Заземлення (заземлення або заземлення) - це загальний зворотний шлях електричного струму в електричному колі

Заземлення необхідне для електробезпеки, а також є еталоном у схемі для вимірювання напруги.

techno

Загалом існує три типи заземлення: це (фізичне) заземлення, заземлення шасі (або заземлення) та заземлення.

Земля - ​​це прямий фізичний зв’язок із землею. Зазвичай це робиться, поміщаючи мідний стрижень (заземлений стрижень) у землю на землі. Але залежно від віку та розташування системи це може бути також мідна плита або смуга, закопана в землю, або водопровідна мережа, або водопровідні труби будинку.

Земля шасі або земля - ​​це з'єднання з металевою конструкцією, такою як транспортний засіб або металевий корпус судна. Це також може бути металевий корпус електрообладнання.

Заземлення є загальною точкою відліку для вимірювання напруги в ланцюзі. Як результат, напруга може бути над землею (позитивною) або під землею (негативною).

Електрика небезпечна, вона може вбити, травмувати або спалити людину. Найнебезпечнішою частиною електрики є струм. Невеликий струм, який проходить через людину, вже може бути дуже небезпечним. Дивіться таблицю праворуч.

Струм буде текти, коли електричне коло замкнене.

Наприклад, уявіть два вільні кабелі змінного струму: один під напругою і один нейтральний. Якщо кабелі лише там, струм не пройде, оскільки ланцюг не буде замкнутою. Але якщо ви торкаєтеся однією рукою дроту під напругою, а іншою - нейтралі, ви самі замикаєте ланцюг, і електрика тече через струм, що знаходиться під напругою, назад до нуля дроту через ваше тіло і ваше серце. Струм буде продовжувати текти, доки не перегорить запобіжник, але до того часу він, ймовірно, мертвий.

Окрім одночасного дотику до нульового дроту та струму, що знаходиться під напругою, існують й інші небезпечні ситуації, наприклад, коли електрика проходить через землю. Цей випадок частіше, ніж хтось одночасно торкається фазного провідника та нульового провідника.

Нейтральний провідник в якийсь момент заземлений. Це може бути в побутовій установці, в розподільній мережі або в генераторі електроенергії (точка зірки).

У разі несправності електрообладнання металеві деталі на зовнішній стороні цього обладнання можуть стати під напругою. Це може статися, якщо між активною електроенергією та металевим кожухом обладнання є внутрішній ярлик.

Візьмемо, наприклад, несправну пральну машину. Це може бути через електричну несправність, механічні пошкодження або пошкодження електричних кабелів, що торкаються металевого корпусу електрообладнання.

Як тільки ви торкнетесь несправної пральної машини, електрика буде надходити від фази до металевого корпусу і до землі через ваше тіло. З землі електроенергія буде надходити до нейтралі подачі мережі. Схема завершена.

Електроенергія буде продовжувати надходити доти, доки не перегорить запобіжник мережі. Але, як і в попередній ситуації, на той час він, мабуть, уже мертвий.

Щоб зробити електроустановки безпечнішими, був введений заземлювач. Заземлюючий провідник з'єднує металевий корпус із землею.

Зараз. Якщо торкнутися пошкодженого обладнання, електрика буде проходити через земний провідник, а не через ваше тіло. Це тому, що електрика обирає шлях найменшого опору. Шлях через ваше тіло і землю є більш резистивним, ніж шлях через наземний провідник. Але майте на увазі, що все-таки можливо, що невелика кількість струму проходить через людину. Струм понад 30 мА вже небезпечний.

Просто заземлюючого провідника недостатньо. Диференціальний перемикач (ID) також необхідний для установки. Ви можете знайти більше інформації про диференціальні вимикачі в розділі Диференціальний вимикач (ID).

Заземлення проводки

Заземлення або дроти заземлення жовто-зелені. У старих установках та інших країнах ви також можете знайти зелений провід.

Якісна заземлена проводка необхідна для забезпечення електробезпеки. Кабельні та заземлювальні з'єднання повинні мати низький електричний опір.

Пам’ятайте, що електрика піде шляхом найменшого опору. Отже, ви повинні переконатися, що заземлюючий провід досить товстий, а з’єднання герметичні.

