержней заземления, расположенных рядом с каждой машиной.
  Это требует пояснений. Дополнительные заземляющие стержни для отдельных единиц оборудования в некоторой степени уникальны для станкостроительной промышленности. Никому не пришло бы в голову поставить отдельный стержень заземления для каждого компьютера в офисе, но такая практика широко распространена в механических цехах. Фактически, эта практика была рекомендована 10 из 15 OEM-производителей станков с ЧПУ, опрошенных в недавнем исследовании, проведенном для Исследовательского института электроэнергии (EPRI).Трое из пятнадцати опрошенных OEM-производителей даже заявили, что отказ от установки стержней приведет к аннулированию гарантии на их оборудование. Дополнительные заземляющие стержни разрешены в соответствии с Национальным электротехническим кодексом ® (NEC), но их следует устанавливать, если вообще, после тщательный анализ всей системы электроснабжения, заземления и молниезащиты здания. Установка дополнительных заземляющих стержней на отдельных станках с ЧПУ — это , а не . В руководствах по установке OEM конкретно не рекомендуют .Дополнительные заземляющие стержни, особенно те, которым разрешено «плавать», могут фактически снизить надежность и увеличить риск повреждения электронной схемы машины.
• Отсоедините кабели RS-232 со стороны машины во время грозы.
• Отсоединяйте кабели RS-232 со стороны машины перед каждым использованием.
  Опытный специалист посоветовал не использовать это исправление на том основании, что оно создаст антенну, якобы усугубляющую проблемы с шумом.
• Плавающие заземляющие провода для кабеля управления каждой машины.Как это ни странно звучит, идея плавающего (разъединяющего) заземления кабеля управления на одном конце кабеля все еще обсуждается в станкостроительной промышленности. Некоторые OEM-производители утверждают, что это уменьшает небольшие петли тока заземления на частотах мощности, но генерируемые таким образом напряжения холостого хода могут передаваться от экранов к проводникам данных внутри кабеля, тем самым фактически усугубляя ситуацию. Рекомендуется заземлять все экраны кабелей на обоих концах кабеля, используя правильные заделки на 360 градусов.
• Установите плавающее заземление для самой машины, т. Е. Изолируйте дополнительные заземляющие электроды на каждой машине от цепи заземления оборудования здания.

  ЭТО ПРЕДЛОЖЕНИЕ ЯВЛЯЕТСЯ НЕ ТОЛЬКО ОПАСНЫМ, ЭТО НАРУШЕНИЕ NEC, И СЛЕДУЮЩЕЕ СЛЕДУЮЩЕЕ БУДЕТ НЕЗАКОННЫМ! К сожалению, ПРАКТИКА ОТКЛЮЧЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЙ — ЧАСТО В ЦЕЛЯХ СТАНКОВ С ЧПУ.

  Отсоединение заземления машин от системы заземления оборудования здания — это пример того, что Джон Стайлз называет «фольклором», окружающим установку оборудования с ЧПУ.Для справки, производители станков с ЧПУ никогда не рекомендуют отключать заземляющие соединения на станках, но многие установщики, техники и ремонтники верят, что эта незаконная практика полезна. Они явно не понимают, что станки с ЧПУ являются управляемыми компьютером устройствами и что их следует рассматривать как «чувствительное электронное оборудование» в соответствии с рекомендациями IEEE Std. 1100 (The Emerald Book).

  К счастью, McAfee Tool & Die не последовала этому предложению.

Дополнительный заземляющий стержень на одном из станков McAfee с ЧПУ обведен кружком. Этот и другие дополнительные заземляющие стержни были отключены от машин, чтобы исключить повреждающие токи контура заземления. Затем машины были должным образом подключены к системе заземления здания по рекомендации PowerEdge Technologies, Inc. В этом случае использовалось экзотермически связанное соединение, обведенное кружком, но также могли использоваться одобренные механические соединители из меди или медного сплава. PowerEdge Technologies заменила существующую алюминиевую систему заземления, разъемы которой корродировали, на медь # 4/0 AWG, чтобы обеспечить длительную надежность.Back to Top

В поисках улик

К январю 1998 года шесть из двенадцати станков с ЧПУ McAfee были отключены от сети из-за множества возникших проблем. Теперь дела пошли под откос. Хотя компания потеряла только один 16-портовый терминальный сервер за четыре года, она потеряла три. в первые три месяца 1998 года. Некоторое время цех был сокращен до работы с перфолентой бумаги и совместного использования одного старого компьютера для управления своими машинами. Подвесной трансформатор оборудования с ЧПУ 480/240 В, правильно подключенный к системе заземления здания с помощью меди # 4/0 AWG, которая является кабелем большего диаметра, чем требуется NEC.Вертикальный заземляющий провод в крайнем правом углу прикреплен к строительной стали (не показана), которую PowerEdge Technologies использовала в качестве опорной сети здания. Стайлз позвонил в Эдисон из Огайо, местное энергокомпании. Их технические специалисты подтвердили, что на объект поступает электроэнергия хорошего качества. Стайлз оставался убежденным, что источник проблемы кроется в магазине — возможно, в плохом заземлении или зашумленных цепях — а не в его компьютерах. Ему сказали: «Это не может быть связано с землей.Это должна быть система ».

Тогда подсказка всплыла. Хотя новая компьютерная система не решала проблемы, ее программное обеспечение действительно имело способность идентифицировать неизвестные данные, поступающие в компьютер из станков с ЧПУ, и записывать их в файл. В течение месяца компьютер сгенерировал тысячи таких файлов, и все они были созданы на определенных машинах. Система по-прежнему работала достаточно хорошо, несмотря на входящий шум, но Стайлз ждал, зная, что рано или поздно что-то должно дать сбой.

