Эквипотенциальное соединение и синфазные токи

 

 

Эквипотенциальное соединение

Присоединение между собой всех металлических частей (здания, металлических труб, кабеленесущих систем, корпуса оборудования, защита оболочек оборудования и др.) представляют для высокой частоты цепи низких сопротивлений.

Достигается в результате этого, выравнивание потенциалов, проводящие части обеспечивают эффективную защиту от электромагнитного воздействия  благодаря этому  снижается уровень всех высокочастотных напряжений, которые могли  существовать между присоединенным  оборудованием. Это применимо для широкого диапазона частот.

Все металлические части должны соединятся между собой  болтами и гайками или коротким металлическим соединителем (сечением 25 мм2 и длиной менее 30 см).

Применяемые защитные “PE” – проводники имеют  большое сопротивление для того, чтобы использоваться для эквипотенциального соединения.

Заметим, что по действующим нормам, система эквипотенциальных соединений обязана быть заземлена.

 

Синфазные токи

Поскольку все открытые металлические проводящие части обеспечивают  потенциал для примененных электронных аппаратов и оборудования создавая  обратный контур для синфазных токов. То электрический ток, протекающий по кабелю в оборудование, изолирован относительно открытых металлических проводящих частей, выходит из щитов через другие кабели и провода.

Если система эквипотенциального соединения неудовлетворительное, то кабели по которым протекает синфазный ток, создают помеху для всех других устройств и аппаратов. Качественное эквипотенциальное соединение снижает воздействие и опасность этого явления.

В отличие от заземления, предназначенного для отвода тока низкой частоты короткого замыкания в землю, чтобы защитить людей от поражения электрическим током, то эквипотенциальное соединение обеспечивает полное выравнивание потенциалов электрического оборудования на  высоких частотах, что необходимо для надлежащего функционирования цифрового оборудования.

Синфазные токи обусловлены:

– антенным эффектом передачи.

– связь через синфазное сопротивление при присоединениях.

– связь между кабелями, например за счет емкостной наводки (для электрического поля) или индуктивная наводка (для магнитного поля)

Применяемые решения:

– Присоединить  все проводники к заземляемым  поверхностям во избежание образования паразитивных контуров заземления.

– Убедиться и проверить, что все металлические открытые проводящие части имеют одинаковые потенциалы, что будет припятствовать протеканию возмущающих наводящих токов.

– Обязательно разделять проводники разных типов для уменьшения влияния наводок.

– Не допускать отсоединение проводников, во избежании  антенного эффекта.

 

Экранирование

 Куда нужно присоединить экран кабеля?

– Присоединяете оба конца внешнего экрана  цифрового или силового кабеля к клемме или шине  «земля», в месте ввода в оборудование.

– Присоединение одного конца экрана допустимо в случаях для низкоуровневого и низкочастотного аналогового канала.

Различается при  односторонних присоединениях, соединения экрана на двух концах,  что дает возможность протекать по экрану низкочастотному току (из за присутствия напряжения между  двумя концами или контура заземления). На расположенных внутри паре проводов,электрический ток создает малое напряжение или шум с частотой 50 Гц.

Одностороннее присоединение экрана обеспечивает защиту от низкочастотного тока. Двухстороннее присоединение экрана обеспечивает защиту от больших  помех, то есть, от созданных высокочастотных синфазных помех. Значит при наличии присоединении экрана  с одной стороны обеспечивается только защита от дифференциального низкочастотного сигнала, а на высокой частоте данное соединение оказывается полностью неэффективным.

Эффективная качественная защита от высокочастотных помех полностью зависит от  соединения экрана кабелей. При использовании разделанного жгута или длинного провода на соединении, эффективность защиты выполняется таким экраном, что резко снизит помеху на высоких частотах.

 

Рассмотрим основные правила

– Необходимо убедиться, что все открытые металлические проводящие части,по соединениям имеют одинаковый потенциал.

– Обязательно перед монтажом изучить инструкции завода изготовителя оборудования.

– Защитите все электроустановки от воздействия внешнего электромагнитного возмущения.

– Примените экранирование как чувствительных кабелей, так и кабелей, создающих помехи.

– Нужно использовать оболочку или небольшие боксы в качестве клетки Фарадея (требование норм: электрические контакты между неокрашенными, очищенными от ржавчины стальными листами, использовать короткие и широкие оплетки заземления, и др.).

– По возможности избегайте  в применении систем заземления TN-C, так как синфазные помехи – это основная проблема обеспечения ЭМС (электромагнитная совместимость).

– Присоединяйте проводники к опорным металлическим плоскостям.

– Разделите проводники по группам передающих сигналы.

– Запрещено оставлять проводник не подсоединенным.

– Используйте в качестве заземлений «естественные» виды защиты.

 

Пренебрежение данных правил может привести к:

– Возникновение проблемы с обеспечением ЭМС  (электромагнитная совместимость).:

– К технологическому осложнению:

-К проведению оценкок конкретной электроустановки на соответствие применяемых требований ЭМС,

-К повторной прокладки кабеля,

– Возникновению риска прерывания, в техническом обслуживание,

– К не выполнению системой установленных задач.

– К снижениям производства, и  необходимости повторного выполнения объема работы, с большими издержками.

 

Заземление

Присоединение различных открытых металлических проводящих частей  заземляющим проводником создает цепь низкого сопротивления на низкой частоте.

Что необходимо для выравнивания потенциалов, исключая возможность появления потенциала между двумя открытыми металлическими проводящими частями, опасного для человека (выше 25 В переменного тока или выше 50 В постоянного тока), при  одновременном прикосновении.

Система заземлений удовлетворяет все требования по обеспечении электробезопасности людей.

В каждом здании необходимо создать цепь низкого сопротивления присоединяемого в одном месте с землей (к примеру, с помощью электрода заземления, и др.) по данному проводнику отводятся возникший синфазный ток.

Следует понимать что данное  соединение открытых проводящих частей заземляемыми проводниками не обеспечит эквипотенциального эффекта на высокой частоте, которое должно обеспечить качественную и эффективную защиту от воздействия электромагнитного возбуждения помех, так как полное сопротивление “PE” присоединенных проводников  слишком большое (1 мкГн/м). Значит для защиты высокочастотной цепи необходимо специально примененное  эквипотенциальное соединение.

Различают схемы заземления по системам электроснабжения (TT, TN, IT и др.) которые влияют на электробезопасность людей, но очень мало имеют влияние на стойкость электрооборудования по отношению воздействия электромагнитных помех.

Чтобы создать без аварийную работу электрооборудования и электробезопасность людей, все открытые металлические проводящие части обязаны быть соединенными между собой и качественно выполнено заземление  для полного выравнивания потенциалов.

Надежная система заземлений обеспечит:

– Эффективную защиту  людей от поражения электрическим током.

– Предотвращает возможность электростатических разрядов.

– Выполняет молниезащиту.

 

 

Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments