Заземление генератора

Неправильное заземление может приводить к ложным срабатываниям устройств защитного отключения (УЗО) при переводе питания на генератор. Типичный пример — связь нейтрали с землёй выполнена одновременно в главном щите и на генераторе; тогда часть тока нейтрали возвращается по защитному проводнику, и устройство воспринимает это как утечку.

Ошибки заземления приводят либо к ложным срабатываниям, либо к тому, что защита не срабатывает, когда должна. Правильное заземление даёт чёткий ответ на три вопроса:

1. Как заземлены рама и металлоконструкции?
2. Где нейтраль генератора соединяется с землёй?
3. Коммутирует ли АВР нейтраль?

Эти решения принимаются в электротехническом проекте с учётом системы заземления объекта.

Три разные задачи: защитное, рабочее заземление и уравнивание потенциалов

• Защитное заземление: рама, шумозащитный кожух, корпуса щитов, металлические топливопроводы. Эти части, которые в нормальном режиме не находятся под напряжением, присоединяются к защитному проводнику (PE). При повреждении изоляции это ограничивает напряжение прикосновения.
• Рабочее (функциональное) заземление: нейтральная точка (нейтраль) генератора соединяется с землёй. Ток повреждения может вернуться к источнику, и срабатывает предохранитель, автоматический выключатель или УЗО.
• Уравнивание потенциалов: металлические трубы, кабельные лотки и элементы конструкций соединяются между собой. Опасная разность потенциалов между ними не возникает.

Системы заземления (IEC 60364)

Система	Краткое определение	На что обратить внимание на генераторе
TN-S	Нулевой рабочий и защитный проводники разделены на всём протяжении	Связь нейтрали с землёй в одной точке
TN-C-S	На одном участке PEN, затем разделение на N и PE	После точки разделения N и PE не должны снова объединяться
TT	Нейтраль источника заземлена, открытые проводящие части — на отдельный заземлитель	УЗО обязательно
IT	Источник изолирован от земли или заземлён через большое сопротивление	Специальные применения, необходим контроль изоляции

Применяемая система зависит от страны, распределительной сетевой компании и объекта; например, в одних странах распространены системы TN, в других (например, во Франции) — TT. Подключение генератора проектируется с учётом существующей системы.

Связь нейтрали с землёй и число полюсов АВР

Пример из начала статьи — самая распространённая ошибка: связь нейтрали с землёй выполнена не в том месте или более чем в одной точке. Тогда ток нейтрали протекает и по защитному проводнику. УЗО срабатывают без видимой причины. К этому добавляются помехи и коррозия.

• 4-полюсный АВР (нейтраль коммутируется): генератор работает как отдельный источник. Связь нейтрали с землёй, как правило, выполняется на генераторе.
• 3-полюсный АВР (общая нейтраль): сеть и генератор используют общую нейтраль. Связь нейтрали с землёй, как правило, выполняется только в одной точке — в главном распределительном щите. Перемычка на генераторе снимается.

Выбор зависит от системы заземления сети, защиты от токов утечки и местных норм. Вопросы АВР мы рассматриваем в статье что такое АВР.

Сечение защитного проводника

Упрощённая таблица из IEC 60364-5-54 для случая, когда защитный проводник выполнен из того же материала, что и фазный:

Сечение фазного проводника (S)	Минимальное сечение защитного проводника
S ≤ 16 мм²	S
16 мм² < S ≤ 35 мм²	16 мм²
S > 35 мм²	S ÷ 2

Это общий подход. Точное сечение рассчитывается по току короткого замыкания и времени отключения или определяется по действующим нормам.

Заземлитель и сопротивление

Заземлителем может служить забивной стержень, горизонтальная полоса в грунте или фундаментный заземлитель. Сопротивление заземления зависит от типа грунта, его влажности и времени года. Значение, измеренное летом в сухом грунте, может быть заметно выше зимнего.

Требуемое сопротивление зависит от системы. Например, в системах TT согласно IEC 60364-4-41:

RA × IΔn ≤ 50 В

RA — сумма сопротивлений заземлителя и защитного проводника; IΔn — номинальный отключающий дифференциальный ток УЗО. Для устройства 300 мА RA ≤ 50 ÷ 0,3 ≈ 167 Ом. На практике проектные значения обычно принимают значительно ниже. В системах TN сопротивление петли «фаза — ноль» должно быть достаточно низким, чтобы защитный аппарат отключил цепь за требуемое время.

Особые случаи

• Строительные площадки и ДГУ на прицепе: на каждом новом месте заземлитель забивается заново и проводится измерение. Довод «на прошлом объекте мы уже измеряли» не принимается. См. генератор для строительной площадки.
• Портативные генераторы: необходимость заземления зависит от условий применения; руководствуйтесь инструкцией производителя.
• ДГУ в параллельной работе: между нейтралями возможны уравнительные токи. Заземление нейтрали проектируется на уровне системы.
• Помещение генератора: шина уравнивания потенциалов соединяется со всеми металлоконструкциями помещения. См. помещение генератора и монтаж.

Измерения и периодический контроль

Сопротивление заземления измеряют уполномоченные специалисты поверенным прибором по стандартным методикам, например трёхпроводным методом (метод падения потенциала). Также проверяются непрерывность цепи и затяжка соединений. Со временем вибрация может ослабить соединение заземления на раме генератора. Во многих странах, в том числе в Турции, периодическая проверка заземляющих устройств на производственных объектах обязательна по закону; периодичность и методика устанавливаются соответствующими нормами. Соединения заземления также следует проверять при техническом обслуживании; см. плановое ТО.

Контрольный список

• Известна ли система заземления объекта (TN-S, TN-C-S, TT)?
• Указаны ли в проекте место связи нейтрали с землёй и число полюсов АВР?
• Выполнена ли связь нейтрали с землёй только в одной точке?
• Присоединены ли рама, шумозащитный кожух и корпуса щитов к защитному проводнику?
• Рассчитано ли сечение защитного проводника?
• Измерено и задокументировано ли сопротивление заземления?
• Соответствует ли защита от токов утечки типу системы?
• Проводится ли на передвижных установках новое измерение на каждом месте?

Статья носит информационный характер. Проектирование заземления и измерения должны выполнять уполномоченные инженеры-электрики в соответствии с действующими нормами.

Следующий шаг

Специалисты Terex Diesel могут совместно с вашим проектировщиком-электриком проработать подключение нейтрали генератора и схему АВР. За информацией о продукции и подключении свяжитесь с нами.