Функциональное заземление FE в системе TN

[ink_asu]

Приветствую уважаемые форумчане!
1. У кого есть электрическая схема функционального заземления FE в системе TN?
TN - система электроснабжения с глухозаземленной нейтралью.
Для примера, есть шкаф автоматики. В нем должно быть FE для оборудования и PE общее заземление.
2. Какие предъявляются требования к FE?
Спасибо.
P.S. Всех с наступающим Новым годом!!!

[Михайло]

Обычно сопротивление цепи FE меньше, чем сопротивление PE. Требования к FE соответствуют требованиям к N-проводникам.
Все это ИМХО, так как я не спец.

Сергей Туменцев
В ПУЭ 7-го изд. недостаточно объяснено понятие пятипроводной системы заземления. Для меня существуют фазные (линейные L-проводники), N-проводники и проводники систем защиты (PE-проводники).
PE-проводник – это:
Нулевой защитный проводник (PE-проводник);
Уравнительный (eQ-проводник – от equalizing);
Функциональный (F-проводник – от functional) и т.д.
Нулевой защитный проводник – это проводник, идущий тем же маршрутом, что линейные проводники, и имеющий аналогичные характеристики, а при необходимости и изоляцию, равную фазной. Рассчитывается на ток короткого замыкания и защиту от случайного прикосновения. Начало проводника от распределительного щитка.
Уравнительный проводник – это проводник, уравнивающий потенциалы в помещениях повышенной опасности. Его задача – обеспечить равенство потенциалов в номинальной работе и в аварийном режиме работы оборудования. Пример проводника – контур заземления – стальная полоса 4 х 40 вокруг помещения, к которому я подключаю внешний корпус.
Вопрос: могу я использовать «контур заземления» в качестве нулевого защитного заземления, и если могу, то чем она отличается от четырехпроводной системы, не считая, что нейтраль в первом случае изолирована, во втором «сидит» на корпусе?

Людмила Казанцева, УИЦ НИИ Проектэлектромонтаж АНО
Виктор Шатров, референт Ростехнадзора
Определения терминов приведены в 1.7.34 ПУЭ:
- нулевой защитный проводник предназначен для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания в электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью;
- защитный заземляющий проводник предназначен для присоединения открытых проводящих частей к заземляющему устройству во всех других электроустановках, а также для присоединения нейтрали источника питания к заземляющему устройству в электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью;
- проводник защитного уравнивания потенциалов предназначен для присоединения открытых и/или сторонних проводящих частей к системе уравнивания потенциалов.
Все эти три типа защитных проводников обозначаются буквенным символом РЕ. Определение термина нулевой рабочий (нейтральный) проводник (N) приведено в п. 1.7.35 ПУЭ.
Термин проводник функционального заземления (обычно обозначается буквенным символом FE) в ПУЭ не определен, но его назначение понятно из определения термина рабочее (функциональное) заземление (п. 1.7.30 ПУЭ). Термин функциональный проводник не имеет смысла.
Основная система уравнивания потенциалов должна выполняться всегда. В помещениях с повышенной опасностью и в помещениях без повышенной опасности, если время автоматического отключения цепи защитным аппаратом при повреждении изоляции превышает нормированное п. 1.7.79 ПУЭ, требуется выполнение дополнительной системы уравнивания потенциалов.
В пятипроводной системе по умолчанию четвертым проводником считается нейтральный (нулевой рабочий) проводник, пятым проводником – нулевой защитный проводник. Система или часть ее цепей, питающая электроэнергией только трехфазные электро- приемники, например, трехфазные электродвигатели, является пятипроводной системой, в которой нейтральный (четвертый) проводник не используется за ненадобностью. Четырехпроводной является система, в которой функции нулевого защитного (РЕ) проводника и нулевого рабочего (N) проводника объединены в одном (РЕN) проводнике. Четырехпроводная система, как правило, применяется в питающих цепях. Для групповых и распределительных сетей жилых и общественных зданий, а также групповых сетей промышленных предприятий применение четырехпроводной системы не допускается.
Пункт 1.7.121 ПУЭ разрешает использовать в качестве защитных проводников любые неизолированные стационарно проложенные проводники. Однако «контур заземления» (металлическая полоса внутри помещения) на самом деле является магистралью уравнивания потенциалов и не может быть использован в качестве нулевого защитного проводника для отдельного электроприемника.

[ink_asu]

Обычно сопротивление цепи FE меньше, чем сопротивление PE. Требования к FE соответствуют требованиям к N-проводникам.