Это случилось во время очередной грозы, которая вырвала коммуникационные платы на двух машинах и один COM-порт на компьютере.Программист был оправдан: проблема не в компьютерной системе, а в самих станках с ЧПУ. Вернуться к началу

Наконец-то настоящий эксперт

Подозревая, что истинным источником сетевых трудностей McAfee были плохие основания, штат Огайо Эдисон порекомендовал компании связаться с PowerEdge Technologies, Inc., консалтинговой организацией, специализирующейся на проблемах с заземлением. Стайлз позвонил им, и PowerEdge отправил Тима Куксона, своего старшего инженера-электрика

Куксон начал свое исследование с измерения сопротивления заземляющего стержня на каждом станке с ЧПУ.Результаты оказались показательными:

«За эти годы мы провели полдюжины механических цехов в районе Акрона, — вспоминает Куксон, — и у каждого из них были проблемы, подобные тем, которые мы обнаружили в McAfee. Многие из людей, устанавливающих станки с ЧПУ, не понимают, что это компьютеры, а компьютеры нуждаются в хорошем заземлении.

Новое соединение проводника заземляющего электрода в McAfee Tool & Die перед засыпкой. PowerEdge Technologies указала медь # 4/0 AWG для проводов внешнего заземляющего электрода.Заземляющий электрод длиной 10 футов и все проводники были проложены на глубине не менее двух футов от поверхности, чтобы обеспечить хороший контакт с землей. Полностью медная система с сопротивлением заземления 7 Ом обеспечивает надежную связь с компьютером.

PowerEdge Technologies рекомендует, чтобы в установках, содержащих чувствительную электронику, сопротивление заземления относительно земли не превышало 10 Ом; Ни один из станков с ЧПУ McAfee не соответствовал этому критерию, и у одного из них было измерено поразительное 570 Ом! Что еще хуже, потенциалы нейтрали относительно земли на различных станках измерялись между 33.2 В и 50 В. Производители оригинального оборудования рекомендуют, чтобы потенциалы нейтрали относительно земли были менее 2 В. «Системы RS-232 работают в диапазоне от 8 В до 12 В.» Замечает Джон Стайлз: «С учетом полученных нами показаний я удивлен, что система вообще когда-либо работала!»

Интересно, что две из трех машин с наивысшими показаниями сопротивления заземления, Mitsubishi Machining Center № 2 и EDM Machine № 5, были единственными, у кого во время предыдущей грозы были разрушены как печатные платы связи, так и COM-порты на серверном компьютере. .Это был сильный намек на то, что проблема заключалась в установленной системе заземления.

Back to Top

Решение основано на меди

«Электрическая система в магазине McAfee просто не могла поддерживать сегодняшнее чувствительное электронное оборудование, — говорит Куксон. — В системе был один старый стержень первичного заземления, и его сопротивление было высоким. Сопротивление заземления у всех этих ненужных дополнительных стержней рядом с станками с ЧПУ было слишком высоким, а некоторые — очень высокими. Повсюду были токи контура заземления. Вдобавок к этому, большая часть внутренней проводки здания была сделана из алюминия, и многие соединения за эти годы подверглись коррозии.

«Мы вернули к основам электрические системы и системы заземления. Мы установили строительную сталь в качестве эталона, затем скрепили с ней каждый станок с ЧПУ и все панели электрического оборудования, используя медные соединения №6 AWG и соединения экзотермического типа. Мы заменили весь старый алюминий на медный кабель и медные разъемы. Снаружи мы проложили три новых стержня заземления размером 3/4 дюйма на 10 футов по треугольной схеме у главного служебного входа, закопав их и проводники их заземляющих электродов на два фута ниже уровня земли, чтобы обеспечить хороший контакт и низкое сопротивление.Для электродных проводников мы использовали медь # 4/0 AWG, скрепив все экзотермическими разъемами. Фактически, на всех наших работах мы используем только медь ».

Новая система имеет сопротивление заземления всего 7 Ом, а шум системы заземления на кабелях связи ниже 1,5 В. Джон Стайлз более чем доволен. «До появления Power Edge я получал только плохие советы, и у меня заканчивались идеи. Когда Тим Куксон впервые заглянул в наш магазин, он ходил с улыбкой на лице, как будто видел все это раньше, и когда он сказал «Сделай это, и это сработает» вместо «Попробуй это и дай мне знать», я знал, что он может нам помочь.«

«С тех пор, как мы установили новую систему медного заземления, у нас не было никаких проблем с нашими сетями ЧПУ и CAD / CAM. Плохое заземление всегда было проблемой, но нам потребовалось четыре года, чтобы осознать ее. Теперь мы настолько уверены в надежности нашей системы, что в этом году заменили нашу совместно используемую сеть на высокоскоростную коммутируемую сеть, что обеспечило нам еще большую эффективность. Мы хотим быть на шаг впереди конкурентов! »

Back to Top

Заземление и шум сетевого сигнала

Компьютеры очень чувствительны к сигнальному шуму, который определяется как паразитные колебания напряжения, обычно переменной и неизвестной величины и частоты. Цепи RS-232 работают в диапазоне от 6 до 12 В постоянного тока, и хотя этот потенциал кажется относительно большим, нередко сигнальный шум бывает такой же величины или даже больше. В McAfee Tool & Die Inc. уровни шума сигнала на кабелях связи находились в диапазоне от 15 до 17 В.

Логические схемы еще более чувствительны к шуму, поскольку в большинстве современных компьютерных систем разность потенциалов между «0» («опорный потенциал сигнала») и битом данных «1» может быть меньше 1 В.Ошибки в данных могут возникать, когда опорные потенциалы сигналов на двух подключенных компьютерах различны, как это может происходить, когда компьютеры подключены к отдельным заземляющим электродам, имеющим разное сопротивление заземления.

Проблемы, с которыми столкнулась McAfee Tool & Die Inc., являются хрестоматийным примером того, что может случиться при неправильном заземлении чувствительного электронного оборудования. Проблемы возникают, когда токи контура заземления индуцируются в заземляющих проводниках, соединяющих различные части оборудования. Например, рассмотрим ситуацию, изображенную ниже.

Дополнительный электрод, прикрепленный к станку с ЧПУ. При таком расположении машинный шкаф, а также кабельные лотки и другое электрическое оборудование также должным образом подключены к шине заземления на служебном входном выключателе (первый выключатель). Такая практика разрешена NEC, но может вызвать проблемы из-за образования токов контура заземления.

(Иллюстрация адаптирована из книги «Рекомендации по качеству электроэнергии для станков с ЧПУ: заземление», Авторское право 1997 г., Исследовательский институт электроэнергетики.BR-107170. Печатается с разрешения.)

