Заземяването (заземяване или заземяване) е общ обратен път за електрически ток в електрическа верига

Заземяването е необходимо за електрическа безопасност и също е референтна точка в схема за измерване на напрежения.

заземяване

Като цяло има три вида заземяване, които са: (физическо) заземяване, заземяване на шасито (или заземяване) и заземяване.

Земята е пряка физическа връзка със земята. Обикновено се прави чрез поставяне на меден прът (заземен прът) в земята на земята. Но в зависимост от възрастта и местоположението на системата, тя може да бъде и медна плоча или лента, заровени в земята, или водопроводната мрежа или водопроводите на къща.

Земята на шасито или земята е връзка с метална конструкция като тази на превозно средство или металния корпус на кораб. Това може да бъде и металният корпус на електрическото оборудване.

Заземяването е често срещана отправна точка за измерване на напреженията във верига. В резултат на това напрежението може да бъде над земята (положително) или под земята (отрицателно).

Електричеството е опасно, може да убие, нарани или изгори човек. Най-опасната част от електричеството е ток. Малко течение, което преминава през човек, вече може да бъде много опасно. Вижте таблицата вдясно.

Токът ще тече, когато електрическата верига е затворена.

Например, представете си два разхлабени AC кабела: един под напрежение и един неутрален. Ако кабелите са само там, ток няма да премине, защото веригата няма да бъде затворена. Но ако докоснете жива жица с едната ръка и неутралната с другата, вие сами затваряте веригата и електричеството ще тече през живата жица обратно към неутралната жица през тялото и сърцето ви. Токът ще продължи да тече, докато предпазителят не изгори, но дотогава вероятно е мъртъв.

Освен едновременно докосване на неутрален проводник и жица под напрежение, има и други опасни ситуации, които могат да възникнат, например когато електричеството преминава през земята. Този случай е по-често срещан от това, че някой докосва едновременно фазов проводник и неутрален проводник.

Нулевият проводник е заземен в някакъв момент. Това може да бъде в битовата инсталация, в разпределителната мрежа или в генератора на енергия (звездна точка).

Ако има повреда в електрическото оборудване, металните части от външната страна на това оборудване могат да станат под напрежение. Това може да се случи, ако има вътрешен пряк път между активното електричество и металния корпус на оборудването.

Вземете например неработеща перална машина. Това може да се дължи на електрическа повреда, механични повреди или повредени електрически кабели, докосващи металния корпус на електрическото оборудване.

Веднага щом докоснете дефектната перална машина, електричеството ще премине от фаза към металния корпус и ще се заземи през тялото ви. От земята електричеството ще тече към неутрала на захранването на мрежата. Веригата е завършена.

Електричеството ще продължи да тече, докато не изгори предпазителят на захранването. Но както в предишната ситуация, дотогава той вероятно вече е мъртъв.

За да се направят електрическите инсталации по-безопасни, беше въведен заземителният проводник. Заземяващият проводник свързва металния корпус със земята.

Сега. Ако докоснете повредено оборудване, електричеството ще премине през земния проводник, а не през тялото ви. Това е така, защото електричеството избира пътя на най-малкото съпротивление. Пътят през тялото и земята е по-резистивен от пътя през земния проводник. Но имайте предвид, че все още е възможно малко количество ток да премине през човек. Ток над 30 mA вече е опасен.

Само заземен проводник не е достатъчен. В инсталацията също се изисква диференциален превключвател (ID). Можете да намерите повече информация за диференциалните превключватели в раздела Диференциален превключвател (ID).

Наземно окабеляване

Заземяването или заземяващите проводници са жълти/зелени. В по-старите инсталации и в други страни можете да намерите и зелена жица.

Доброто окабеляване на земята е от съществено значение за електрическата безопасност. Кабелните и земните връзки трябва да имат ниско електрическо съпротивление.

Не забравяйте, че електричеството ще тръгне по пътя на най-малкото съпротивление. Така че трябва да се уверите, че заземяващият проводник е достатъчно дебел и връзките са плътни.