Бытует мнение, что FE должен иметь отдельный контур заземления не связанный с общим. Поэтому и возник вопрос. И все АСУ-шники это знают как это делается. Я не знаю, но приехал тут спец, так он такого нагородил с отдельным контуром, выяснилось, что он тоже не знает как правильно. Вот и хотелось бы прояснить, кто и как реализовывал FE?

[VADR]

Обычно сопротивление цепи FE меньше, чем сопротивление PE. Требования к FE соответствуют требованиям к N-проводникам.

Бытует мнение, что FE должен иметь отдельный контур заземления не связанный с общим. Поэтому и возник вопрос. И все АСУ-шники это знают как это делается. Я не знаю, но приехал тут спец, так он такого нагородил. Вот и хотелось бы прояснить, кто и как реализовывал FE?

У нас обычно делается соединение контуров заземления в точке, наиболее близкой к входу в землю. Таким образом обеспечивается минимальное влияние помех, возникающих на контуре PE, на контур FE (у нас он называется TE, но сути это не меняет). Любят у нас сварщики не заморачиваться подключением второго кабеля, в итоге на PE-шной земле иногда такое гуляет...

[ink_asu]

У нас обычно делается соединение контуров заземления в точке, наиболее близкой к входу в землю. Таким образом обеспечивается минимальное влияние помех, возникающих на контуре PE, на контур FE.

Я тоже считаю, что соединение контуров - обязательно, но не из-за помех, а из-за возможной разности потенциалов 2х контуров, все должно быть включено в СУП(система уравнивания потенциалов). А в случае выбора функциональности или безопасности - приоритет на безопасности. Вот и не понятно откуда возникло мнение о изолировании FE от РЕ или там схема какая - то мудреная? Надо еще электриков потеребить на счет сопротивления FE=2 Ом, как на сеть может отразиться меньшее сопротивление заземления на стороне потребителя чем сопротивление на ТП?

[Михайло]

Вы тут поосторожнее с словами "контур" и т.п. Это Вам не FE. Знаю я эти дурацкие советы "заземлить на контур". :D

[Никита]

Утомили честно говоря уже. Со времен 90-х каждый хочет иметь свою землю, не связанную с остальными. Незалежность, однако.
1. В системах TN заземление выполняется на питающей подстанции. Заземлители у самой электроустановки называются повторным заземлением и седьмым изданием не требуются, однако рекомендуются.
2. Земля от ТП притаскивается четвертой совмещенной (редко пятой) жилой питающего кабеля.
3. Если проводники разделяются в ГРЩ - четвертый провод сажается на PE-шину ГРЩ, от нее перемычка на N-шину.
4. В здании устанавливается главная заземляющая шина (может быть PE-шина ГРЩ может отдельная шина, соединенная с PE ГРЩ)
5. От ГЗШ разводится все заземление и уравнивание потенциалов, включая третий провод розеток, полосу уравнивания потенциалов, даже молниеотводы, и функциональное заземление, прокладываемое четвертым/шестым проводом если в нем есть необходимость.
6. Если четырех ом от ТП по каким-то причинам недостаточно (медицина например требует двухомного заземления) - выполняется повторное заземление на требуемое сопротивление. Система заземлителей, опять же, сажается на ГЗШ.
Никаких отдельных заземлителей, не соединенных с ГЗШ быть не должно. Смущает то что появляются наводки - увеличивайте сечения FE-проводников и уменьшайте сопротивление повторных заземлителей.

[ink_asu]

Всем огромное спасибо!Значит отдельный контур все таки вымысел, неподтвержденный нормативами.

[Никита]

Запрещенный нормативами и здравым смыслом. В моем случае с медициной при повреждении 6 кв кабеля на ТП и возникновении шагового потенциалы между несвязанными заземлителями ТП и собственным двухомным устройством уравнивались через пациента, лежащего на операционном столе :)
Всех с наступающим, а кого-то уже и с наступившим!

[ink_asu]

Вот чего нашел, может кому пригодиться http://www.proektant.org/index.php?topic=6915.0

[Михайло]

Людмила Казанцева, УИЦ НИИ Проектэлектромонтаж АНО
Виктор Шатров, референт Ростехнадзора
Термин проводник функционального заземления (обычно обозначается буквенным символом FE) в ПУЭ не определен, но его назначение понятно из определения термина рабочее (функциональное) заземление (п. 1.7.30 ПУЭ).

Вот эти люди говорят, что FE=N. Значит надо к проводнику FE применять требования ПУЭ к проводнику N. А самое главное - это то, что он должен иметь изоляцию. Все, кто там треплются на форумах, лишь гадают на кофейной гуще.

