12 Jun fakta og myter om isoleret jordforbindelse – Del 1
sendt på 11:23hin jordforbindelse/BondingbyiGround
generelt
det er ikke ualmindeligt at træde ind i et datacenter eller kommunikationsrum og få øje på en orange stikkontakt monteret på væggen. Spørg nogen, hvad det er, og du får generelt et svar som ‘det er vores nødstrøm’ eller ‘det er vores støjfrie jord’. Det er dog lige så almindeligt at få et skuldertræk fra den person, når han bliver spurgt ‘hvorfor’ de har en. Til denne dag, jeg finder ud af, at mange datacentre og kommunikationspersonale ikke er klar over, at telekommunikationsstandarderne rynker på deres use…in faktisk instruerer Building Industry Consulting Services International (BICSI) specifikt en kommunikationsdistributionsdesigner om at holde sig væk fra sådanne ledningsordninger i deres referencehåndbøger.
Hvorfor er isoleret jordforbindelse (ig) en bekymring? Hvor stammer det fra? Og er der nogen sandhed i et ig-system, der hjælper støjproblemer?
denne todelt blogartikel behandler disse spørgsmål og andre, så læseren kan blive uddannet om deres brug og til en vis grad advares, hvis de allerede er ansat på stedet. Den første del af denne artikel vil fokusere på elektrisk støj og det teoretiske behov for IG samt installationskravene og sikkerhedsovertrædelser, der kan opstå med de dårlige ledningsmetoder i IG-systemet. Den anden del af artiklen vil fokusere på de tekniske problemer med IG og den hurtige og nemme måling for at afgøre, om Ig er et problem for dig på din hjemmeside.
hvor skal man starte?
et isoleret jordforbindelse (ig) system specificeres ofte, hvor der er bekymring for elektrisk støj på udstyrets jordforbindelse, der forårsager driftsproblemer for elektronisk udstyr. Ved at inkorporere et ig-system i modsætning til et solidt jordet (SG) system, ville man være tilbøjelig til at tro, at der var gjort noget for at løse potentielle problemer. Desværre skaber selv korrekt installerede ig-systemer betydelige driftsproblemer, selvom det er installeret i henhold til National Electrical Code-krav og Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) anbefalet praksis. For at forstå, hvordan man installerer ig-systemer, og om de virkelig fungerer, skal vi forstå begrundelsen for at specificere et sådant system. Dette kræver et nøje kig på årsagen og virkningen af ‘elektrisk støj’…
Hvad er ‘elektrisk støj’?
elektrisk støj er et generelt udtryk, der bruges af både den professionelle og lægmand til at beskrive en begivenhed, der forstyrrer driften af elektronisk udstyr. Det korrekte udtryk for det er dog common-mode spænding. Common-mode spænding er et uønsket signal, der opstår mellem kredsløbsledere og jord, der kan efterligne tilsigtede signaler mellem enheder, ofte med de forkerte intervaller. Specifikt er common-mode spændingen mellem neutral og jord den største bekymring for strømforsyningsdesignere. Dette skyldes, at der mangler filtrering mellem disse to punkter inden for udstyrets strømforsyning. Som et resultat er en forstyrrelse, der genereres på vekselstrømssiden af strømforsyningen (dvs.vekselstrøms jordforbindelse) er fælles for jævnstrømssiden (kendt som chassisjord), deraf udtrykket common-mode.
kilder til Common-Mode spænding
næsten alt udstyr, med undtagelse af glødelamper, er en kilde til Common-mode spænding. Enhver enhed, der indeholder motorer, dirigerer-par common-mode strømme til udstyrets jordleder. Disse omfatter automater, kopimaskiner, laserprintere, køleenheder, UPS ‘ er osv.
undersøgelser har også vist, at løse forbindelser på udstyrets jordforbindelse eller neutrale ledere, der er udsat for mekanisk vibration, også kan forårsage elektrisk støj på mellemniveau eller kunne forværre problemet, hvor der er en eksisterende common-mode spænding. Andre kilder kan inducere en spænding på jordingskredsløbet via elektromagnetisk interferens (EMI) eller radiofrekvensinterferens (RFI). Radio / TV-antenner, bevægelsesdetektorer, tovejsradioer, mobiltelefoner, personsøgere og fluorescerende belysning medfører disse typer forstyrrelser.
uanset kilden til forstyrrelsen accepteres det af (IEEE) Standard 1100 (Emerald Book), at enhver spænding større end 1 volt mellem neutral og jord ved indgangen til elektronisk udstyr sandsynligvis vil forårsage udstyrsfejl.
Hvordan påvirker det udstyr?
elektronisk udstyr kommunikerer både internt og med andre enheder gennem en digital puls, der er kendt som en bit eller en streng bits kendt som bytes. En typisk bit, vist i tegning 1, ligner den af en firkantet bølgeimpuls, men realistisk set er bølgeformen mindre lineær end ofte afbildet. Amplituden af denne puls varierer med udstyr design og anvendelse. Typisk fungerer transistor-transistorlogik (TTL) og komplementær metalloksid halvleder (CMOS) logik ved 5 volt. Når pulsen er aktiv, siges det at være i logik 1 eller høj tilstand. Når pulsen ikke er aktiv, kaldes den logik 0 eller en lav tilstand.
på den forreste og bageste kant af pulsen er overgangspunkter. Her er pulsen i kort tid hverken ved logik 1 eller logik 0. Hvis der opstår en tilfældig common-mode spænding mellem neutral og ac udstyr jorden på samme tid, at overgangspunkterne opstår, er det muligt, at det tilsigtede signal kunne vendes. Som et resultat er der en mindre bit i strømmen af information, der rejser til kredsløb i enheden eller til en ekstern enhed. Når dette sker, fungerer det interne kredsløb ikke som et resultat af paritetsfejl i bitstrukturen, hvilket resulterer i udstyrsfejl.
