12 Jun Fatos e Mitos do Isolado de Aterramento – Parte 1
Postado às 11:23hin de Aterramento/BondingbyiGround
Geral
não é incomum para a etapa em um centro de dados ou sala de comunicação e local de uma laranja tomada na parede. Pergunte a qualquer um o que isso é e você geralmente terá uma resposta como ‘esse é o nosso poder de emergência’ ou ‘este é o nosso solo sem ruído’. É igualmente comum, porém, obter um encolhimento dos ombros dessa pessoa quando lhe é perguntado “por que” eles têm um. Até hoje, descobri que muitos funcionários do centro de dados e das comunicações desconhecem que os padrões de telecomunicações desaprovam as suas use…in fact, Building Industry Consulting Services International (BICSI) instrui especificamente um designer de distribuição de comunicações para ficar longe de tais esquemas de fiação em seus manuais de referência.
por que motivo a imobilização isolada (IG) é uma preocupação? De onde veio? E existe alguma verdade num sistema de GI que ajude a resolver problemas de ruído?
este artigo de duas partes do blog aborda estas questões, e outras, de modo que o leitor pode ser educado sobre o seu uso e, em algum grau, ser avisado se eles já estão empregados no site. A primeira parte deste artigo vai se concentrar no ruído elétrico e na necessidade teórica de IG, bem como os requisitos de instalação e violações de segurança que podem surgir com os métodos de fiação pobres do sistema IG. A segunda parte do artigo vai se concentrar nas questões técnicas com IG e a medição rápida e fácil para determinar se IG é um problema para você em seu site.Por onde começar?
um sistema de aterramento isolado (IG) é muitas vezes especificado quando há uma preocupação com o ruído elétrico no sistema de aterramento do equipamento causando problemas operacionais para equipamentos eletrônicos. Ao incorporar um sistema IG em oposição a um sistema solidamente fundamentado (SG), seria inclinado a pensar que algo tinha sido feito para resolver problemas potenciais. Infelizmente, mesmo os sistemas IG devidamente instalados criam problemas operacionais significativos, mesmo que sejam instalados de acordo com os requisitos do Código Elétrico Nacional e as práticas recomendadas do Instituto de engenheiros elétricos e eletrônicos (IEEE). Para entender como instalar sistemas IG, e se eles realmente funcionam ou não, precisamos entender o raciocínio para especificar tal sistema. Isto requer uma análise atenta da causa e efeito do “ruído eléctrico” …
o que é o “ruído eléctrico”?
ruído elétrico é um termo geral usado pelo profissional e leigo tanto para descrever um evento que perturba o funcionamento de equipamentos eletrônicos. O termo correto para ele, porém, é voltagem de modo comum. Tensão de modo comum é um sinal indesejado que ocorre entre condutores de circuitos e terra que pode imitar os sinais pretendidos entre dispositivos, muitas vezes nos intervalos errados. Especificamente, a tensão de modo comum entre o neutro e o solo é da maior preocupação para os designers da fonte de alimentação. Isto porque há uma falta de filtragem entre estes dois pontos dentro da fonte de alimentação do equipamento. Como resultado, uma perturbação que é gerada no lado ac da fonte de alimentação (ou seja, o sistema de aterramento ac) é comum ao lado dc (conhecido como chassis Mound), daí o termo modo comum.
Fontes de tensão no modo Comum
quase todo o equipamento, com exceção da iluminação incandescente, é uma fonte de tensão no modo comum. Qualquer dispositivo que contenha motores direccionará correntes de modo comum para o condutor de aterramento do equipamento. Estes incluem máquinas de venda automática, fotocopiadoras, impressoras a laser, unidades de refrigeração, UPS, etc.Estudos demonstraram também que as ligações soltas no aterramento do equipamento ou os condutores neutros sujeitos a vibrações mecânicas podem também causar ruído eléctrico de nível médio ou agravar o problema quando existe uma tensão existente no modo comum. Outras fontes podem induzir uma tensão no circuito de ligação à terra através de interferências electromagnéticas (EMI) ou de interferências de radiofrequências (RFI). Antenas de rádio / TV, Detectores de movimento, rádios bidirecionais, telefones celulares, pagers, e iluminação fluorescente causam esses tipos de distúrbios.
independentemente da origem da perturbação, é aceite pela norma (IEEE) 1100 (Livro de Esmeraldas) que qualquer tensão superior a 1 volt entre ponto morto e solo à entrada de equipamentos electrónicos irá provavelmente causar mau funcionamento do equipamento.
Como É que afecta o equipamento?