Провід заземлення може нести сильний струм, коли є несправне обладнання, і він повинен мати можливість пропускати цей струм, поки не перегорить запобіжник системи. Тож важливо, щоб заземлювальний дріт був досить товстим.

Диференціальний перемикач (ID)

Електрика може бути дуже небезпечною. Додавання заземлюючого провідника в систему робить її безпечнішою, але установки можуть бути ще безпечнішими за допомогою диференціального перемикача (ID).

Його використання є обов’язковим у всіх установках ЦС.

Ідентифікатор виявляє, що електрика надходить на землю, і негайно відключається. Електроенергія буде надходити на землю, якщо в системі є несправність або, що більш важливо, коли струм проходить через людину. Ідентифікатори призначені для відключення, як тільки виявляється потік струму на землю.

Диференціальні перемикачі можуть називатися різними абревіатурами відповідно до їх англійських назв:

Пристрій залишкового струму (RCD) Автоматичний вимикач залишкового струму (RCCB).

Переривник струму струму замикання на землю (GFCI).

Переривник струму замикання на землю (GFI).

Вимикач струму витоку пристрою (ALCI).

Вимикач безпеки.

Пристрій витоку землі

Ідентифікатор вимірює баланс струму між фазним провідником і нейтраллю. Пристрій розімкне контакт, коли виявить різницю струму між фазою та нейтраллю.

У безпечній системі струми живлення та зворотного струму повинні дорівнювати нулю. Якщо це не так, в системі є несправність, струм витікає десь у землі або в іншу ланцюг.

Ідентифікатори призначені для запобігання аваріям від струму шляхом виявлення цього струму витоку, який може бути набагато меншим (як правило, 5 - 30 міліампер), ніж струми, необхідні для спрацьовування звичайних вимикачів або запобіжників (кілька ампер). Вони призначені для дії протягом 20 - 40 мілісекунд. Цей проміжок часу менше часу, необхідного для ураження електричним струмом, щоб серце спричинило фібриляцію шлуночків, найчастішу причину смерті від ураження електричним струмом.

Безпечна система захищає від коротких замикань, перевантажень та струмів витоку землі.

Виявлення витоків землі можливе лише в системах, де нульовий провідник підключений до заземлювача, наприклад система TN або TT. Виявити витоки землі в ІТ-мережі неможливо.

Де встановити ідентифікатор

В електроустановці ID слід встановлювати перед навантаженням. Це насправді означає, що ідентифікатор потрібно змонтувати перед тим, як розділити установку на дві різні групи. Якщо використовується інвертор або інвертор/зарядний пристрій, ідентифікатор доведеться розміщувати після, інакше не буде захисту від заземлення під час роботи інвертора. Споживачам енергії, які працюють лише тоді, коли вони підключені до розетки порту, знадобиться власний ідентифікатор.

Випадкове спрацьовування посвідчення особи

У деяких установках ідентифікатор вискакує рано. Це може бути пов’язано з наступним:

Система має подвійний MEN-зв'язок (нейтральний до землі), і це призведе до стрибка ID через різницю потенціалів на землі.

Система оснащена обладнанням, яке вводить незначну кількість нейтральних витоків із ґрунтів, але кумулятивний ефект може спричинити непередбачувані спрацьовування ідентифікатора. Одними з найбільш неприємних приладів, які слід перевірити та відключити від мережі в першу чергу при виникненні проблем, є: старі компресори холодильника та електронагрівачі (через власний диференціал заземлення від основної штоки заземлення).

Нейтральний зв’язок із землею в інверторах та інверторах/зарядних пристроях

Для роботи ідентифікатора джерело змінного струму повинен мати нейтраль до землі (посилання MEN).

Це стосується мережі, але також якщо джерелом змінного струму є генератор або інвертор.

Якщо джерелом живлення змінного струму є мережа, посилання MEN буде підключено на панелі управління в точці, де мережа потрапляє в установку.

Якщо джерелом живлення змінного струму є генератор, канал MEN буде підключений до клем підключення змінного струму генератора.

Якщо джерелом живлення змінного струму є інвертор, канал MEN буде підключений до з'єднання змінного струму інвертора або до панелі управління установки.

Але при використанні комбінованих блоків інвертора/зарядного пристрою зв'язок MEN не такий вже й простий.

