12 Jun az elszigetelt földelés tényei és mítoszai-1. rész
Posted at 11:23hin Grounding/BondingbyiGround
Általános
nem ritka, hogy belép egy adatközpontba vagy kommunikációs helyiségbe, és a falra szerelt narancssárga kimenetet észlel. Kérdezzen meg bárkit, hogy mi az, és általában olyan választ kap, mint ‘ez a vészhelyzeti energiánk’ vagy’ez a zajmentes Földünk’. Ugyanolyan gyakori, bár, hogy vállat vonjon attól a személytől, amikor megkérdezik, miért van ilyen. A mai napig, úgy találom, hogy sok adatközpont és kommunikációs személyzet nincs tudatában annak, hogy a távközlési szabványok ráncolják a homlokukat use…in tény, hogy a Building Industry Consulting Services International (BICSI) kifejezetten utasítja a kommunikációs disztribúció tervezőjét, hogy tartózkodjon az ilyen vezetékezési sémáktól a referencia kézikönyvekben.
miért aggodalomra ad okot az izolált földelés (IG)? Honnan származik? És van-e igazság abban, hogy egy ig rendszer segíti a zajproblémákat?
ez a kétrészes blogcikk foglalkozik ezekkel a kérdésekkel, és másokkal, így az olvasót oktathatják a használatukról, és bizonyos mértékig figyelmeztethetik, ha már a helyszínen dolgoznak. A cikk első része az elektromos zajra és az IG elméleti szükségességére, valamint a telepítési követelményekre és a biztonsági megsértésekre összpontosít, amelyek az IG rendszer rossz bekötési módszereivel felmerülhetnek. A cikk második része az IG technikai problémáira, valamint a gyors és egyszerű mérésre összpontosít annak megállapítására, hogy az IG problémát jelent-e az Ön webhelyén.
hol kezdjem?
izolált földelő (ig) rendszert gyakran határoznak meg, ha a berendezés földelő rendszerének elektromos zajával kapcsolatos aggodalom merül fel, ami az elektronikus berendezések működési problémáit okozza. Az IG-rendszer beépítésével, szemben a szilárdan megalapozott (SG) rendszerrel, hajlamos lenne azt gondolni, hogy tettek valamit a lehetséges problémák megoldására. Sajnos még a megfelelően telepített IG rendszerek is jelentős működési problémákat okoznak, még akkor is, ha a Nemzeti Elektromos Kódex követelményei és az Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ajánlott gyakorlatai szerint telepítik. Ahhoz, hogy megértsük, hogyan kell telepíteni az IG rendszereket, és hogy valóban működnek-e vagy sem, meg kell értenünk az ilyen rendszer meghatározásának indoklását. Ehhez alaposan meg kell vizsgálni az ‘elektromos zaj’okát és hatását…
mi az ‘elektromos zaj’?
az elektromos zaj egy általános kifejezés, amelyet a szakemberek és a laikusok egyaránt használnak egy olyan esemény leírására, amely megzavarja az elektronikus berendezések működését. A helyes kifejezés, bár, közös módú feszültség. A közös módú feszültség egy nem kívánt jel, amely az áramköri vezetők és a föld között fordul elő, amely utánozhatja a tervezett jeleket az eszközök között, gyakran rossz időközönként. Pontosabban, a semleges és a föld közötti közös üzemmódú feszültség a legnagyobb aggodalomra ad okot az áramellátás tervezői számára. Ennek oka az, hogy a berendezés tápellátásán belül nincs szűrés e két pont között. Ennek eredményeként a tápegység váltakozó áramú oldalán (azaz a váltakozó áramú földelő rendszerben) keletkező zavar közös az egyenáramú oldalon (alváz földelés néven ismert), ezért a kifejezés közös mód.
közös üzemmódú feszültségforrások
az izzólámpák kivételével szinte minden berendezés közös üzemmódú feszültségforrás. Minden olyan eszköz, amely motorokat tartalmaz, a közös üzemmódú áramokat a berendezés földelővezetékéhez irányítja. Ezek közé tartoznak az automaták, fénymásolók, lézernyomtatók, hűtőegységek, UPS-ek stb.
