Заземляющая клеммная колодка обеспечивает выделенную точку подключения для каждого защитного заземляющего проводника, снижая риск отказов и повышая надежность системы. Она также помогает инженерам проектировать системы заземления в соответствии с широко принятыми электротехническими нормами и практикой установки на различных рынках.
Перед тем как выбрать одну из них, инженерам и инспекторам необходимо понять, как производительность заземления, целостность соединения и архитектура системы влияют на общую безопасность.
Критическая роль заземления
Заземление создает путь низкого сопротивления для тока короткого замыкания, заставляя автоматические выключатели и предохранители срабатывать до того, как напряжение накопится на открытых металлических частях. Пропустите его, и одно короткое замыкание может привести к подаче напряжения на корпус или возникновению пожара.
Более 75% пожаров и отказов электрооборудования на промышленных предприятиях связаны с неадекватным заземлением или соединениями низкого качества. Стандартные клеммные колодки не предназначены для этой работы. Им не хватает площади контактной поверхности и мощности тока короткого замыкания, которые требуются для выделенного пути заземления.
Три широко принятых электротехнических стандарта определяют практику заземления на основных рынках:
- Статья 250 NEC излагает требования к заземлению и соединению электроустановок в Соединенных Штатах.
- IEC 61936-1 предоставляет руководство по проектированию заземления в высоковольтных установках.
- GB 50054 определяет практику защитного заземления в низковольтных системах в Китае.
Выделенный клеммный блок заземления — один из самых прямых способов документально подтвердить соответствие всем трем требованиям во время аудита.
На что обратить внимание при выборе спецификаций заземляющих клеммных колодок
Не каждый блок ведет себя одинаково в условиях неисправности. Знание того, что отличает надежный компонент от потенциальной проблемы, начинается с трех областей.
Правильный блок заземления использует выделенную медную шину с несколькими точками доступа, а не один общий проводник. Большее количество точек доступа означает большую площадь контакта на каждое соединение, что снижает падение напряжения при протекании тока короткого замыкания.
Цветовая маркировка соответствует международным стандартам. Зелено-желтая полоса или покрытие из чистой меди позволяют любому мгновенно определить путь заземления без проверки документации.
Электрические требования сужают выбор:
- Поддержка сечения проводника от 8 мм² до 120 мм², охватывающая как соединительные провода, так и главные уравнительные шины.
- Падение напряжения ниже 0,2 В при максимальном токе короткого замыкания, поскольку любое более высокое значение замедляет срабатывание автоматического выключателя.
- Корпус, который выдерживает монтажные нагрузки без смещения силы зажима на проводниках.
Сопротивление контакта должно быть ниже 50 мкОм на точку подключения. Повышение температуры при номинальном токе должно оставаться в пределах 5°C выше температуры окружающей среды.
Одна деталь, которая редко встречается в спецификациях, — это чистота меди. Медь высокой чистоты, обычно 99,9% C11000/ETP, препятствует образованию оксидного слоя. Оксид накапливается незаметно в течение многих лет, увеличивая сопротивление до тех пор, пока соединение, прошедшее пусконаладку, не начнет генерировать тепло и в конечном итоге выйдет из строя.
Как архитектура системы заземления работает на практике
Блок заземления соединяет корпуса оборудования, панели, двигатели и коммутационные аппараты с главной панелью. Ток короткого замыкания проходит по этому пути, предотвращая появление напряжения прикосновения на поверхностях, к которым кто-либо может прикоснуться.
В системах TN-S одно различие имеет первостепенное значение. Защитные проводники (PE) и защитные нулевые (PEN) должны оставаться разделенными на уровне клеммного блока. Их объединение в неправильном месте приведет к появлению шумов в цепях управления, вызывая ложные отказы в приводах и ПЛК, которые трудно отследить.
Нейтральная шина несет ток обратной связи для нормальной работы цепи, а не ток короткого замыкания. Ее необходимо выбирать по размеру для несбалансированных нагрузок, а не для установившегося тока, и ее заземление на подпанели, а не на главной панели, вызывает ложные срабатывания, которые инспекторы последовательно отмечают во время аудитов пусконаладки.
По мере увеличения плотности монтажа инженеры часто соединяют заземляющие проводники последовательно от одного терминала к другому. Одно ослабленное соединение в этой цепи устраняет путь заземления для каждого последующего устройства, без видимых признаков до возникновения неисправности.
