Тлумачэнне зазямлення абсталявання: EGC, злучэнне і выпрабаванне

Зазямленне абсталявання з\'яўляецца з\'язным для адкрытых праводзячых частак электрычнага абсталявання з абаронным зазямляльным шляхам, каб цяпло кароткзамкнення магло вярнуцца да крыніцы і дазволіць абарончаму прыладзе размыкаць ланцуг. Яно выкарыстоўваецца ў электрычных панэлях, рухавіках, машынах, бытавых прыладах, разетках, прамысловым абсталяванні і электрычных сістэмах. У гэтым артыкуле разгледжана, як працуе зазямленне абсталявання, чым яно адрозніваецца ад злучэння і сістэмнага зазямлення, зазямляльныя провады і метады, патрабаванні да дызайну, прымяненне, выпрабаванне і ліквідацыя непаладкаў.

Каталог

Малюнак 1. Шлях цяпла кароткзамкнення зазямлення абсталявання

Што такое зазямленне абсталявання?

Зазямленне абсталявання з\'яўляецца звязваючым для адкрытых непрацуючых праводзячых частак, такіх як металічныя корпусі, рамы, шафы, паверхі і корпуса абсталявання, з абаронным зазямляльным шляхам. У нормальным рэжыме працы гэты шлях не павінен пераносіць звычайны ток нагрузкі. Калі ізаляцыя правала і наэлектрызаваны провад закранае адкрыты метал, шлях зазямлення абсталявання забяспечвае маршрут з нізкім імпедансам для цяпла кароткзамкнення, так што адпаведнае абарончае ўстройство можа размыкаць ланцуг.

Провад, які выкарыстоўваецца для гэтай мэты, звычайна назваецца зазямляльным провадам абсталявання (EGC) у паўночнаамерыканскіх установках і абарончым провадам (PE) у сістэмах на аснове IEC.

Як працуе зазямленне абсталявання?

Падчас нармальнай працы ток працякае праз запланаваны лінійны і нулявы або іншыя провады схемы. Калі наэлектрызаваны провад выпадкова закранае зазямляны металічны корпус, цяпло кароткзамкнення працякае праз зазямляльны провад абсталявання або іншы зацвярджаны шлях зазямлення назад да электрычнай крыніцы. Павышаны ток кароткзамкнення дазваляе аўтаматычна размыкаць ланцуг, аўтаматычную абарону ці іншы абарончы прылад.

Эфектыўнасць зазямлення абсталявання, следовательно, залежыць ад поўнага шляху цяпла кароткзамкнення, а не толькі ад падключэння абсталявання да зямлі. Слабае, паламанае, карозійнае або высокаімпеданснае злучэнне зазямлення можа перашкодзіць дастатковаму цяплу кароткзамкнення, каб працякаць, і можа пакінуць адкрыты метал пад небяспечным напругай.

Зазямленне абсталявання, злучэнне і сістэмнае зазямленне

Малюнак 2. Сістэма зазямлення і злучэння Паўночнай Амерыкі

У тыповай зазямленай сістэме Паўночнай Амерыкі з\'яўляюцца зазямленне абсталявання, злучэнне, сістэмнае зазямленне і сістэма зазямляльнага электрада, якія працуюць разам.

EGC злучае адкрытыя праводзячыя часткі абсталявання з зазямляльнай сістэмай і таксама выконвае злучэнне, падтрымліваючы электрычную кантынуітэт паміж неабходнымі металічнымі часткамі. Сістэмнае зазямленне злучае пункт схемы, звычайна заземлены провад або нейтраль крыніцы, з зямлёй. Сістэма зазямляльных электродаў злучае ўсталёўку з зямлёй.

Функцыя	Галоўная роля
Зазямленне абсталявання / EGC	Забяспечвае шлях для токавого зняцця і злучае адкрытыя праводзячыя часткі
Злучэнне	Усталёўвае электрычную кантынуітэт паміж праводзячымі часткамі
Сістэмнае зазямленне	Злучае пункт схемы з зямлёй
Сістэма зазямляльных электродаў	Злучае электрычную ўсталёўку з зямлёй

Сістэма зазямляльных электродаў з'яўляецца часткай агульнай сістэмы зазямлення, але не заменіць шлях EGC для токавога зняцця назад да крыніцы.