Оборудование ЧПУ должным образом заземлено через «зеленый провод» (не показан) и через кабелепроводы и кабельные каналы к соединению шины заземления / нейтральной шины на панели служебного входа, а оттуда — к заземляющему электроду (ам), расположенному снаружи. здание. Заземление также выполняется от соединения нейтраль-земля на панели служебного входа с металлической водопроводной трубой и со строительной сталью. Слева на рисунке показан дополнительный заземляющий электрод, установленный на станке с ЧПУ и подключенный к шкафу станка, как это было изначально настроено в McAfee Tool & Die.Такой порядок разрешен NEC, который заботится в основном о безопасности, но не рекомендуется IEEE Std. 142 (Зеленая книга), «Заземление промышленных и коммерческих систем электроснабжения» и IEEE Std. 1100 (Изумрудная книга), Питание и заземление чувствительного электронного оборудования.

Любые различия в сопротивлении заземления основного и дополнительного заземляющих электродов могут вызвать токи контура заземления, циркулирующие через заземляющие соединители, соединяющие машины с другими элементами в электрических и / или информационных системах.Экран заземления, окружающий кабели передачи данных, соединяющие станки с ЧПУ и центральный компьютер, является одним из таких обратных путей. Ток, протекающий по этому пути в результате контуров заземления, представляет собой шумовой сигнал, который может нарушить передачу данных. Именно это произошло в McAfee Tool & Die до того, как дополнительные электроды были отключены и была установлена ​​надлежащая система заземления.

Back to Top

Принципы

• Джон К. Стайлз III — старший программист в McAfee Tool & Die Inc.Когда он пришел в McAfee в 1990 году, компьютерные сети редко использовались в производстве инструментов и штампов. Джон сыграл важную роль в объединении в сеть рабочих станций CAD / CAM своей компании на базе Unix в 1992 году и ее станков с ЧПУ в 1994 году. В 1998 году он руководил установкой системы заземления, которая позволила объединить обе сети.
• Тим Куксон , CPQ, PAE, старший инженер-электрик в PowerEdge Technologies, Inc. Помимо степени в области электроники Университета Акрона и BSEE Университета Ла-Салле, Тим имеет сертификаты электрического подрядчика и профессиональное качество электроэнергии.Он также имеет лицензию профессионального администратора / электрика в штате Вашингтон. Помимо проведения обследований качества электроэнергии и проектирования надлежащих систем заземления (как он делал для McAfee Tool & Die), Тим разрабатывает документы по планированию компьютерной / сетевой площадки и услуги по управлению проектами, а также выполняет обследования качества электроэнергии и управления энергопотреблением.

McAfee Tool & Die Inc. — это цех по производству / производству инструментов и штампов с полным спектром услуг, расположенный в Юнионтауне, штат Огайо.В дополнение к своей традиционной обработке и механической обработке с ЧПУ компания использует штамповочные прессы и оборудование для литья пластмасс под давлением для создания прототипов и предпроизводственных испытаний штампов и оснастки, а также для полномасштабного производства для клиентов в автомобильной, аэрокосмической и медицинской сферах. области технологий. McAfee Tool & Die получила признание в отраслевой литературе за свою готовность внедрять новые технологии, такие как объединение в сеть операций проектирования и производства, описанных в этой статье. Для получения дополнительной информации о McAfee Tool & Die звоните (330) 896-9555, факс (330) 896-9549 или посетите веб-страницу компании по адресу: www.McafeeTool.com.

PowerEdge Technologies, Inc. — консалтинговая и инжиниринговая фирма из Кантона, Огайо, специализирующаяся на вопросах качества электроэнергии, включая исследования качества электроэнергии и управления энергопотреблением, оценку гармоник, заземление и тестирование электрических систем, оценку операционной среды и услуги по планированию площадки чувствительное электронное оборудование.Компания также оказывает образовательные услуги промышленным, торговым и образовательным организациям. Для получения дополнительной информации о PowerEdge Technologies и ее услугах звоните (330) 494-7314, факс (330) 494-7750 или посетите их веб-сайт по адресу: www.poweredgetech.com.

Эта публикация была подготовлена ​​исключительно в качестве справочного материала для лиц, занимающихся спецификацией, проектированием, выбором и установкой электрических систем. Он составлен на основе информации, предоставленной одной или несколькими сторонами, упомянутыми в данном документе, и других источников информации Copper Development Association Inc.(CDA) и / или соответствующие стороны считают себя компетентными. Однако, признавая, что каждая система должна быть спроектирована и установлена ​​с учетом конкретных обстоятельств, CDA и стороны, упомянутые в этой публикации, не несут никакой ответственности или обязательств любого рода, включая прямой или косвенный ущерб в связи с этой публикацией или ее использованием любым лицом или организации, И НЕ ПРЕДОСТАВЛЯТЬ НИКАКИХ ЗАЯВЛЕНИЙ ИЛИ ГАРАНТИЙ В ОТНОШЕНИИ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, ТОЧНОСТИ, ПОЛНОМОСТИ, УПОЛНОМОЧНОСТИ, ДОСТУПНОСТИ ИЛИ ДОКУМЕНТАЦИИ.

Заземление Майка Холта — Трансформаторы станков (9-15-99)

Как и где должен применяться станочный трансформатор сухого типа с выводами h2, h3, X1 и X2 быть заземленным? Или его следует оставить необоснованным? Трансформаторы обычно подают питание на компоненты. внутри панели управления, но они также обеспечивают питание установленных на месте нагрузок и устройств.Эти трансформаторы часто заключены в корпус (некоторые из них открытого типа), а вторичное напряжение обычно составляет 120 В, но они могут быть 12 В, 24 В, 240 В и 480 В.

Ответ № 1

Трансформатор автоматически заземляется, когда вы привинчиваете корпус трансформатора к шкаф управления, который следует заземлить. См. Следующие разделы Кодекса (1999 NEC) 250-112 (d), 250-172, 250-178, 250-96 (а) (б), 250-30, 430-96, 430-144, 450-10.

Также см. NFPA 79, он содержит полезную информацию для вашего приложения и уточняйте у своего производитель относительно этого, чтобы проверить. Надеюсь, это поможет. У меня есть книга по управляющим трансформаторам, показывает это приложение.