Інвертор/зарядний пристрій має два різних режими роботи:

У режимі інвертора він працює як незалежний інвертор і є основним джерелом живлення системи.

У режимі зарядного пристрою він буде живитися від мережі або від генератора в системі.

Коли інвертор/зарядний пристрій перетворюється на інвертор і діє як джерело живлення, йому доведеться зробити окреме посилання MEN. Але при живленні через генератор або мережеве живлення вхідне живлення повинно мати MEN-зв'язок замість інвертора/зарядного пристрою.

Інвертор/зарядні пристрої Victron включають внутрішнє реле заземлення. Це реле автоматично встановлює або розриває зв'язок між землею та нейтраллю.

Інвертор/зарядний пристрій знаходиться в режимі зарядного пристрою та живлення

Коли інвертор підключений до джерела змінного струму, вхідне реле змінного струму закрито, і в той же час реле заземлення розімкнене. Вихідна система змінного струму залежить від джерела змінного струму, щоб забезпечити зв'язок нейтраль-земля. Посилання необхідне для роботи ідентифікатора ланцюга змінного струму.

Інвертор/зарядний пристрій перебуває в режимі інвертора

Коли джерело змінного струму відключено, вимкнено або вийшло з ладу, вхідне реле змінного струму розмикається. Коли вхідне реле змінного струму розімкнене, установка більше не має зв'язку нейтраль-земля. Ось чому одночасно замикається реле заземлення. Як тільки реле заземлення замикається, інвертор/зарядний пристрій здійснює внутрішнє з'єднання нейтраль-земля. Посилання необхідне для роботи ідентифікатора ланцюга змінного струму.

Мобільна установка - це установка, яка працює незалежно від мережі. Коли він підключений до мережі змінного струму, він зазвичай робить це через мережу в різних місцях або від генераторів. Наприклад, кораблі, транспортні засоби або мобільні допоміжні енергосистеми. У цьому розділі використовується суднова установка, однак ця інформація може застосовуватися до будь-якої мобільної установки.

Мобільні установки не мають заземленого зонда. Отже, потрібно щось на місці, що створює центральний наземний потенціал. Всі металеві частини човна або транспортного засобу, до яких можна торкнутися, повинні бути з'єднані між собою, щоб створити місцевий грунт. Деякі приклади металевих деталей на човні або транспортному засобі: шасі, корпус, металеві рідини, перила, двигун, заземлювальні контакти точки живлення, світлові кабелі та заземлювальна плита.

Мобільна система, як правило, підключена до різних джерел живлення, і часто незрозуміло, який з портових або берегових кабелів живлення заземлений або якщо земля підключена. З іншого боку, фаза та нейтраль можуть бути неправильно підключені. Підключення подібного джерела до мобільної системи може створити коротке заземлення. Або немає навіть землі.

Також важливо врахувати, чи підключена мобільна система до електромережі чи відключена від електромережі та працює автономно.

Ізоляція та заземлення обладнання Victron

У цьому розділі пояснюється ізоляція різних продуктів Victron між змінним та постійним струмом або між постійним та постійним струмом.

Ця інформація необхідна для належного заземлення системи з обладнанням Victron.

Ізоляція всіх інверторів та інверторів/зарядних пристроїв Victron:

Між ланцюгами змінного струму та шасі: основна ізоляція. Шасі повинно бути заземленим.

Між змінним та постійним струмом: посилена ізоляція. Після заземлення шасі вважається безпечним торкатися постійного струму, якщо номінальна напруга становить 48 В або менше.

Між ланцюгами постійного струму та шасі: основна ізоляція. Тому підтримується заземлення з від'ємним або позитивним постійним струмом.

У разі позитивного заземлення неізольовані інтерфейсні з'єднання будуть посилатися на негативний постійний струм, а не на землю. Заземлення такого з'єднання може пошкодити виріб.

Клемма заземлення змінного струму всіх інверторів та інвертора/зарядних пристроїв підключається до шасі.

Заземлення нейтралі змінного струму інверторів Victron

Нейтральна сила всіх інверторів 1600 ВА і вище та інвертор Phoenix Inverter Compact 1200 VA підключена до шасі. Заземлення шасі також заземлює нейтраль змінного струму. Для належної роботи ідентифікатора (або RCD, RCCB, RCBO або GFCI) потрібна заземлена нейтраль).