Праводнікі зазямлення абсталявання і метады зазямлення

Толькі метады праводкі, якія ўключаны ў спіс або спецыяльна дазволены дзеючым электрычным кодам, могуць служыць праводнікам зазямлення абсталявання (EGC). Праводзячы матэрыял сам па сабе не робіць трасу, броню кабеля, абалонку, фасонку або гнуткі метад праводкі прымальнымі ў якасці EGC.

Methад зазямлення	Як гэта забяспечвае шлях	Галоўная праверка
Праводнік EGC тыпу дрота	Спецыяльны провад зазямлення ідзе з провадамі схемы	Праверце тып, памер, кантынуітэт, маршрутызацыю і заканчэнне провада
Металічная траса, адабрэнне або дазволены кодам	Траса і адабрэнні утвараюць шлях EGC, дзе гэта дазволена	Праверце тып трас, фасонак, кантынуітэт і ўстаноўку
Металічная броня кабеля або абалонка, дазволеныя кодам	Адабрэнне канструкцыі кабеля забяспечвае шлях зазямлення там, дзе гэта спецыяльна дазволена	Праверце спіс кабеля, фасонкі, заканчэнні і кантынуітэт
Гнуткі шнур або кабель з EGC	Праводнік зазямлення ўнутры шнура злучае зазямляльны кантакт абсталявання з абсталяваннем	Праверце стан шнура і кантынуітэт зазямляльнага кантакту штэкера
Іншыя пералічаныя або дазволеныя кодам метады гнуткай праводкі	Могуць служыць як EGC толькі там, дзе гэта спецыяльна дазволена для гэтага метаду праводкі	Праверце спіс, фасонкі, абмежаванні даўжыні і ўмовы ўстаноўкі
Пераходнік для злучэння абсталявання	Падтрымлівае электрычную кантынуітэт паміж часткамі або злучэннямі, якія патрабуюць злучэння	Праверце памер пераходніка, заканчэнні і механічную цэласнасць

Не мяркуйце, што металічныя трасу, броня, абалонкі, фасонкі або гнуткія метады праводкі могуць служыць як EGC, калі канкрэтны метад праводкі не ўключаны ў спіс або код не дазваляе гэта.

Патрабаванні да праектавання зазямлення абсталявання

Зазямленне абсталявання павінна быць спраектавана ў адпаведнасці з выданнем NEC, прынятым мясцовай уладай, якая мае юрысдыкцыю (AHJ), і фактычнай канфігурацыяй сістэмы. Не прымяняйце памеры провада, месцазнаходжанне злучэнняў або патрабаванні да метадаў праводкі з іншага выдання NEC без праверкі.

Параметр праектавання	Што правяраць	Чаму гэта важна
Кантынуітэт EGC	Шлях зазямлення абсталявання з'яўляецца бесперабойным ад адкрытых праводзячых частак да дазволенага месца злучэння	Адкрыты шлях можа перашкаджаць эфектыўнаму ліквідацыі памылак
Памер EGC	Памер провада адпавядае мясцовым патрабаванням NEC для схемы і прылады перамыкання	Забяспечвае, што EGC можа выконваць сваю функцыю па ліквідацыі памылак
Дазволены метад EGC	Траса, броня кабеля, абалонка, фасонка або провад уключаны ў спіс або дазволены кодам для выкарыстання як EGC	Праводзячая канструкцыя сама па сабе не робіць яго прымальным EGC
Месца злучэння	Патрабаваная злучэнне нейтралі з зямлёй робіцца толькі ў дазволеным пункце сэрвісу або ў пункце асобнай сістэмы	Усталёўвае запланаваны шлях вяртання для зазямляльнай памылкі
Раздзяленне ў ніжнім баку	Функцыі нейтралі і зазямлення абсталявання звычайна падзеляюцца ніжэй дазволенага пункта злучэння	Перашкаджае наўмыснаму працякання нагрузачнага току па EGC, абалонках і іншых злучаных металах
Кантынуітэт злучэння	Патрабаваныя абалонкі, трасы, рамкі і праводзячыя часткі застаюцца электрычна кантынуўнымі	Падтрымлівае шлях токавага зняцця
Імпеданс шляху памылак	Злучэнні, проводы, фасонкі і трасы забяспечваюць эфектыўны шлях з нізкім імпедансам	Сур'ёзны імпеданс можа затрымаць работу абарончых прылад
Цэласнасць злучэння	Зажымы, шрубы, звязывальныя перапрыжаванні і фітынгі забяспечаны і падыходзяць для матэрыялу праводніка	Слабыя або карозійныя злучэнні могуць павялічыць імпеданс
Навакольныя ўмовы	Увільгатненне, вібрацыя, хімікаты, корозія і тэмпература прымаюцца пад увагу	Умовы могуць пагажаць заземляльныя і злучальныя злучэнні