Дэвид Р. Карпентер

Комментарий участника

Ответ № 1 неверен. Вы должны заземлить одну сторону вторичной обмотки, иначе она не распознает земля, потому что трансформатор представляет собой плавающую катушку, и ее необходимо заземлить, чтобы завершить цепи, иначе вы получите странные значения напряжения, как указано в ответе №2.

Ответ № 2

У меня на рыбоперерабатывающем заводе много таких трансформаторов. Предоставляем джемпер от X2 к основному заземлению на панели управления. Если вы не заземлите управляющий трансформатор, вы не сможете устраните проблемы с компонентами, потому что вы получите кучу странных показаний напряжения.
Марк Смит

Ответ № 3

Электропроводка станка не обязательна в соответствии с NEC, потому что компоненты, если электропроводка спроектирована инженером, который принимает на себя ответственность за систему.Не все станки трансформаторы заземлены или должны быть заземлены. Вам необходимо свериться со схемой электропроводки для станка. вы устанавливаете его. Если вторичная сторона заземлена, это обычно означает Х2. Однако некоторые системы управления были спроектированы как незаземленные, чтобы защитить их от блуждающих токов, или других типов помех, и их заземление было бы не только плохой идеей, но и нарушило бы распечатка машины.

Если вы не можете сказать по схемам, подходит ли заземление или нет, я бы посоветовал вам позвонить производителю и поговорить с его отделом обслуживания.Обычно такой Вопрос очень приветствуется, так как он может сэкономить много проблем позже, если следовать неправильной процедуре. Вы никогда не должны изменять спроектированную проводку, потому что это накладывает на вас ответственность за систему.

Майкл Уайт

Ответ № 4

Я всегда заземляю соединение X2. Это стабилизировало управляющее напряжение для этих инсталляции.

Джозеф Уэджс младший

Ответ № 5

Обычно, поскольку между X1 и X2 вторичной обмотки есть потенциал 120 В, используется X2. как вторичный заземленный проводник, так и заземление оборудования.Сообщите мне, если я ошибаюсь. Это способ подключения наших панелей сигнализации и вторичного контактного напряжения на пускателях двигателей.

Кен Тевербо

Ответ Майка Холта

Заземление предназначено для снятия опасного напряжения с металлических частей электрооборудования. система и / или строительная конструкция, возникающая при замыкании на землю. Неспособность удалить опасные напряжение может создать условия, при которых люди могут погибнуть от поражения электрическим током и / или пожара, не говоря уже о проблемы с качеством электроэнергии.

Для снятия опасного напряжения с металлических частей используется устройство максимальной токовой защиты цепи. должен открыться, чтобы устранить замыкание на землю. Эффективность заземления играет жизненно важную роль в активация устройства максимальной токовой защиты для устранения замыкания на землю. Чтобы открыть защиту устройства, полное сопротивление заземляющего контура должно быть достаточно низким, чтобы пропускать ток замыкания на землю. чтобы достичь уровня, по крайней мере, в 3 раза (желательно в 5-10 раз) превышающего номинал устройства защиты от сверхтока.

Это достигается путем соединения металлических частей с заземленным проводом системы. (X2), который обеспечивает путь с низким импедансом, необходимый для облегчения отключения между фазой и землей. неисправности при размыкании цепи устройства максимальной токовой защиты.

Однако Раздел 250-20 NEC гласит, что цепи переменного тока менее 50 напряжение должно быть заземлено при любом из следующих условий:

1. Если напряжение в системе питания трансформатора превышает 150 вольт на землю

2.Если система питания трансформатора незаземленная

3. При установке в качестве воздушных проводов вне зданий

Итак, суть в том, что если это не разработано инженером-электриком, заземлите все системы. которые работают при напряжении более 50 вольт за счет подключения клеммы X2 к заземленному металлическому корпусу.

Что такое заземление и зачем мы заземляем систему и оборудование?

Что такое заземление?

Термин «заземление» обычно используется в электротехнической промышленности для обозначения «заземления оборудования» и «заземления системы».Заземление оборудования означает соединение заземления с нетоковедущими проводящими материалами, такими как кабелепровод, кабельные лотки, распределительные коробки, кожухи и корпуса двигателей.

Что такое заземление и зачем мы заземляем систему и оборудование? (на фото: заземляющий электрод и проводник; кредит: nachi.org)

Заземление системы означает соединение заземления с нейтральными точками токопроводящих проводов , такими как нейтральная точка цепи, трансформатор, вращающееся оборудование или система, либо монолитная, либо с токоограничивающим устройством.

На рисунке 1 показаны два типа заземления.

Рисунок 1 — Система заземления (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)

Что такое система с заземлением?

Это система, в которой по крайней мере один провод или точка (обычно средний провод или нейтральная точка обмоток трансформатора или генератора) намеренно заземлены либо жестко, либо через полное сопротивление (стандарт IEEE 142-2007 1.2).

Типы системного заземления, обычно используемые в промышленных и коммерческих энергосистемах: твердое заземление , заземление с низким сопротивлением, заземление с высоким сопротивлением и незаземленное .

Какова цель заземления системы?

Заземление системы, или преднамеренное соединение фазного или нейтрального проводника с землей, предназначено для цели управления напряжением относительно земли или земли в предсказуемых пределах. Он также обеспечивает прохождение тока, что позволит обнаружить нежелательное соединение между проводниками системы и землей [замыкание на землю].

Что такое замыкание на землю?

Замыкание на землю — это нежелательное соединение между проводниками системы и землей . Неисправности заземления часто остаются незамеченными и наносят ущерб производственным процессам на предприятиях. Выключение питания и повреждение оборудования, замыкания на землю нарушают поток продукции, что приводит к часам или даже дням потери производительности.

Необнаруженные замыкания на землю представляют потенциальную угрозу здоровью и безопасности персонала . Замыкания на землю могут привести к угрозам безопасности, таким как сбои в работе оборудования, возгорание и поражение электрическим током.

Замыкания на землю вызывают серьезные повреждения оборудования и ваших процессов.Во время неисправности оборудование может быть повреждено, а процессы прекращены, что серьезно повлияет на вашу прибыль.

Вопросы и ответы

ВОПРОС №1 — У меня есть максимальная токовая защита. Нужна ли мне дополнительная защита от замыкания на землю?