Заземяващият проводник може да носи силен ток, когато има повредено оборудване и той трябва да може да пренася този ток, докато предпазителят на системата не изгори. Затова е важно заземяващият проводник да е достатъчно дебел.

Диференциален превключвател (ID)

Електричеството може да бъде много опасно. Добавянето на заземен проводник към системата го прави по-безопасно, но инсталациите могат да бъдат още по-сигурни с диференциален превключвател (ID).

Използването му е задължително във всички CA инсталации.

ID открива, че електричеството преминава към земята и незабавно се изключва. Електричеството ще отиде на земята, ако има повреда в системата или, което е по-важно, когато токът преминава през човек. Идентификационните номера са проектирани да се изключват веднага щом се открие текущ поток към земята.

Диференциалните превключватели могат да бъдат извиквани от различни съкращения, според техните английски имена:

Устройство за остатъчен ток (RCD) Прекъсвач за остатъчен ток (RCCB).

Прекъсвач на тока на земната повреда (GFCI).

Прекъсвач на тока на земната неизправност (GFI).

Превключвател на ток на утечка на устройство (ALCI).

Превключвател за сигурност.

Устройство за изтичане на земя

ID измерва текущия баланс между фазовия проводник и нулата. Устройството ще отвори контакта си, когато открие текуща разлика между фазата и неутралата.

В безопасна система захранващият и възвратният ток трябва да се сумират до нула. Ако случаят не е такъв, има повреда в системата, токът изтича някъде в земята или към друга верига.

Идентификаторите са предназначени за предотвратяване на аварии от токов удар чрез откриване на този ток на утечка, който може да бъде много по-малък (обикновено 5 - 30 милиампера) от токовете, необходими за активиране на конвенционални прекъсвачи или предпазители (няколко ампера). Те са проектирани да действат за 20 - 40 милисекунди Този период от време е по-малък от времето, необходимо за електрическия удар, за да накара сърцето да премине в камерно мъждене, най-честата причина за смърт от електрически удар.

Безопасната система предпазва от късо съединение, претоварване и токове на изтичане на земя.

Откриването на изтичане на земя е възможно само в системи, където нулевият проводник е свързан със земния проводник, като TN или TT система. Не е възможно да се открие изтичане на земя в ИТ мрежа.

Къде да монтирате ID

В електрическа инсталация ID трябва да се монтира преди натоварване. Всъщност това означава, че идентификаторът трябва да бъде монтиран, преди да се раздели инсталацията на две различни групи. Ако се използва инвертор или инвертор/зарядно устройство, идентификаторът трябва да бъде поставен след това, в противен случай няма да има земна защита, когато инверторът работи. Потребителите на енергия, които работят само когато са свързани към гнездото на порта, ще се нуждаят от собствен идентификатор.

Случайно задействане на ID

В някои инсталации идентификаторът ще изскочи рано. Това може да се дължи на следното:

Системата има двойна връзка MEN (неутрална към земята) и това ще доведе до скок на ID поради потенциална разлика в земята.

Системата разполага с оборудване, което въвежда малко количество неутрално изтичане на земя „под прага“, но кумулативният ефект може да предизвика непредсказуеми ID задействания. Някои от най-обезпокоителните уреди, които първо трябва да бъдат проверени и изключени, когато възникнат проблеми, са: стари хладилни компресори и електрически нагреватели (поради собствения им диференциал на земята от основния заземен прът).

Неутрална връзка към земята в инвертори и инвертори/зарядни устройства

Захранването с променлив ток трябва да има неутрално към земята (MEN връзка), за да може ID да работи.

Това важи за мрежата, но също така и ако източникът на променлив ток е генератор или инвертор.

Ако източникът на променлив ток е мрежата, връзката MEN ще бъде свързана на контролния панел в точката, където мрежата влиза в съоръжението.

Ако източникът на променлив ток е генератор, връзката MEN ще бъде свързана към клемите за променлив ток на генератора.

Ако източникът на променлив ток е инвертор, връзката MEN ще бъде свързана към променливотоковата връзка на инвертора или към контролния панел на инсталацията.

Но когато се използват комбинирани инверторни/зарядни устройства, връзката MEN не е толкова ясна.