У зазямленай сістэме неабходнае злучэнне нейтралі і заземлення робіцца на дазволеным пункце службы або асобна паходнай сістэмы. Пад downstream гэтага пункта, функцыі нейтралі і заземлення абсталявання, як правіла, утрымліваюць асобна, каб звычайны ток нагрузкі не выкарыстоўваў EGC або злучанае абсталяванне як шлях вяртання.

Заўсёды правярайце канчатковую схему адносна мясцова прынятай версіі NEC, інструкцый абсталявання і патрабаванняў AHJ.

Агульныя прымяненні заземлення абсталявання

Патрабаванні да заземлення абсталявання залежаць ад канструкцыі абсталявання і фактычнай канфігурацыі сістэмы.

Прымяненне	Асноўная патрабаванне да заземлення ці злучэння	Важнае заўвага па дызайне
Электрычныя панэлі	Злучыце кожух і неабходныя металевыя часткі з сістэмай EGC	Захоўвайце неабходнае аддзяленне нейтралі і EGC ніжэй за дазволены пункт злучэння
Электрычныя рухавікі	Зазямліце і злучыце каркас рухавіка дзе неабходна	Злучэнне павінна заставацца надзейным пад вібрацыяй
Прамысловая машыны	Злучыце адкрытыя праводзячыя часткі машыны	Праверце кантынуітэт паміж часткамі машыны
Разеткі заземленнага тыпу	Злучыце заземліючы кантакт з соединительным EGC	Праверце правільнае мацаванне і кантынуітэт
Абсталяванне з падключэннем шнура	Падайце EGC там, дзе гэтага патрабуе канструкцыя абсталявання	Абсталяванне з падвойнай ізаляцыяй можа не патрабаваць EGC
Трансмаратары	Зазямліце кожух і злучыце сістэму, як патрабуецца	Звязанасць паміж нейтралью і зямлёй залежыць ад таго, ці і як другасны абмотка трансфарматара сканфігурована як асобна паходная сістэма
Генератары	Зазямліце і злучыце каркас і падключанае абсталяванне, як патрабуецца	Злучанасць залежыць ад злучэння генератара і таго, ці працуе ён як асобна паходная сістэма
Прывады з зменнай частатой	Падайце неабходнае зазямленне для абароны да кожуха VFD і рухавіка	Зазямленне для абароны асобна ад EMC завяршэння кабельнага экрана
Шафы кіравання	Злучыце неабходныя часткі кожуха і падтрымлівайце шлях абарончага провода	Кабельныя экраны, якія выкарыстоўваюцца для EMC мэт, не з'яўляюцца заменамі патрабаванага EGC або PE

Для VFD і іншага электроннага абсталявання, абарона заземлення і завяршэнне экрана EMC выконваюць розныя функцыі. Абарона заземлення забяспечвае неабходны шлях бяспекі, у той час як кабельныя экраны звычайна завяршаюцца для кіравання электрамагнітнымі перашкодамі і не павінны выкарыстоўвацца ў якасці замен заземляльных провадаў.

Як правяраць і выпрабоўваць зазямленне абсталявання

Зазямленне абсталявання павінна правярацца паэтапна. Тэсты на кантынуітэт і злучэнне ў дэактываваным стане адрозніваюцца ад тэстаў імпедансу на дэфектнай петлі, і іх не трэба лічыць узаемазаменнымі.