Защита от перегрузки по току будет действовать для прерывания цепи для токов, для которых она была разработана и настроена на работу. Однако некоторые замыкания на землю, особенно дуговые замыкания низкого уровня, вызовут значительные повреждения и создадут источник возгорания, даже не достигнув уровня, необходимого для активации устройства защиты от сверхтоков.

ВОПРОС № 2 — Есть ли опасность при использовании 480-вольтной незаземленной системы на старом производственном предприятии? Следует ли заземлить систему?

Основная опасность при работе незаземленной системы 480 В заключается в том, что при замыкании на землю единственным индикатором, который у вас будет, являются три лампочки. Напряжение на незаземленных фазах увеличится до 480 В относительно земли, напряжение на заземленном проводе составит 0 В относительно земли .

В этой системе единственный способ указать на наличие замыкания на землю — это когда два индикатора имеют большую яркость, чем индикатор неисправной фазы. Чтобы определить место замыкания на землю, вы должны включить каждый выключатель фидера, пока все три индикатора снова не загорятся с одинаковой яркостью.

Как только это будет сделано, вы продолжите работу по этому фидеру, пока не найдете неисправность . Звучит очень легко сделать, но в реальном мире оказывается очень сложно.

Установка обычно не заземлена, потому что это постоянно работающая установка, и следует избегать изоляции из-за замыкания на землю ! К сожалению, это означает определение места замыкания на землю.Единственный способ определить место замыкания на землю — это включить и выключить выключатели фидера.

Это то, чего вы пытаетесь избежать. Таким образом, в конце концов, замыкание на землю остается в системе, потому что нет простого способа его локализовать. Это опасно, потому что любое обслуживание, выполняемое в системе в заземленном состоянии, зависит от полного линейного потенциала по отношению к земле.

Хорошая новость в том, что решение есть! Незаземленные объекты можно легко преобразовать в объекты с заземлением с высоким сопротивлением, а обнаружение и локализация замыкания на землю могут быть выполнены без прерывания подачи электроэнергии.

ВОПРОС № 3 — Какое воздействие, если таковое имеется, на движущееся оборудование, спроектированное для установки с плавающим заземлением или незаземленной вторичной обмоткой, будет иметь место на установке, имеющей полностью заземленную систему? На мой взгляд, это не должно иметь значения, но я могу ошибаться.

В вашем случае (от незаземленной системы к глухозаземленной) нет, не имеет значения. Однако, если бы вы пошли другим путем (от SG к системе UNG), то да, это имело бы значение. Во время нормальной работы это, скорее всего, не имеет значения.

Однако при замыкании на землю это произойдет. В незаземленной системе напряжение поврежденной фазы падает до потенциала земли (или ~ 0 В) , а в неисправных фазах повышается до межфазного напряжения относительно земли.

Например, система 480 В, будет иметь напряжение ~ 277 В фаза-земля во время нормальной работы, поэтому она должна работать надлежащим образом. Однако замыкание на землю на одной фазе приводит к повышению ее напряжения до 0 В , а на двух других фазах повышается с 277 В до 480 В, фаза-земля.

Поскольку этого не происходит в системе с глухим заземлением, все, что рассчитано только на 300 В фаза-земля, взорвется , например TVSS, VFD, счетчики и т. Д.

ВОПРОС № 4 Какое напряжение вы бы прочитали если вы подключили провода от L1, L2 или L3 к земле 460-вольтовой трехфазной системы питания переменного тока, подключенной по схеме Y?

Если система с Y-соединением надежно заземлена , вы увидите 266В между линией и землей . Если система с Y-соединением не заземлена или заземлена с высоким сопротивлением и в системе нет замыкания на землю, вы также читаете 266V.В случае неисправности одной фазы, неисправная фаза будет показывать низкое напряжение около 0, а две другие фазы будут показывать около 460 В.

Ссылка // Заземление с сопротивлением — вопросы и ответы отраслевым экспертам от iGard

Машинный цех

в сети узнает ценность правильного заземления

Терминалы CAD / CAM на базе Unix были первыми компьютерами, подключенными к сети в McAfee Tool & Die в 1992 году.Станки с ЧПУ были объединены в сеть в 1994 году, а обе сети были связаны в 1998 году. Именно тогда дела пошли под откос.

McAfee Tool & Die Inc. — это производственное предприятие с полным спектром услуг, расположенное в Юнионтауне, штат Огайо, пригороде Акрона. В бизнесе более 22 лет компания использует обычные станки, штамповочные прессы и термопластавтоматы, а также более десятка станков с числовым программным управлением (ЧПУ), в том числе три 3-х осевых обрабатывающих центра, шестипроводный электрический разряд станки (EDM), три станка лазерной резки и токарный центр с ЧПУ.

Оборудование

с ЧПУ является обычным явлением в инструментальных и штамповых цехах, поэтому, чтобы получить конкурентное преимущество, McAfee начала объединять свое оборудование в сеть почти 8 лет назад, когда сети все еще считались передовой технологией в бизнесе. Объединение своего оборудования в сеть позволяет McAfee централизованно хранить более 20 000 программ CAD / CAM, что делает их мгновенно доступными для операторов станков с ЧПУ. Рабочие станции CAD / CAM компании на базе Unix были впервые подключены к сети в 1992 году. В 1994 году управляющие компьютеры на десяти лазерных, электроэрозионных станках и станках с ЧПУ были объединены в сеть.

Вот тогда и начались проблемы. Сначала что-то пошло не так, но в следующие четыре года они стали еще хуже и дороже, особенно когда поблизости проходили грозы.

«Раньше я называл их« гремлинами »или« солнечными пятнами », потому что наши проблемы были очень спорадическими», — вспоминает Джон Стайлз III, старший программист McAfee и человек, который продвигал менеджмент на преимуществах сетевых технологий. «У нас было так много« мелких »симптомов, что было трудно найти точную причину проблемы.”

На самом деле, когда вы их сложили, проблем было совсем не много. Связь со станком с ЧПУ прекращалась в середине программы или вообще никогда не запускалась, ЭЛТ-экраны мерцали или искажались, символы в программах отсутствовали или изменялись, порты на компьютерной стороне серверного блока перестали работать, коммуникационные платы в станках с ЧПУ компьютеры перегорят и их придется заменить, а кабель RS-232, упирающийся в конкретную машину, приведет к тому, что другие машины не будут работать.

Компания добавила или изменила несколько станков с ЧПУ в течение следующих 4 лет. С каждым изменением в цехе менялась способность каждой машины к коммуникации. Проблемы с сетью продолжались, но ни их причины, ни решения не было видно. Десятки опытных технических специалистов OEM-производителей, а также мастера по ремонту оборудования и поставщики сетевого программного обеспечения предложили свои решения. Были десятки предложений «Попробуйте, дайте мне знать, если это сработает», но ни одно из них не сработало. К январю 1998 года шесть из 12 станков с ЧПУ McAfee были отключены от сети из-за множества возникших проблем.На какое-то время магазин был вынужден работать с перфолентой бумаги и использовать один старый компьютер для управления своими машинами.

Мистер Стайлз позвонил в местную энергокомпанию Огайо Эдисон. Их технические специалисты подтвердили, что на объект поступает электроэнергия хорошего качества. Подозревая, что истинным источником сетевых трудностей McAfee были плохие основания, Эдисон из Огайо рекомендовал компании связаться с PowerEdge Technologies, Inc., консалтинговой организацией, специализирующейся на проблемах с заземлением.Мистер Стайлз позвонил им, и PowerEdge послал своего старшего инженера-электрика Тима Куксона. Г-н Куксон начал свое исследование с измерения сопротивления заземляющего стержня на каждом станке с ЧПУ. Результаты были показательными.

«За эти годы мы провели полдюжины механических цехов в районе Акрона, — вспоминает г-н Куксон, — и у каждого из них были проблемы, подобные тем, которые мы обнаружили в McAfee. Многие из тех, кто устанавливает станки с ЧПУ, не понимают, что это компьютеры, а компьютеры нуждаются в хорошем заземлении.”

PowerEdge Technologies рекомендует, чтобы в установках, содержащих чувствительную электронику, сопротивление заземления относительно земли было ниже определенного значения измерения; ни один из станков с ЧПУ McAfee не соответствовал этому критерию. Интересно, что две из трех машин с наивысшими показаниями сопротивления заземления были единственными, у которых во время предыдущей грозы были разрушены как печатные платы связи, так и COM-порты на серверном компьютере. Это был сильный намек на то, что проблема заключалась в установленной системе заземления.

«Электрическая система в магазине McAfee просто не могла поддерживать сегодняшнее чувствительное электронное оборудование», — говорит г-н Куксон. «В системе был один старый стержень первичного заземления, и его сопротивление было высоким. Сопротивление заземления у всех этих ненужных дополнительных стержней рядом с станками с ЧПУ было слишком высоким, а некоторые — очень высокими. Повсюду были токи контура заземления. Вдобавок к этому большая часть внутренней проводки здания была сделана из алюминия, и многие соединения за эти годы подверглись коррозии.

«Мы вернули к основам электрические системы и системы заземления. Мы установили строительную сталь в качестве эталона, затем скрепили с ней каждый станок с ЧПУ и все панели электрического оборудования, используя медные соединения №6 AWG и соединения экзотермического типа. Мы заменили весь старый алюминий на медный кабель и медные разъемы. Снаружи мы проложили три новых заземляющих стержня 3/4 на 10 футов по треугольной схеме у главного служебного входа, закопав их и проводники их заземляющих электродов на 2 фута ниже уровня земли, чтобы обеспечить хороший контакт и низкое сопротивление.Для электродных проводников мы использовали медь # 4/0 AWG, скрепив все экзотермическими разъемами. Фактически, на всех наших работах мы используем только медь ».

Мистер Стайлз был более чем доволен. «До появления PowerEdge я получал только плохие советы, и у меня заканчивались идеи. Когда Тим Куксон впервые заглянул в наш магазин, он ходил с улыбкой на лице, как будто все это видел раньше, и когда он сказал: «Сделай это, и это сработает» вместо «Попробуй это и дай мне знать», Я знал, что он может нам помочь.

«С тех пор, как мы установили новую систему медного заземления, у нас не было никаких проблем с нашими сетями ЧПУ и CAD / CAM. Плохое заземление всегда было проблемой, но нам потребовалось 4 года, чтобы осознать это. Теперь мы настолько уверены в надежности нашей системы, что в этом году заменили нашу общую сеть на сеть с высокоскоростной коммутацией, что повысило нашу эффективность. Мы хотим быть на шаг впереди конкурентов! »

Важность правильного электрического заземления

Когда электричество контролируется должным образом, оно приводит в действие практически все, от осветительных приборов и приборов до электроинструментов и компьютеров.Однако неконтролируемое электричество может травмировать или даже убить рабочих. Международный фонд электробезопасности сообщает, что в 2017 году на рабочих местах в США было зарегистрировано 2210 электротравм и 136 смертей. Одним из распространенных и эффективных способов контроля над электричеством является заземление на . Заземление — это физическое соединение с землей, которое безопасно отводит электрический заряд к земле. На большинстве электрических устройств и розеток сегодня уже установлено заземление , чтобы предотвратить травмы, но персонал должен знать о возможных электрических опасностях в своей рабочей зоне и о том, как использовать заземление , чтобы защитить себя.

Основы электроэнергетики

Понимание электричества начинается с понимания фундаментального строительного блока материи: атома. Центр атома называется ядром и состоит из протонов и нейтронов. Электроны «вращаются» вокруг ядра. Когда электрон освобождается от атома, он немедленно притягивается к другому атому. Когда это происходит снова и снова, образуется электрический ток.

Мы используем электричество для питания оборудования, заставляя электрический ток двигаться по кругу, называемому контуром.В электрооборудовании обычно используется проводка, сделанная из материалов, которые легко допускают движение свободных электронов, также известных как проводники. Некоторые проводники содержат такие металлы, как медь, серебро или алюминий.

Материалы, которые имеют мало свободных электронов или вообще не имеют их и не передают легко электрическую энергию, называются изоляторами. Примеры включают резину, дерево, пластик и стекло.

Как работает заземление

Электрический ток следует по проводникам по пути наименьшего сопротивления, в идеале от источника электричества к намеченным частям внутри оборудования, которое он питает.Однако при разрыве цепи внутри части оборудования может произойти короткое замыкание на землю, которое приведет к электризации непредусмотренной части оборудования. Например, если провод внутри сверла отсоединяется и контактирует с внутренней частью обсадной колонны, ток может быть передан человеку, который поднимет и активирует сверло, ударив его током или даже поразив его электрическим током.