Распределительный блок — это централизованное разветвительное устройство, которое полностью заменяет последовательное соединение. Вместо того чтобы передавать путь заземления от терминала к терминалу, он принимает один вход высокой мощности и предоставляет каждому исходящему проводнику свою собственную выделенную точку зажима. Распределительные блоки справляются с этим без единой точки отказа, которую создают последовательные соединения, и делают каждое соединение независимо видимым и тестируемым.
Молниезащита добавляет еще один уровень. Путь заземления вводного устройства должен выдерживать переходные токовые перенапряжения на уровне кА. Стандартный клеммный блок не рассчитан на это, поэтому его указание здесь фактически передает перенапряжение на оборудование, которое он должен был защищать.
Требования к установке и соответствию нормам
Правильная спецификация — это только часть работы. То, что происходит во время установки, определяет, будет ли система работать, когда это необходимо.
Начните с контрольного списка соответствия перед началом любых электромонтажных работ:
- Заземляющие клеммы должны располагаться в доступном месте для ежегодного осмотра без снятия других компонентов.
- Размер кабеля соответствует таблице NEC 250.122 или ее эквиваленту IEC.
- Размер главного соединительного перемычки требует собственного расчета, отдельного от проводников цепи.
- В системах TN-S PE и N должны быть разделены от первой точки распределения и далее, поскольку их объединение ниже по потоку создает проблемы с нейтрально-земляным соединением, описанные выше.
Разместите заземляющий блок близко к входу в главный щит, чтобы путь тока короткого замыкания был коротким. Используйте несколько точек доступа вместо того, чтобы укладывать проводники под одной клеммой, поскольку каждый проводник затем имеет свое собственное независимо надежное соединение.
Тестирование непрерывности должно подтвердить сопротивление ниже 0,1 Ом по всему пути соединения перед подачей напряжения. Тепловизионная съемка выявляет соединения с высоким сопротивлением, которые проходят тесты непрерывности, но нагреваются под нагрузкой. Запланируйте ежегодное техническое обслуживание в рамках документации по вводу в эксплуатацию с первого дня.
Распространенные ошибки заземления, создающие ответственность
Большинство отказов заземления следуют предсказуемым закономерностям. Каждый из них можно избежать, и каждый создает документально подтвержденную ответственность, когда он вызывает сбой:
- Недостаточно размерные заземляющие проводники приводят к нагреву проводника до срабатывания автоматического выключателя, что является прямой пожарной опасностью.
- Смешивание меди и алюминия без надлежащих интерфейсных материалов создает гальваническую коррозию, которая постепенно увеличивает сопротивление
- Последовательное соединение заземляющих проводников означает, что одно неудачное соединение снимает защиту для каждого устройства ниже по потоку
- Соединение нейтрали с землей на подпанели генерирует электромагнитные помехи и вызывает ложные срабатывания чувствительного оборудования
- Игнорирование требований к переходным процессам перенапряжения оставляет систему неспособной справляться с событиями уровня кА от молнии или коммутации
Выбор распределительных блоков для высокоплотного заземления
Один клеммный блок заземления хорошо подходит для локальных соединений. Как только количество соединений заземления оборудования увеличивается, архитектура должна измениться. Последовательное соединение становится недостатком в больших масштабах, и один неудачный разрыв молча выводит из строя всю цепь.
HAIYAN производит ряд распределительных блоков, разработанных для централизованного заземления высокой плотности в низковольтных электрических системах. Каждый продукт предоставляет каждому проводнику собственную выделенную точку зажима и включает прозрачную защитную крышку для визуального осмотра без разборки. В зависимости от вашего текущего рейтинга, метода ввода и компоновки шкафа, три серии охватывают большинство сценариев проектов:
- Распределительная клеммная коробка серии FJ6/UK обрабатывает PE, нейтраль и эквипотенциальное соединение из одного закрытого блока, поддерживая несколько входов и выходов в качестве компактной замены шины в панелях высокой плотности
- Серия FJ6/JTS2D-150 обрабатывает прямой ввод проводника от 50 мм² до 150 мм² с конфигурациями вывода от 2 до 8 цепей. Конструкция с откидной крышкой обеспечивает доступ к точкам подключения во время проводки без полного снятия крышки
- Серия FJ6/JTS3-35B принимает ввод кабельного наконечника или шины с трех направлений, предоставляя установщикам гибкость в тесных компоновках шкафов, где фиксированное направление ввода увеличивает время установки
Для инженеров и инспекторов, которым нужны системы заземления, соответствующие требованиям аудита, эти продукты заменяют слабые места, создаваемые последовательными соединениями. Каждый проводник надежно закреплен независимо, каждое соединение видно через прозрачную крышку, и каждую точку в системе можно проверить без разборки чего-либо.