Тэст на кантынуітэт у дэактываваным стане

Калі абсталяванне бяспечна дэактывавана і забяспечана ад паўторнай актывацыі:

1. Ідэнтыфікуйце EGC або PE і ўсе неабходныя злучальныя злучэнні.

2. Праверце праводнікі, зажымы, фітынгі, заземленчыя кантакты і звязкі.

3. Праверце на наяўнасць слабых дэталяў, карозіі, фарбы, забруджвання, паламанных праводнікаў або пашкоджаных каналаў.

4. Праверце кантынуітэт паміж адкрытымі праводзячыми часткамі і намечаным пунктам заземлення.

5. Выпраўце любы адкрыты або перарыўны шлях перад тым, як вярнуць абсталяванне ў эксплуатацыю.

Тэст на злучэнне ў дэактываваным стане з нізкім супрацівам

Тэст на злучэнне з нізкім супрацівам правярае якасць электрычных злучэнняў паміж злітымі металевымі часткамі і шляхам абарончага провада.

Выкарыстоўвайце прыдатны інструмент для тэста нізкага супраціву і метад тэставання для ўстаноўкі. Не прымяняйце адну ўніверсальную мяжу супраціву для кожнай сістэмы; прыняцце залежыць ад адпаведнага кодэксу, стандарту прадукцыі, даўжыні і памеру провада, тыпу злучэння і працэдуры тэставання.

Тэст на імпеданс дэфектнай петлі

Тэставанне імпедансу дэфектнай петлі ацаніць поўную актываваную петлю дэфектнага току і дапамагае вызначыць, ці можа працякаць дастаткова дэфектнага току, каб працаваць абарончым прыладам.

Паколькі гэты тест праводзіцца на актываванай электрычнай сістэме, тэставанне дэфектнай петлі можна праводзіць толькі для кваліфікаваных спецыялістаў з выкарыстаннем адпаведна акрэдытаваных інструментаў, ППЭ і адабрэнных працэдур бяспекі.

Абмежаванні тэстара разеткі з падключэннем.

Тэстар для разетак можа выявіць некаторыя агульныя ўмовы праводкі, такія як адчыненае зядро зазямлення або некаторыя перавагі правадоў.

Аднак ён не можа пацвердзіць, што EGC мае дастаткова нізкі імпеданс для надзейнага ліквідацыі ўсякіх непаладкаў. Разетка, якая выглядае правільнай на тэстары, можа ўсё яшчэ мець дрэнны або высокаімпедансны зазямляльны шлях.

Тэст супраціву заземляльнага электроднае злучэнне

Тэставанне супраціву заземляльнага электроднага злучэння ацэньвае злучэнне паміж сістэмай заземлення і зямлёй.

Ён не правярае бесперапыннасць EGC паміж абсталяваннем і пунктам злучэння. Таму вынік супраціву заземляльнага электроднага злучэння не павінен выкарыстоўвацца як доказ таго, што шлях заземлення абсталявання захаваны.

Сусветныя праблемы заземлення абсталявання і іх ліквідацыя

EGC не павінен пераносіць умоўны ток нагрузкі. Аднак EMI-фільтры, ёмікаснае звязванне і іншыя шляхі уцечкі абсталявання могуць выдаваць вымерны ток абарончага правадніку падчас нармальнай працы.