[ink_asu]

ГОСТ Р 50571.21-2000. Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 548. Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации http://snipov.net/c_4709_snip_101686.html#i68822
3.15 функциональное заземление: Заземление, для обеспечения нормального функционирования аппарата, на корпусе которого по требованию разработчика не должен присутствовать даже малейший электрический потенциал (иногда для этого требуется наличие отдельного электрически независимого заземлителя).
ГОСТ Р 50571.21-2000. Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 548. Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации http://snipov.net/c_4709_snip_101686.html#i68822
548.7.1.2 Подсоединения к проводнику заземляющей шины
К проводнику заземляющей шины можно подсоединить(то есть уже и не обязательно):
- все проводники, отвечающие требованиям пункта 413.1.2.1 ГОСТ 30331.3 / ГОСТ Р 50571.3 и пункта 542.4.1 ГОСТ Р 50571.10;
- проводящие экраны, оболочки, бронирующие покрытия телекоммуникационных кабелей или телекоммуникационного оборудования;
- проводники эквипотенциального соединения железнодорожных систем;
- заземляющие проводники для защиты устройств от перенапряжений;
- проводники заземления антенн радиосвязи;
- проводник заземления заземленной системы источника питания постоянного тока для оборудования информационных технологий;
- проводники функционального заземления;
- проводники систем молниезащиты (МЭК 1024-1) [2];
- проводники дополнительного эквипотенциального соединения в соответствии с пунктом 747.1.2 ГОСТ Р 50571.10.

Примечание - Следует помнить, что сечение заземляющего проводника, требуемое функциями информационной технологии (функционального заземляющего FE-проводника), может превышать требования защиты от поражения электрическим током (защитного заземляющего РЕ-проводника)

[Никита]

на корпусе которого по требованию разработчика не должен присутствовать даже малейший электрический потенциал (иногда для этого требуется наличие отдельного электрически независимого заземлителя)

Вот эта фраза мне решительно нравится. Потенциал -аддитивная величина, следовательно потенциал относительно чего? Земли? В какой именно ее точке? Другой вопрос - а если потенциал присутствует на ГЗШ, а соответственно и на корпусах оборудования, заземленного через PE-проводник - уравниваться они будут по экранам кабелей? Или кабели в разъемы будут включаться с искрами?

Если же смотреть 548.7.1.2, то требования соединения с ГЗШ он не отменяет. Речь идет о проводнике заземления, или удлинении ГЗШ, или о том что в седьмой редакции правил называется системой уравнивания потенциалов, или по-русски о простреленной по стенам здания стальной полосе 40х4. Можно вешать на нее, можно тащить к шине.

Еще раз обращаю внимание на требование из которого вся путаница - о том, что растекание должно быть меньше 4 Ом. 4 Ома должно быть на ТП. Возможно со старых времен остался повторный 4-омный возле здания. Так вот этот 4-омный повторный и надо добить до требуемого или соорудить новый. Дальше слова Михайло о том, что проводник должен быть изолированным - в чем-то он прав. В общем нужно проводники FE-системы выполнить так, чтобы никакой сварной не мог даже случайно пустить туда свои 300 А, токи от УЗИП, конденсаторов в блоках питания и пр. стекали на ГЗШ своими собственными путями по своим PE-проводникам. т.е. исключить протекание токов по FE-проводам во всех режимах работы установки, включая аварийные. Дальше, учитывая то что на ГЗШ должен быть посажен весь доступный прикосновению металл здания, а токов по FE нет, соответственно нет и падений, можно считать что внутри здания на корпусах действительно нет потенциала относительно любой другой части здания.
Это что касается потенциалов и электробезопасности.
А вот дальше начинается область, которая для меня пока недостаточно прозрачна - оборудование связи работает на высоких частотах, и если для того чтобы уравнять 50-герцовые наводки достаточно медного провода на шесть квадрат, то что нужно здесь - сказать не могу.
Возможно, чувствительное оборудование и действительно требует отдельных заземлителей, но тогда потребуется принятие мер для обеспечения электробезопасности. Т.е. эта система заземления должна рассматриваться как находящаяся под напряжением с выполнением всех требований безопасности и полностью гальванически отделена от TN-сети и недоступна прикосновению. И боже упаси, если туда попадет металлический корпус прибора или что-то подобное. В общем скорее всего дорого и бестолково.