Equipamentos Eletrônicos se comunicam internamente, e com outros dispositivos, através de um pulso digital que é conhecido como um bit ou uma cadeia de bits conhecidos como bytes. Um bit típico, mostrado no desenho 1, se assemelha ao de um pulso de onda quadrada, embora, realisticamente, a forma de onda é menos linear do que muitas vezes representado. A amplitude deste impulso varia com a concepção e aplicação do equipamento. Tipicamente, a lógica transistor-transistor (TTL) e a lógica complementar metal oxide semiconductor (CMOS) opera a 5 volts. Quando o pulso está ativo, diz-se que está na lógica 1, ou estado alto. Quando o pulso não está ativo, ele é referido como lógica 0, ou um estado baixo.
na extremidade dianteira e posterior do pulso estão os pontos de transição. Aqui, por um curto período de tempo, o pulso não está na lógica 1 ou na lógica 0. Se ocorrer uma tensão aleatória de modo comum entre o solo do equipamento neutro e de corrente alternada ao mesmo tempo que os pontos de transição ocorrem, é possível que o sinal pretendido possa ser revertido. Como resultado, há menos um bit no fluxo de informações que viajam para circuitos dentro do dispositivo ou para um dispositivo externo. Quando isso ocorre, o circuito interno não funcionará como resultado de erro de paridade na estrutura de bits, resultando em mau funcionamento do equipamento.
caixa de Pandora
em 1980, com a revelação de seus produtos de processamento de dados de alta velocidade, um fabricante de equipamentos respeitável começou a especificar um projeto de aterramento único chamado de solo isolado. A intenção era exigir que um condutor de aterramento de equipamento isolado fosse executado até o terminal de aterramento de receptáculos IG laranja, que são projetados para separar o terminal de aterramento para equipamentos conectados com cordas da alça de montagem da própria saída. Assim, são instalados dois terrenos de equipamento (que, por conseguinte, devem ser mantidos). O objetivo do sistema IG era estender a referência de zero volts (criada pela ligação terrestre do equipamento neutro na entrada de serviço elétrico) para a entrada de terra neutra no local do equipamento. A intenção desejada (e compatível com NEC) do IG deve parecer algo como desenho 2, abaixo.
nos próximos anos, outros fabricantes de equipamentos especificaram o mesmo tipo de Sistema de aterramento. Infelizmente, a maioria dos fabricantes de equipamentos foram laxistas nas exigências exatas de uma instalação IG. Alguns Eletricistas tiveram que confiar em sua própria interpretação de como ele deve ser instalado. Para piorar as coisas, o Código Elétrico Nacional e o IEEE não tinham requisitos para a instalação de tal sistema de aterramento. Como resultado, muitos locais experimentaram graves problemas de segurança e desempenho do equipamento devido à instalação inadequada do circuito IG. Na verdade, muitos dos sistemas ainda em uso hoje são segurança potencial (choque elétrico e fogo), relâmpagos e perigos operacionais.
NFPA Mete
Em 1981, uma empresa de Chicago, IL experimentado considerável de dano de fogo que foi ser diretamente atribuído a uma falha à terra em uma instalação inadequada de IG sistema onde a instalação física impedido de permitir que a corrente suficiente para desarmar o disjuntor. Um diagrama básico deste tipo de cablagem imprópria pode ser visto abaixo, onde uma haste de terra separada é usada para referenciar o barramento de aterramento do equipamento isolado em um sub-painel.
em 1984, respondendo a este e outros incidentes, os autores do Código Elétrico Nacional forneceram requisitos de instalação para um condutor de aterramento de equipamentos isolados.
na versão de 2002 do NEC®, a secção 250.146 (d) fornece os requisitos de instalação do sistema IG, mas não orienta o instalador quanto à utilidade ou não da sua utilização. Em resumo, o código exige que um condutor de aterramento isolado (dimensão mínima por quadro 250-122) seja executado com os condutores de circuitos do terminal de terra do equipamento no receptáculo até ao terminal de aterramento do equipamento no sistema ou serviço derivado. Para fins de segurança, é importante notar que o condutor de aterramento do equipamento IG não pode ser executado no seu próprio conduíte ou executado fora do circuito de ramificação ou do conduíte de alimentação. Além disso, o condutor de aterramento do equipamento IG não pode ser encerrado a uma haste terrestre isolada.
para fins de desempenho do equipamento, o IEEE recomenda que o condutor IG e os condutores de circuitos sejam contidos em condutas metálicas para proteger contra radiações EMI/RFI. Eles também recomendam que um condutor de aterramento separado quente, neutro, e equipamentos sejam fornecidos para cada circuito de ramificação individual. No entanto, esta prática de fiação recomendada pela IEEE é vista como custo-proibitivo pela maioria dos empreiteiros elétricos e raramente é encontrada no campo. Mas mesmo que as práticas de design necessárias e recomendadas sejam seguidas, é preciso perguntar … Um sistema de GI funciona mesmo?
a resposta curta a esta pergunta é “não”. E, não só não funciona, como os estudos mostram que pode introduzir problemas onde não se pode esperar. Em alguns casos, os sistemas IG têm sido conhecidos para tornar os problemas de tensão de modo comum pior … ou, em casos extremos, criar tensão de modo comum onde não deveria ser!
há muitas razões pelas quais o sistema IG é ineficaz. Mas, no geral, considere o fato de que cada site é único. Como tal, a compatibilidade eletromagnética (CEM) entre dispositivos, muito menos cada circuito de ramificação, pode mudar dramaticamente. Por esta razão, as variáveis que causam, previnem e amplificam distúrbios do ruído elétrico são igualmente dinâmicas. Na nossa próxima instalação, abordaremos as questões técnicas que impedem a IG de nos ajudar. E, se já estão a usá-lo, discutiremos como podem testá-lo para ver se está a causar um problema para vocês…todos com uma VOM-da-fábrica?