Праблема або сімптом	Можная прычына	Рэкамендаваная дзеянне
Металічны корпус дае шок або адчуванне покалення	Адчыненае або высокаімпеданснае EGC, памылка ізаляцыі, празмерная уцечка, няправільная праводка	Адключыце абсталяванне неадкладна і праверце зазямленне, злучэнне і ізаляцыю
Адчынены заземляльны шлях	Паламаная EGC, ненадзейны раз'ём, пашкоджаная штэкер, паламаны адасобнік	Адключыце неадкладна і адрамантуйце шлях абарончага правадніку перад вяртаннем абсталявання да працы
Заземляльны праваднік або злучэнне пераграваецца	Ток непаладкі, ненадзейнае злучэнне, пашкоджаны праваднік, няправільная памерка	Адключыце неадкладна і праверце праваднік, раз'ёмы і стан непаладкаў
Аўтамат не ліквідуе зямное непаладка, як чакалася	Празмерны імпеданс шляху непаладкі, няправільны шлях EGC, праблема абарончага прылады	Праверце поўны шлях EGC і злучэнні
Часовая бесперапыннасць зазямлення	Ненадзейнае злучэнне, вібрацыя, пашкоджаны праваднік	Праверце неадключаны шлях і праверце пацярпелыя злучэнні
Напруга існуе паміж рамамі абсталявання	Адсутняе або дрэннае злучэнне	Праверце бесперапыннасць злучэння і цэласнасць
Выкарыстанне вымяральнага току ў EGC або PE	Ток EMI-фільтра, ёмікасная уцечка, уцечка ізаляцыі, непрадказанае злучэнне нейтральна-заемлячага шляхоў, або памылка праводкі	Вызначце, ці чаканы ток для абсталявання і праверце ізоляцыю і праводку, як патрабуецца
Паўторныя выбары зямнога непаладкі	Уцечка току, вільгаць, пашкоджаная ізаляцыя, памылка абсталявання	Ізаляваць пацярпелы контур і выявіць крыніцу ўцечкі
Заземляльны кантакт адсутнічае або пашкоджаны	Мутаванне або пашкоджаны штэкер	Выдаліце абсталяванне з працы і адрамантуйце або заменіце яго правільна
Заземляльнае злучэнне пацярпела ад карозіі	Вільгаць, хімікаты, несупдныя матэрыялы	Адрамантуйце злучэнне і праверце бесперапыннасць
Секцыі машыны не правільна злучаны	Адсутняе злучэнне з скакаючыя праваднікам або дрэнная структурная бесперапыннасць	Адноўце неабходны шлях злучэння і праверце бесперапыннасць
Заземляльны шлях выглядае правільна, але паказвае дрэнныя вынікі	Фарба, акісленне, ненадзейнае абсталяванне, няправільны адаптар	Праверце кантактныя паверхні і правядзіце адпаведны тэст злучэння

Шок, покаленне, перагрэв, або пацверджаны адкрыты заземляльны шлях патрабуюць неадкладнага адключэння. Не вяртайце абсталяванне да працы, пакуль памылка зазямлення ці ізоляцыі не будзе выяўлена і выпраўлена.

Высновы

Эфектыўнае зазямленне абсталявання залежыць ад бесперапыннай сістэмы EGC і злучэння, правільнай схемы злучэння сістэмы, зацверджаных метадаў праводкі і адпаведнага праверка тэставання. Патрабаванні да зазямлення і злучэння заўсёды павінны быць правераны адносна прынятых мясцовых электрычных норм і фактычнай канфігурацыі абсталявання і сістэмы.

Афіцыйныя спасылкі

• NFPA 70, Нацыянальны электрафікацыйны кодэкс (NEC), выданне 2026 года — бягучае выданне NFPA; праверце, якое выданне прынята мясцовым AHJ перад прымяненнем канкрэтных кодэксаў.

• OSHA 29 CFR 1910.304, Дызайн і абарона электрычных злучэнняў — заземляльныя праваднікі, злучэнні зазямлення, бесперапыннасць EGC, зазямленне фіксаваных абсталявання, генератары і двайное ізаляванае абсталяванне.

• IEC 60364-4-41:2005+A1:2017 — абарона ад электрашоку для нізкаўзроўневых установак.

• IEC 60364-5-54:2011+A1:2021 — заземляльныя схемы, абарончыя провады і абарончыя звязальныя провады.

• IEC 61557-3:2019 — выпрабавальнае абсталяванне для вымярэння імпедансу контуроў.

• IEC 61557-4:2019 — выпрабавальнае абсталяванне для вымярэння супраціўлення заземляльных злучэнняў і эквіпатэнцыяльнага злучэння.

• IEC 61557-5:2019 — выпрабавальнае абсталяванне для вымярэння супраціўлення да зямлі.

• IEC 60990:2016 — метады вымярэння току дотыку і току абарончага провада.