Инверторът/зарядното устройство има два различни режима на работа:

В режим на инвертор той работи като независим инвертор и е основният източник на захранване на системата.

В режим на зарядно устройство то ще се захранва от мрежата или от генератора в системата.

Когато инверторът/зарядното устройство се обръща и действа като източник на захранване, той ще трябва да направи отделна връзка MEN. Но когато се захранва чрез генератор или захранване, входящото захранване ще трябва да има връзка MEN вместо инвертор/зарядно устройство.

Инверторът/зарядните устройства Victron включват вътрешно заземяващо реле. Това реле автоматично прави или прекъсва връзката между земята и нулата.

Инверторът/зарядното устройство е в режим на зарядно и захранване

Когато инверторът е свързан към източника на променлив ток, входното реле за променлив ток е затворено и в същото време заземяващото реле е отворено. Изходната система за променлив ток зависи от захранването с променлив ток, за да осигури връзката неутрала-земя. Връзката е необходима, за да работи идентификаторът на променливотоковата верига.

Инверторът/зарядното устройство е в инверторен режим

Когато захранването с променлив ток е изключено, изключено или е неуспешно, входното реле за променлив ток се отваря. Когато входното реле за променлив ток е отворено, инсталацията вече няма връзка неутрално към земята. Ето защо в същото време заземяващото реле е затворено. Веднага след като заземяващото реле се затвори, инверторът/зарядното устройство прави вътрешна връзка неутрала към земята. Връзката е необходима, за да работи идентификаторът на променливотоковата верига.

Мобилната инсталация е инсталация, която работи независимо от мрежата. Когато е свързан към променливотоково захранване, обикновено го прави през мрежата на различни места или от генератори. Например кораби, превозни средства или мобилни спомагателни системи за захранване. В този раздел се използва корабна инсталация, но тази информация може да се приложи към всяка мобилна инсталация.

Мобилните инсталации нямат заземена сонда. Така че е необходимо нещо на място, което да създаде централен потенциал на земята. Всички метални части на лодката или превозното средство, които могат да бъдат докоснати, трябва да бъдат свързани заедно, за да се създаде местна земя. Някои примери за метални части на лодка или превозно средство са: шасито, корпусът, металните тръбопроводи, парапетите, мотора, заземяващите контакти на силовата точка, светлинните проводници и земната плоча (да, има).

Мобилната система обикновено е свързана към различни източници на енергия и често е неясно кой от пристанищните или бреговите захранващи кабели е заземен или дали земята е свързана. От друга страна, фазата и нулата може да не са правилно свързани. Свързването на източник като този към мобилна система може да създаде късо съединение към земята. Или дори няма земя.

Също така е важно да се помисли дали мобилната система е свързана към захранването или е изключена от захранването и работи автономно.

Изолация и заземяване на оборудване Victron

Този раздел обяснява изолирането на различни продукти на Victron между AC и DC, или между DC и DC.

Тази информация е необходима, за да може системата с оборудване Victron да бъде правилно заземена.

Изолация на всички инвертори и инвертори/зарядни устройства Victron:

Между вериги за променлив ток и шаси: основна изолация. Шасито трябва да е заземено.

Между AC и DC: подсилена изолация. След като шасито е заземено, се счита за безопасно да се докосва DC, ако номиналното напрежение е 48V или по-малко.

Между DC вериги и шаси: основна изолация. Следователно се поддържа отрицателна или положителна DC връзка на земята.

В случай на положително заземяване, неизолираните интерфейсни връзки ще се отнасят за отрицателния DC, а не към земята. Заземяването на такава връзка би повредило продукта.

Заземителният терминал на всички инвертори и инвертор/зарядни устройства се свързва към шасито.

Заземяване на неутралния променлив ток на инверторите Victron

Неутралата на всички инвертори 1600 VA и по-високи и инверторът Phoenix Inverter Compact 1200 VA е свързан към шасито. Заземяването на шасито също основава AC неутрала. За правилна работа на идентификатор (или RCD, RCCB, RCBO или GFCI) е необходим заземен неутрал.