tanulmányok azt is kimutatták, hogy a mechanikus rezgésnek kitett földelő vagy semleges vezetők laza csatlakozásai középszintű elektromos zajt is okozhatnak, vagy súlyosbíthatják a problémát, ha meglévő közös üzemmódú feszültség van. Más források elektromágneses interferencia (EMI) vagy rádiófrekvenciás interferencia (RFI) révén feszültséget indukálhatnak a földelő áramkörön. Rádió / TV antennák, mozgásérzékelők, kétirányú rádiók, mobiltelefonok, személyhívók és fluoreszkáló világítás okoznak ilyen típusú zavarokat.
a zavar forrásától függetlenül az (IEEE) 1100 (Emerald Book) szabvány elfogadja, hogy az elektronikus berendezések bemeneténél a semleges és a föld közötti 1 Voltnál nagyobb feszültség valószínűleg a berendezés meghibásodását okozza.
hogyan befolyásolja a berendezést?
az elektronikus berendezések mind belsőleg, mind más eszközökkel kommunikálnak egy digitális impulzuson keresztül, amelyet bitnek vagy bájtnak neveznek. Az 1. ábrán látható tipikus bit hasonlít egy négyzethullám impulzusára, bár reálisan a hullámforma kevésbé lineáris, mint gyakran ábrázolják. Ennek az impulzusnak az amplitúdója a berendezés tervezésétől és alkalmazásától függően változik. Jellemzően a tranzisztor-tranzisztor logika (TTL) és a komplementer fémoxid félvezető (CMOS) logika 5 Volton működik. Amikor az impulzus aktív, azt mondják, hogy a logika 1, vagy magas, állapot. Ha az impulzus nem aktív, akkor logikának nevezik 0, vagy alacsony állapot.
az impulzus vezető és hátsó szélén átmeneti pontok vannak. Itt rövid ideig az impulzus sem az 1. logikán, sem a 0.logikán nincs. Ha véletlenszerű közös üzemmódú feszültség lép fel a semleges és az ac berendezés földelése között az átmeneti pontok bekövetkezésével egy időben, akkor lehetséges, hogy a tervezett jel megfordítható. Ennek eredményeként eggyel kevesebb bit van az információáramban, amely az eszközön belüli áramkörökbe vagy egy külső eszközbe utazik. Amikor ez bekövetkezik, a belső áramkör nem fog működni a bitszerkezet paritáshibája miatt, ami a berendezés meghibásodását eredményezi.
Pandora szelencéje
1980-ban, nagy sebességű adatfeldolgozó termékeik bemutatásával, egy jó hírű berendezésgyártó elkezdte meghatározni az egyedülálló földelési tervet, az úgynevezett izolált talajt. A szándék az volt, hogy megköveteljék egy szigetelt berendezés földelővezetékének vezetését a narancssárga IG csatlakozók földelő csatlakozójához, amelyeket úgy terveztek, hogy elválasszák a zsinórra csatlakoztatott berendezések földelő csatlakozóját a kimenet rögzítő hevederétől. Így két berendezésterületet telepítenek (ezért karbantartani kell). Az IG rendszer célja az volt, hogy kiterjessze a nulla voltos referenciát (amelyet az elektromos szerviz bejáratánál a semleges berendezés földelő kötése hoz létre) a berendezés helyén lévő semleges föld bemenetre. Az IG kívánt szándéka (és NEC-kompatibilis) úgy néz ki, mint az alábbi 2.rajz.