Провода заземления отводят заряд от пользователя оборудования в случае замыкания на землю. В этом примере, если на обсадную колонну буровой установки подается напряжение, ток будет отводиться через заземляющий провод к заземляющему штырю в электрической розетке.Затем заземляющий провод отключает автоматический выключатель, отключая питание дрели.

Штыри заземления

Возможно, вам уже известны два распространенных устройства электрической защиты: заземляющие штыри и прерыватели цепи замыкания на землю, или GFCI. Заземляющие штыри — это третий штырь, который есть во многих современных электрических вилках, обеспечивающий путь к заземлению в случае выхода из строя цепи путем прохождения тока через розетку через заземляющий провод.

Большинство инструментов и устройств сегодня имеют заземляющий контакт в вилке, а большинство современных розеток и удлинителей предназначены для поддержки заземляющего контакта.Заземляющий контакт никогда не следует вынимать из вилки, в которой он предусмотрен, а вилки с заземляющими контактами никогда не следует вставлять в розетки, для которых нет приемника.

Прерыватели цепи при замыкании на землю

В то время как контакты заземления помогают защитить людей и оборудование, GFCI устанавливаются специально для защиты людей, использующих оборудование. GFCI отключает любую электрическую цепь, частью которой он является, при обнаружении утечки тока. Утечка тока может привести к поражению электрическим током или даже при отсутствии избыточного тока.Во время строительных работ необходимо использовать GFCI для любых проводных инструментов, которые не подключаются к заземленной и постоянной розетке. Розетки в ванных комнатах, кухнях и на крышах также должны иметь GFCI. Хотя GFCI могут предотвратить поражение электрическим током, они не могут предотвратить поражение электрическим током перед отключением цепи, поэтому персонал все равно должен проверять свои инструменты и шнуры перед использованием.

ПОПРОБУЙТЕ SAFETYSKILLS БЕСПЛАТНО НА 14 ДНЕЙ

Требования к заземлению

Любое электрическое оборудование на вашем рабочем месте должно быть совместимо с имеющимися розетками.Если на вашем рабочем месте стандартная заземленная проводка с трехконтактными розетками, все оборудование и инструменты с электрическим приводом должны иметь заземляющие штыри или должны быть спроектированы таким образом, чтобы рабочие не подвергались воздействию электрического тока. На некоторых рабочих местах, например на строительных площадках, может еще не быть установлено заземление . Если заземление не было установлено или недоступно, для вашего оборудования должны быть доступны GFCI, включая удлинители, оборудованные GFCI.

Электропроводка и удлинители

Гибкие удлинители часто необходимы при использовании ручных электроинструментов, особенно когда поблизости нет розеток.При выборе удлинителя персонал должен выбирать самый короткий шнур, чтобы безопасно выполнять свои рабочие обязанности. На рабочем месте должны быть в наличии только удлинители с заземляющими контактами, и их следует использовать только в соответствующих розетках.

Рабочие должны знать, на какой ток рассчитано их оборудование и удлинитель. Автоматический выключатель может подходить для используемого инструмента, но если инструмент пропускает через шнур слишком большой ток, он может перегреть или даже расплавить шнур, подвергая опасности персонал.Любые сломанные или изношенные провода и любые инструменты со сломанными или изношенными шнурами должны быть выведены из эксплуатации и заменены, прежде чем их можно будет повторно использовать.

Генераторы

Если ваша компания выполняет работу на открытом воздухе, вашим сотрудникам может потребоваться электрический генератор для работы с инструментами и оборудованием. Некоторые переносные и устанавливаемые на транспортные средства генераторы имеют встроенное заземление , в то время как другие необходимо заземлить, подключив к металлическому стержню, вбитому в землю.

Всегда проверяйте инструкции производителя при настройке любого генератора или установке заземления для этого генератора.Генераторы так же опасны, как и любой другой источник энергии, поэтому сотрудникам необходимо принимать меры предосторожности, чтобы обезопасить себя. Все вилки и удлинители, используемые на генераторах, должны быть заземлены и не иметь повреждений. Если какие-либо вилки, провода или оборудование выглядят изношенными или поврежденными, их необходимо вывести из эксплуатации и заменить.

Заключение

Хотя электричество — одно из величайших открытий нашего времени, работа с оборудованием с электрическим приводом сопряжена с неизбежными рисками.SafetySkills предлагает интерактивный курс Заземление , чтобы ознакомить рабочих с важностью заземления и того, когда необходимо выполнить заземление .

Готовы начать свою онлайн-программу обучения безопасности с помощью SafetySkills?

ПОСМОТРЕТЬ ДЕМО!

Все ли части вашего оборудования правильно заземлены? Поражение электрическим током на высекальном прессе из-за плохого заземления

TASA ID: 1006

Что означает «Безопасность прежде всего»?

Слишком часто идея «Безопасность прежде всего» — это образ мышления, который руководство пытается внедрить в рабочую силу (почасовую производственную и обслуживающую рабочую силу).Цель состоит в том, чтобы работа на заводе выполнялась без травм. Это означает соблюдение процедур блокировки / маркировки, использование правильных инструментов для каждой работы, проверку перчаток электриков на предмет целостности и т. Д.

Как руководители, мы также должны применять идею безопасности в наших повседневных задачах. К ним относятся закупка (покупка материалов и оборудования, которые по своей сути безопасны), отгрузка (обеспечение того, чтобы производимые материалы или оборудование были упакованы таким образом, чтобы не вызвать аварии), инженерные работы (проектирование и установка оборудования, которое соответствует всем коды), чтобы назвать несколько. Все эти задачи требуют особых соображений безопасности.

Коды NFPA охватывают практически все области промышленной деятельности. Одной из главных причин, по которой NFPA вышло на передний план кодексов безопасности, была реакция на пожар Triangle Shirtwaist 25 марта 1911 года, в результате которого погибли 146 работающих женщин. По мнению автора, большинство кодексов NFPA были сформулированы в ответ на промышленные и коммерческие аварии, подобные этой. Единственный код, с которым знакомо большинство людей, — это NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс.NFPA 70, пожалуй, самый простой и распространенный из всех кодексов NFPA. Этот случай представляет собой презентацию инцидента, который произошел из-за несоблюдения NFPA 70. Если бы требования этого правила к заземлению оборудования были соблюдены, жизнь обслуживающего персонала была бы сохранена.

