Заземлення генератора

Неправильне заземлення може спричинити зайві спрацювання ПЗВ під час переходу на генератор. Поширений приклад — з’єднання нейтралі із землею виконано і в головному щиті, і на генераторі; у такому разі частина струму нейтралі повертається захисним провідником, і ПЗВ сприймає це як струм витоку.

Помилки заземлення призводять до зайвих спрацювань або до того, що захист не спрацьовує, коли це потрібно. Правильне заземлення дає чітку відповідь на три питання:

1. Як заземлено корпус і металеві елементи?
2. Де нейтраль генератора з’єднано із землею?
3. Чи комутує АВР нейтраль?

Ці рішення слід ухвалювати в електричному проєкті разом із системою заземлення об’єкта.

Три окремі завдання: захисне, робоче заземлення та зрівнювання потенціалів

• Захисне заземлення: рама, кожух, корпуси щитів, металеві паливні лінії. Ці частини, що в нормальному режимі не перебувають під напругою, приєднують до захисного провідника (PE). У разі пошкодження ізоляції це обмежує напругу дотику.
• Робоче (системне) заземлення: нейтральну точку «зірки» генератора з’єднують із землею. Струм пошкодження може повернутися до джерела; спрацьовує запобіжник, вимикач або ПЗВ.
• Зрівнювання потенціалів: металеві труби, кабельні лотки та елементи конструкції з’єднують між собою. Між ними не виникає небезпечної різниці потенціалів.

Системи заземлення (IEC 60364)

Система	Коротко	На що зважати з генератором
TN-S	Нейтральний і захисний провідники розділені по всій довжині	З’єднання нейтралі із землею — в одній точці
TN-C-S	На одній ділянці PEN, далі N і PE розділяються	Після точки розділення N і PE не можна об’єднувати
TT	Нейтраль джерела заземлена, корпуси — через окремий електрод	Захист ПЗВ є основним
IT	Джерело ізольоване від землі або заземлене через великий імпеданс	Спеціальні застосування, потрібен контроль ізоляції

Яку систему застосовують, залежить від країни, розподільної компанії та об’єкта; наприклад, в одних країнах поширені системи TN, в інших (як-от у Франції) — TT. Підключення генератора слід проєктувати відповідно до наявної системи.

З’єднання нейтралі із землею та кількість полюсів АВР

Приклад на початку статті — найпоширеніша помилка: з’єднання нейтралі із землею виконано не там або в кількох точках. Струм нейтралі тече ще й захисним провідником. ПЗВ спрацьовують без видимої причини. А на додачу — завади й корозія.

• 4-полюсний АВР (нейтраль комутується): генератор поводиться як окреме джерело. З’єднання нейтралі із землею зазвичай виконують на генераторі.
• 3-полюсний АВР (спільна нейтраль): мережа й генератор використовують одну нейтраль. З’єднання нейтралі із землею зазвичай виконують лише в головному розподільному щиті, в одній точці. Перемичку на генераторі знімають.

Вибір залежить від системи заземлення мережі, захисту ПЗВ і місцевих нормативів. Про АВР ми розповіли в статті що таке АВР.

Переріз захисного провідника

Спрощена таблиця з IEC 60364-5-54 для випадку, коли захисний провідник виготовлено з того самого матеріалу, що й фазний:

Переріз фазного провідника (S)	Найменший переріз захисного провідника
S ≤ 16 мм²	S
16 мм² < S ≤ 35 мм²	16 мм²
S > 35 мм²	S ÷ 2

Це загальний підхід. Точний переріз розраховують за струмом короткого замикання й часом відключення або визначають згідно з чинними нормативами.

Електрод і опір

Електродом може бути забитий стрижень, заглиблена смуга або фундаментний заземлювач. Опір заземлення змінюється залежно від типу ґрунту, його вологості та пори року. Значення, виміряне влітку в сухому ґрунті, може виявитися помітно вищим, ніж узимку.

Потрібний опір визначають залежно від системи. Наприклад, у системах TT згідно з IEC 60364-4-41:

RA × IΔn ≤ 50 В

RA — сумарний опір електрода та захисного провідника; IΔn — номінальний диференційний струм спрацювання ПЗВ. Для ПЗВ на 300 мА виходить RA ≤ 50 ÷ 0,3 ≈ 167 Ом. На практиці проєктні значення здебільшого закладають значно нижчими. У системах TN імпеданс петлі короткого замикання має бути достатньо малим, щоб захисний апарат спрацював за потрібний час.

Особливі випадки

• Будмайданчики та агрегати на причепі: на кожному новому місці електрод забивають і вимірюють заново. «На минулому об’єкті ми вже міряли» — не аргумент. Див. генератор для будмайданчика.
• Портативні генератори: потреба в заземленні залежить від способу використання; орієнтуються на інструкцію виробника.
• Агрегати, що працюють паралельно: між нейтралями можуть виникати зрівнювальні струми. Заземлення нейтралі слід проєктувати на рівні всієї системи.
• Приміщення генератора: шину зрівнювання потенціалів з’єднують з усіма металевими елементами в приміщенні. Див. приміщення та монтаж генератора.

Вимірювання та періодичний контроль

Опір заземлення вимірюють стандартними методами, як-от трипровідний метод (метод падіння потенціалу); це роблять уповноважені особи повіреним приладом. Також перевіряють неперервність кола й затягування з’єднань. Вібрація з часом може послабити з’єднання заземлення на рамі генератора. У багатьох країнах, зокрема в Туреччині, законодавство вимагає періодичного контролю заземлення на підприємствах; періодичність і методику визначають відповідні нормативи. Під час техобслуговування слід перевіряти й з’єднання заземлення; див. планове техобслуговування.

Чек-лист

• Відома система заземлення об’єкта (TN-S, TN-C-S, TT)?
• Місце з’єднання нейтралі із землею та кількість полюсів АВР зазначено в проєкті?
• З’єднання нейтралі із землею виконано лише в одній точці?
• Рама, кожух і корпуси щитів приєднані до захисного провідника?
• Переріз захисного провідника розраховано?
• Опір заземлення виміряно й задокументовано?
• Захист ПЗВ відповідає типу системи?
• На пересувних агрегатах вимірювання повторюють на кожному новому місці?

Ця стаття має загальний інформаційний характер. Проєкт заземлення та вимірювання мають виконувати уповноважені інженери-електрики відповідно до чинного законодавства.

Наступний крок

Команда Terex Diesel може разом з автором вашого проєкту опрацювати підключення нейтралі генератора та схему АВР. Щодо інформації про продукти та підключення зв’яжіться з нами.