Якщо надійного заземлення немає і/або якщо ідентифікатор (або RCD, RCCB, RCBO або GFCI) не встановлений, нейтральне підключення змінного струму до шасі слід зняти для підвищення безпеки. Попередження: така установка може не відповідати місцевим нормам.

Нейтральна напруга змінного струму інверторів з меншим живленням, як правило, не підключена до шасі. Однак можна встановити нейтральне з'єднання із землею - див. Посібник із виробу.

Заземлення нейтралі змінного струму інверторів/зарядних пристроїв Victron

Вихідна нейтраль змінного струму всіх інверторів/зарядних пристроїв підключена до вхідної нейтралі змінного струму, коли реле зворотного зв'язку замикаються (змінний струм доступний на вході). Коли реле зворотного зв'язку відкриті, реле заземлення приєднує вихідну нейтраль до шасі. Для належної роботи ідентифікатора потрібна заземлена нейтраль.

Практично у всіх моделях реле заземлення можна відключити. Див. Посібник із виробу.

Ізоляція сонячних зарядних пристроїв MPPT

Відсутність ізоляції між входом PV та виходом постійного струму.

Основна ізоляція між входом/виходом і шасі.

Ізоляція від інших продуктів

Зарядні пристрої: посилена ізоляція між змінним та постійним струмом. Основна ізоляція між змінним струмом та шасі, за винятком розумних зарядних пристроїв IP65, які мають посилену ізоляцію між змінним струмом та пластиковим корпусом.

Перетворювачі постійного струму, діодні сепаратори та сепаратори FEC та інші продукти постійного струму - корпус завжди ізольований від постійного струму (основна ізоляція).

Заземлення системи

До цього часу ми говорили про заземлення або заземлення змінного струму в установках змінного струму, але воно також відсутнє в компонентах постійного струму установки. У цьому розділі описуються деякі загальноприйняті установки, які містять не тільки інвертор/зарядний пристрій, але також акумуляторну батарею, сонячну зарядку та фотоелектричну батарею.

Заземлення системи, відключеної від мережі

Не заземляйте позитивні чи негативні значення PV-масиву. Від’ємне вхідне значення PV MPPT не ізольоване від негативного вихідного сигналу. Отже, заземлення ФВ виробляло б струми заземлення.

Однак фотоелектричні рамки можуть бути заземлені або поблизу масиву ФВ, або (бажано) до центральної землі. Це забезпечує певний захист від блискавки.

Заземліть землю біля акумулятора. Дотик до стовпів акумулятора повинен бути безпечним. Тому заземлення акумулятора повинно бути найнадійнішим і видимим підключенням заземлення.

Проводка заземлення постійного струму повинна бути достатньо товстою, щоб мати струм несправності, щонайменше рівний номінальному струму запобіжника постійного струму.

Шасі інвертора або Multi/Quattro повинні бути заземлені. Відсутність елементарної ізоляції між змінним струмом та шасі.

Шасі сонячного зарядного пристрою MPPT повинні бути заземлені. Між системою змінного струму та шасі існує основна ізоляція.

Зверніть увагу, що заземлення плавного розподіленого змінного струму або MCB не показано, а також заземлення масиву та кадру PV.

Генератор поза мережею

Використовуйте одну заземлену розетку, поруч із батареєю. Дотик до стовпів акумулятора повинен бути безпечним. Тому заземлення акумулятора повинно бути найнадійнішим і видимим підключенням заземлення.

Проводка заземлення постійного струму повинна бути достатньо товстою, щоб мати струм несправності, щонайменше рівний номінальному струму запобіжника постійного струму.

Подібним чином, заземлювальна проводка змінного струму повинна мати змогу подавати струм несправності, щонайменше рівний номінальному струму запобіжника змінного струму.

Ідентифікатор буде працювати, лише якщо шасі Multi/Quattro заземлене.

Генератор високої потужності поза мережею

Заземліть генератор безпосередньо до центральної землі.

Підключена до мережі система накопичення енергії (ESS)

Провід заземлення постійного струму повинен мати здатність подавати струм несправності, щонайменше рівний номінальному струму запобіжника постійного струму.

Підключіть корпус інвертора/зарядного пристрою до шини заземлення.

Вихідне заземлення змінного струму можна витягнути з центральної шини або з вихідної клеми змінного струму.