Важный урок, который следует усвоить

Все части действующего оборудования должны быть надежно заземлены. Плохая земля так же плоха, как и ее отсутствие.

Краткое описание аварии

Эта авария произошла во время планового технического обслуживания на небольшой фабрике поставщика сырья.Покойный заменял штампы на высекальном станке, в данном случае называемом «Пресс». Пресс был разработан для резки материала нужной формы из поступающего рулонного материала для дальнейшей обработки. Рабочий потянулся к прессу, находящемуся ниже области штампа, левой рукой, когда его правая голень вошла в контакт с соседней рамой выходного конвейера. Был источник напряжения, который питал раму конвейера и стал причиной его смерти.

Анализ происшествий

Заводское электроснабжение от энергетической компании было от входящей трехфазной системы на 480 вольт.В системе питания была предусмотрена защита от замыкания на землю на входящих линиях. Пресс и конвейер питались от трехфазного понижающего трансформатора с 480 на 240 вольт. Этот трансформатор имел обмотки по схеме треугольник как для первичной, так и для вторичной обмотки. Одна фаза вторичной обмотки была заземлена на строительную сталь и площадку заземления.

Когда трехфазный разъединительный выключатель с предохранителем на прессе был испытан во время послеаварийной проверки, средняя фаза показала 0,4 В относительно земли, а два других — 240 Вольт относительно земли.Металлический каркас здания, примыкающий к выключателю, использовался в качестве заземления для измерения. При послеаварийном осмотре неисправности в самой прессе не было обнаружено никаких электрических неисправностей.

Сообщается, что подача 240 В, 3-фазный заземленный треугольник к прессу была отключена, когда произошла авария. Когда питание пресса было отключено, нигде на прессе не было обнаружено никакого напряжения относительно земли. Кроме того, измеренное сопротивление на земле (опять же, строительная сталь) пресса равно 0.075 Ом.

До аварии конвейер был заземлен путем подключения к приводному «заземляющему стержню», расположенному на выходном конце конвейера. После аварии и до послеаварийной проверки обслуживающий персонал проложил неизолированный многожильный провод № 8 AWG от рамы конвейера к основанию пресса. Это дало конвейеру хорошую основу для пресса и, следовательно, для строительной стали. Измерения, проведенные с отключенным дополнительным проводом заземления, показали, что «стержень заземления» имел около 90 Ом по отношению к стальному каркасу здания.Таким образом, на момент аварии конвейер не был надежно заземлен.

Если бы конвейер был запитан напряжением 120 В (т. Е. От изношенного провода) с таким плохим заземлением, каким оно должно было быть, то потребление тока было бы небольшим. Используя I = V / R, при сопротивлении заземления 90 Ом ток составил бы около 1,33 ампера. Это не приведет к срабатыванию автоматического выключателя на 15 ампер; таким образом, рама конвейера не обесточилась бы автоматически. (Обратите внимание, что если бы было соединение на 240 вольт, все равно не было бы достаточного тока, чтобы сработать автоматический выключатель или перегореть предохранитель. ) Прочие работы по «очистке» были выполнены обслуживающим персоналом перед проведением послеаварийной проверки. Никаких следов изношенной проволоки и т. Д. Во время проверки обнаружено не было.

Основным методом заземления пресса был зеленый провод 4-жильного гибкого кабеля, который подводился к распределительной коробке в верхней части пресса. Этот провод заземления был там во время аварии. После аварии обслуживающий персонал установил заземление внутри выключателя пресса.Оба этих заземляющих провода получили свое заземление, будучи прикрепленными болтами к внутренней части распределительной коробки в области фермы, где был подключен гибкий кабель для питания пресса. Таким образом, они электрически связаны со строительной сталью, как и одна ветвь вторичной обмотки трансформатора, работающей по схеме треугольник на 240 вольт.

При послеаварийном осмотре не было обнаружено никаких доказательств утечки напряжения ни на конвейер, ни на пресс. По сообщениям, пресс-выключатель находился в положении «Выкл», и конвейер не работал, когда произошла авария.

Причина аварии

Во время аварии пресс был надежно и надежно заземлен, а выходной конвейер — нет, поскольку он был подключен к заземляющему стержню, который имел высокое сопротивление к зданию и заземлению электрической системы. Выходной конвейер, должно быть, был запитан каким-либо электрическим соединением через неисправную проводку той или иной природы. Как отмечалось выше, поскольку сопротивление заземления было таким же высоким, как и было, ток заземления был недостаточно высоким для отключения нормального автоматического выключателя, рассчитанного на 15 ампер.На стороне 240 В главного понижающего трансформатора не было автоматических выключателей типа «прерыватель замыкания на землю».

Основной причиной аварии стало неправильное заземление рамы конвейера. Если бы он был должным образом заземлен, то все, что вызвало бы подачу напряжения на корпус, вызвало бы короткое замыкание, которое отключило бы защитное устройство цепи питания, тем самым устраняя опасное состояние.

Основной ошибкой было использование приводного заземляющего стержня вместо соединения оборудования с каркасом здания для конвейерного заземления.Все системы заземления должны быть эффективно соединены друг с другом, чтобы обеспечить электрическую безопасность, требуемую кодексом. NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс, статья 250 устанавливает в Разделе VI. « Заземление оборудования и проводники заземления оборудования »: « 250.110 Оборудование, закрепленное на месте или подключенное b y Методы постоянной проводки (фиксированные). Открытые нетоковедущие металлические части стационарного оборудования, которые могут оказаться под напряжением, должны быть подключены к заземляющий провод оборудования… «

В этом случае» заземляющим проводом оборудования «для конвейера должна была быть рама пресса (как это было сделано постфактум), зеленый провод в четырехжильном кабеле, который питал пресс, или здание сталь.

Вот случай, когда проектирование и установка базового оборудования отрицали любые программы «Безопасность прежде всего», которые руководство могло бы внедрить для персонала.