[ink_asu]

Добавлю ответ от электриков о борьбе нормативов:
В общем, когда у вас на практике будет кто-то требовать какие-то 2, 1, 0,4 Ома, попросите ссылку на норматив или инструкцию производителя оборудования. Ежели вам "консультант фирмы" скажет что надо обязательно отдельный контур, и пришлёт даже инструкцию, в .doc, то уточните сертифицирован-ли прибор, и имеет ли пожарный сертификат. После этого, обычно оказывается, что "кто-то что-то перепутал", "наш технический специалист в отпуске", "отдельный изолированный контур не требуется". Если нет, то норматив по молниезащите ставит точку.
Есть требования молниезащиты. Поскольку эти требования лежат в юрисдикции пожарников/МЧС - то это "козырь", а 3.2.3.1. СО 153-34.21.122-2003 - "козырный туз". И это не просто "борьба" нормативов, это действительно правильное требование.
3.2.3. Заземлители
3.2.3.1. Общие соображения
Во всех случаях, за исключением использования отдельно стоящего молниеотвода, заземлитель молниезащиты следует совместить с заземлителями электроустановок и средств связи. Если эти заземлители должны быть разделены по каким-либо технологическим соображениям, их следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов.

[Никита]

Еще скользкий момент насчет Омов, особенно для больших компьютерных сетей - иногда наведываются представители Роспотребнадзора и меряют напряженность полей. Вот тут чем лучше стекает с металлических корпусов - тем меньше проблем.

[Барий]

По поводу информационного контура (функционального заземления, FE проводника, как угодно).

По всем требованиям наших (вернее честно слизанных с МЭКовских стандартов) ГОСТов этот проводник должен идти от ГЗШ здания, наример экраны сигнальных кабелей в контроллерах заземляем на изолированную шинку FE, которая в свою очередь заземлена отдельным, изолированным проводником FE на шину ГЗШ. Это функциональное заземление.
Защитное же заземление корпуса (шкафа) контроллера выполняем PE проводником, на металлоконструкции зданий и тд и тп, но лучше для этого сделать отдельшую шину заземления в контроллерной.
Другими словами защитное и функциональное заземление не путаем, по защитному проводнику, как правило, пойдут токи утечки, которые не должны попасть на экраны кабелей и тд. Все заземляющие проводники соединяются на ГЗШ.

Отдельный контур заземления (как правило низкоомный) тоже имеет место быть в устройствах связи.
Например КВ связь на Ж/Д, антенна заземляется за свой контур заземления сопротивлением 0,1Ом и, хочу заметить, это рабочее заземление, другими словами при неисправности которого связь работать не будет. Это не защитное, не функциональное, не информационное (и как его еще там обзывают), а рабочее заземление.

ИМХО, отсюда и пошла путаница, общаясь со стариками-специалистами, которые почему-то в свое время под устройствами связи понимали промышленную проводную связь (RS-485 и тд), а не радиорелейную... я устал объяснять, что это две разные вещи, и требование ГОСТа на устройства связи к ним вообще никак не относится.
В свете того, что FE-проводникам в конце того века вообще никакого внимания не уделялось (а отсюда и были многочисленные проблемы, с той же сваркой, т.к. садили все в кучу) из-за такой вот неправильной трактовки и стечения обстоятельств и делали 2-х омный обособленный контур, и такое мнение среди стариков сейчас все-еще остается.

[T_Vlad]

Столько написали, а нет чтобы говорить конкретно.
Применительно к практике у каждого производителя свои требования к функциональному заземлению. У нас на большинстве систем контуры защитного заземления раздельные, а вот Тошиба разрешает подключать функциональное заземление к защитному т.к. у них требования к ФЗ - 100ом.
Кстати в документах которые здесь приводились (в отношении ФЗ) нет обязательных требовний. Ни где нет слов "должно быть", "запрещается"

[Никита]

Написали о том, что функциональное и защитное заземление должны быть соединены по пожарным нормам и требованиям безопасности. И пофиг что там требует производитель. Был вполне конкретный совет - если требует не соединенную с UPI землю - попросить пожарный сертификат :)

[ink_asu]

Тема продолжается.
ПУЭ 7.2.60. Металлические корпуса и конструкции кинотехнологических устройств, а также распределительных систем и сетей электроакустики, телевидения, связи и сигнализации должны быть присоединены к защитному заземлению.
Электротехнические и звуковоспроизводящие кинотехнологические устройства, а также оборудование связи и телевидения, требующие пониженного уровня шумов, должны подключаться, как правило, к самостоятельному заземляющему устройству, заземлители которого должны находиться на расстоянии не менее 20 м от других заземлителей, а заземляющие проводники должны быть изолированы от проводников защитного заземления остальных электроустановок.
Сопротивление самостоятельного заземляющего устройства должно соответствовать требованиям предприятия-изготовителя аппаратуры или ведомственным нормам, но не должно превышать 4 Ом.