az elkövetkező néhány évben más berendezésgyártók ugyanazt a földelési rendszert határozták meg. Sajnos a legtöbb berendezésgyártó laza volt az IG-telepítés pontos követelményeiben. Egyes villanyszerelőknek saját értelmezésükre kellett támaszkodniuk, hogyan kell telepíteni. A helyzet még rosszabbá tétele érdekében a Nemzeti Elektromos Kódex és az IEEE nem rendelkezett követelményekkel egy ilyen földelő rendszer telepítéséhez. Ennek eredményeként sok helyszínen súlyos biztonsági és berendezésteljesítmény-problémák merültek fel az IG áramkör nem megfelelő telepítése miatt. Valójában a ma is használt rendszerek közül sok potenciális biztonsági (áramütés és tűz), villámlás és működési veszélyek.
az NFPA bekapcsolódik
1981 – ben egy chicagói Társaság jelentős tűzkárokat tapasztalt, amelyeket közvetlenül a nem megfelelően telepített IG rendszer földhibájának tulajdonítottak, ahol a fizikai telepítés megakadályozta, hogy elegendő áramot engedjen a megszakító kioldásához. Az ilyen típusú nem megfelelő vezetékek alapvető diagramja az alábbiakban látható, ahol egy külön hajtott földelő rudat használnak a szigetelt berendezés földelő buszának hivatkozására egy alpanelen.
1984-ben, válaszul erre és más eseményekre, a Nemzeti Elektromos Kódex szerzői előírták az elszigetelt berendezés földelővezetékének telepítési követelményeit.
a NEC 2002-es változatában a 250.146 (d) szakasz ismerteti az IG rendszer telepítési követelményeit, azonban nem irányítja a telepítőt arra vonatkozóan, hogy hasznos-e a használata. Összefoglalva, a kód megköveteli, hogy a szigetelt berendezés földelővezetékét (minimális méret 250-122 Táblázatonként) az áramköri vezetékekkel a berendezés földelő csatlakozójától a tartálynál a berendezés földelő csatlakozójáig a származtatott rendszernél vagy szerviznél működtessék. Biztonsági okokból fontos megjegyezni, hogy az IG berendezés földelővezetékét nem lehet a saját vezetékében vezetni, vagy az elágazó áramkörön vagy az adagolóvezetéken kívül vezetni. Ezenkívül az IG berendezés földelővezetékét nem lehet magányos földelő rúdra zárni.
a berendezések teljesítménye szempontjából az IEEE azt javasolja, hogy az IG-vezetőt és az áramköri vezetőket fémvezetékben tartsák a sugárzott EMI/RFI elleni védelem érdekében. Azt is javasolják, hogy minden egyes elágazó áramkörhöz külön meleg, semleges és berendezés földelő vezetéket biztosítsanak. Ezt az IEEE által ajánlott huzalozási gyakorlatot azonban a legtöbb elektromos vállalkozó költségmegtakarítónak tekinti, és ritkán fordul elő a területen. De még akkor is, ha betartják a szükséges és ajánlott tervezési gyakorlatokat, meg kell kérdezni….
valóban működik egy IG rendszer?
a rövid válasz erre a kérdésre “nem”. És nem csak nem működik, tanulmányok kimutatták, hogy olyan problémákat okozhat, ahol nem számítana rájuk. Bizonyos esetekben az IG rendszerekről ismert, hogy súlyosbítják a közös módú feszültségproblémákat…vagy szélsőséges esetekben közös módú feszültséget hoznak létre, ahol nem kell!
számos oka van annak, hogy az IG rendszer hatástalan. De, átfogó, vegye figyelembe azt a tényt, hogy minden webhely egyedi. Mint ilyen, az eszközök közötti elektromágneses kompatibilitás (EMC), nem is beszélve az egyes elágazó áramkörökről, drámaian megváltozhat. Ezért az elektromos zaj zavarokat okozó, megakadályozó és erősítő változók ugyanolyan dinamikusak. A következő telepítésünkben foglalkozunk azokkal a technikai kérdésekkel, amelyek megakadályozzák, hogy az IG segítsen nekünk. És ha már használod, megbeszéljük, hogyan tesztelheted, hogy okoz-e problémát neked…mindezt egy átlagos VOM-mal?