Pandoras æske
i 1980, med afsløringen af deres højhastighedsdatabehandlingsprodukter, begyndte en velrenommeret udstyrsproducent at specificere et unikt jordforbindelse design kaldet en isoleret jord. Hensigten var at kræve, at en isoleret jordingsleder til udstyr køres til jordforbindelsesklemmen på orange ig-beholdere, som er designet til at adskille jordforbindelsesklemmen til ledningsforbundet udstyr fra monteringsremmen på selve stikkontakten. Således er to udstyr grunde installeret (og derfor skal opretholdes). Formålet med IG-systemet var at udvide nul volt-referencen (skabt af jordbindingen med neutralt udstyr ved den elektriske serviceindgang) til den neutrale jordindgang på udstyrsstedet. Den ønskede hensigt (og NEC-kompatibel) af IG skal se ud som tegning 2 nedenfor.
i løbet af de næste par år specificerede andre udstyrsproducenter den samme type jordforbindelse. Desværre var de fleste udstyrsproducenter slappe i de nøjagtige krav til en ig-installation. Nogle elektrikere måtte stole på deres egen fortolkning af, hvordan den skulle installeres. For at gøre tingene værre havde National Electrical Code og IEEE ikke krav til installation af et sådant jordforbindelse. Som et resultat oplevede mange steder alvorlige problemer med sikkerheds-og udstyrets ydeevne på grund af forkert installation af IG-kredsløbet. Faktisk er mange af de systemer, der stadig er i brug i dag, potentiel sikkerhed (elektrisk stød og brand), lyn og operationelle farer.
NFPA bliver involveret
i 1981 oplevede et firma i Chicago, IL betydelige brandskader, der direkte blev tilskrevet en jordfejl på et forkert installeret ig-system, hvor den fysiske installation forhindrede det i at tillade tilstrækkelig strøm til at udløse afbryderen. Et grundlæggende diagram over denne type forkert ledningsføring kan ses nedenfor, hvor en separat drevet jordstang bruges til at henvise til det isolerede udstyrs jordforbindelse i et underpanel.
i 1984, som svar på denne og andre hændelser, leverede forfatterne af National Electrical Code installationskrav til en isoleret udstyrsjordleder.
i 2002-versionen af NEC-systemet indeholder afsnit 250.146 (d) installationskravene til IG-systemet, men det styrer ikke installationsprogrammet om, hvorvidt dets anvendelse er gavnlig eller ej. Sammenfattende kræver koden, at en isoleret jordforbindelsesleder (minimumsstørrelse pr.tabel 250-122) køres med kredsløbslederne fra udstyrets jordterminal ved beholderen til udstyrets jordforbindelse ved det afledte system eller service. Af sikkerhedshensyn er det vigtigt at bemærke, at ig-udstyrets jordleder ikke kan køres i sin egen ledning eller køres uden for grenkredsløbet eller fødeledningen. Desuden kan ig-udstyrets jordleder ikke afsluttes til en enlig jordstang.
af hensyn til udstyrets ydeevne anbefaler IEEE, at ig-lederen og kredsløbslederne er indeholdt i metallisk ledning for at beskytte mod udstrålet EMI/RFI. De anbefaler også en separat varm, neutral, og udstyr jordingsleder leveres til hvert enkelt gren kredsløb. Imidlertid, denne IEEE anbefalede ledningsføringspraksis betragtes som omkostningsbegrænsende af de fleste elektriske entreprenører og findes sjældent i marken. Men selvom den krævede og anbefalede designpraksis følges, må man spørge….
fungerer et ig-System faktisk?
det korte svar på dette spørgsmål er “nej”. Og ikke kun virker det ikke, undersøgelser har vist, at det kan introducere problemer, hvor du ikke ville forvente dem. I nogle tilfælde har IG-systemer været kendt for at gøre spændingsproblemer i almindelig tilstand værre … eller i ekstreme tilfælde skabe spænding i almindelig tilstand, hvor Nej skal være!
der er mange grunde til, at ig-systemet er ineffektivt. Men samlet set overveje det faktum, at hvert sted er unikt. Som sådan kan den elektromagnetiske kompatibilitet (EMC) mellem enheder, endsige hvert grenkredsløb, ændre sig dramatisk. Af denne grund er de variabler, der forårsager, forhindrer og forstærker elektriske støjforstyrrelser, lige så dynamiske. I vores næste installation løser vi de tekniske problemer, der forhindrer ig i at hjælpe os. Og hvis du allerede bruger det, vil vi diskutere, hvordan kan du teste det for at se, om det forårsager et problem for dig…alt sammen med en run-of-the-mill VOM?