Идет разбирательство с электриками, тем не менее вроде в исключительных случаях изолированный контур допустим. Вопрос в том, как тогда делать? Дальнейшую информацию, по мере поступления, выложу.

[ink_asu]

Ответ
нормативная документация не всегда совершенна и идеально стыкуется друг с другом.
норматив по молниезащите - соединение всех ветвей заземления здания в одной точке.(даже у нас в Казахстанском, только там немного по другому расписано).

[Барий]

Электротехнические и звуковоспроизводящие кинотехнологические устройства, а также оборудование связи и телевидения, требующие пониженного уровня шумов, должны подключаться, как правило, к самостоятельному заземляющему устройству, заземлители которого должны находиться на расстоянии не менее 20 м от других заземлителей, а заземляющие проводники должны быть изолированы от проводников защитного заземления остальных электроустановок.
Сопротивление самостоятельного заземляющего устройства должно соответствовать требованиям предприятия-изготовителя аппаратуры или ведомственным нормам, но не должно превышать 4 Ом.

Конкретно этот пункт ПУЭ 7.2.60 банально не дописан, у нас в России все же через одно место делается, и законы так пишутся.

Предлагаю для обсуждения свою трактовку, как должно быть, применительно к тематике форума:
7.2.60 Металлические корпуса и конструкции систем информационных технологий и связи должны быть присоединены к защитному заземлению.
Электрооборудование систем информационных технологий и связи, требуещее пониженного уровня шумов, при необходимости, может подключаться к самостоятельному заземляющему устройству при условии гальванической развязки заземляемого электрооборудования от источника питания сети с глухозаземленной нейтралью.
Далее требования к самостоятельному заземлению... + требования к контролю изоляции (если у нас не система БССН).

[zubriak]

Ответ
нормативная документация не всегда совершенна и идеально стыкуется друг с другом.
норматив по молниезащите - соединение всех ветвей заземления здания в одной точке.(даже у нас в Казахстанском, только там немного по другому расписано).

Это точно, чтобы установить заземление, требуется сделать индивидуальный расчет здания. Под одну гребенку не стоит все грести.

[perfect_gentleman]

читайте стандарты- они для нас писаны :)

МЭК 60364-5-548-96 «Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Системы заземления и системы уравнивания потенциалов электроустановок и оборудования информационных технологий»/

Допускается функциональный заземляющий проводник (FE-проводник) и защитный проводник (РЕ-проводник) объединять в один специальный проводник и присоединять его к главной заземляющей шине (главному заземляющему зажиму).

Из этого же стандарта:

Помехи можно значительно снизить, если создать изолированную цепь электроснабжения, обслуживающую только оборудование информационных технологий и отделенную (например, с помощью разделительного трансформатора) от других цепей электроснабжения, заземления и внешних металлических систем (трубопроводов и т.п.).

вопрос такой- линии передачи данных (полевые шины, те же 4-20 мА) запитаны от отдельных блоков питания 12-48В с гальванической развязкой. Можно ли тогда считать, что выносной контур функционального заземления в этом случае- это часть собственно этой изолированной цепи электроснабжения? Гальванически-то цепи переменного тока и более низких напряжений постоянки не связаны, получается, при условии соблюдения норм совместной прокладки
Вопрос больше к Никите, в ответ на:

Запрещенный нормативами и здравым смыслом. В моем случае с медициной при повреждении 6 кв кабеля на ТП и возникновении шагового потенциалы между несвязанными заземлителями ТП и собственным двухомным устройством уравнивались через пациента, лежащего на операционном столе :)

[Никита]

Вопрос больше к Никите

Отвечу обязательно, только от праздников оклемаюсь. Но замечу что в реанимации требования намного строже. То что в прочих условиях вполне безопасно там может быть проблемно, а то и фатально. Подъем напряжения на пару-тройку вольт на корпусе газовой плиты и стиральной машины не страшен. А для, например, энцефалографа или самого стола - совсем другая история.

[Михайло]

Ну помимо прочего: в медицинских учреждениях для неподвижных или трудноподвижных больных розетки должны быть защищены УЗО с дифференциальным током 10 мА. Защиты в 30 мА недостаточно. А Вы думали, для чего такие УЗО? :)