Ако няма надеждно заземяване и/или ако не е инсталиран идентификационен номер (или RCD, RCCB, RCBO или GFCI), неутралната връзка с променлив ток към шасито трябва да бъде премахната, за да се подобри безопасността. Предупреждение: такава инсталация може да не отговаря на местните разпоредби.

Променливотоковата неутрала на инверторите с по-ниска мощност обикновено не е свързана към шасито. Въпреки това може да се установи неутрална връзка към земята - вижте ръководството за продукта.

Заземяване на неутралния променлив ток на инверторите/зарядните устройства Victron

Изходната неутрална променлива на всички инвертори/зарядни устройства е свързана към входната променлива неутрална, когато релетата за обратна връзка са затворени (променлив ток на входа). Когато релетата за обратна връзка са отворени, заземяващото реле свързва изходящата неутрала към шасито. За правилната работа на идентификатора е необходима заземена неутрална.

При почти всички модели заземяващото реле може да бъде деактивирано. Вижте ръководството за продукта.

Изолация на слънчеви зарядни устройства MPPT

Няма изолация между PV вход и DC изход.

Основна изолация между вход/изход и шаси.

Изолация от други продукти

Зарядни устройства за батерии: засилена изолация между AC и DC. Основна изолация между променлив ток и шаси, с изключение на интелигентните зарядни устройства IP65, които имат подсилена изолация между променлив ток и пластмасов корпус.

DC-DC преобразуватели, диодни сепаратори и FEC сепаратори и други DC продукти - корпусът винаги е изолиран от DC (основна изолация).

Заземяване на системата

Досега говорихме за заземяване или заземяване на променлив ток в инсталации с променлив ток, но липсват и DC компонентите на дадена инсталация. Този раздел описва някои често срещани инсталации, които съдържат не само инвертор/зарядно устройство, но също така и батерия, слънчево зарядно устройство и PV масив.

Заземяване на система, изключена от мрежата

Не заземявайте положителното или отрицателното на PV масива. Отрицателният PV вход на MPPT не е изолиран от отрицателния изход. Следователно, заземяването на PV ще произведе заземяващи токове.

PV рамките обаче могат да бъдат заземени или близо до PV масива, или (за предпочитане) до централната земя. Това осигурява известна защита срещу мълния.

Заземете земята близо до батерията. Докосването на стълбовете на батерията трябва да е безопасно. Следователно земята на батерията трябва да бъде най-надеждната и видима връзка на земята.

Заземяващото окабеляване на постоянен ток трябва да е достатъчно дебело, за да носи ток на повреда, поне равен на номиналния ток на предпазителя за постоянен ток.

Шасито на инвертора или Multi/Quattro трябва да бъде заземено. Няма основна изолация между променлив ток и шаси.

MPPT шасито за слънчево зарядно устройство трябва да е заземен. Има основна изолация между променлив ток и шаси.

Имайте предвид, че не е показано заземяването на разтопеното AC разпределение или MCB, нито това на PV масива и рамката.

Генератор извън мрежата

Използвайте един заземен контакт, близо до батерията. Докосването на стълбовете на батерията трябва да е безопасно. Следователно земята на батерията трябва да бъде най-надеждната и видима връзка на земята.

Заземяващото окабеляване на постоянен ток трябва да е достатъчно дебело, за да носи ток на повреда, поне равен на номиналния ток на предпазителя за постоянен ток.

По същия начин проводниците за заземяване на променлив ток трябва да могат да пренасят ток на повреда, поне равен на номиналния ток на предпазителя за променлив ток.

ИД ще работи само ако шасито Multi/Quattro е заземено.

Генератор с висока мощност извън мрежата

Заземете генератора директно към централната земя.

Свързана с мрежа система за съхранение на енергия (ESS)

Заземяващото окабеляване с постоянен ток трябва да може да носи ток на повреда, поне равен на номиналния ток на предпазителя за постоянен ток.

Свържете шасито на инвертора/зарядното устройство към заземяващата шина.

Изходното заземяване на променлив ток може да бъде изтеглено от централната шина или от изходния извод на променлив ток.