Zašto je Neutral-to-Ground Bonding često skriveni uzrok RCD-a u radionicama izvan mreže?

Uvod u električno prizemljenje izvan mreže

U standardnim zgradama priključenim na mrežu, električno prizemljenje i sigurnosnu zaštitu upravlja pružatelj usluga i strogi lokalni građevinski propisi. Sigurnosni uređaji poput uređaja za otpadnu struju (RCD) ili prekidača struje zbog podneblja (GFCI) pouzdano rade jer mreža ima čvrstu, uspostavljenu vezu između neutralnog provodnika i zemlje.

Međutim, kada inženjeri uspostave radionicu izvan mreže, mobilno vozilo za usluge ili udaljenu elektranu, sustav mora uspostaviti svoju vlastitu referencu za uzemljenje. U tim uvjetima tehničari često naiđu na vrlo zbunjujuće probleme: RCD-ovi u distribucijskom panelu aktiviraju se nasumično ili u trenutku uključenja bilo kojeg uređaja, čak i kada nema stvarne kvarove u žici ili nedostatka izolacije. Ova je stvar gotovo uvijek povezana s konfiguracijom vezane veze neutralne na zemlju (N-G).

U ovom članku pruža se tehnička analiza zašto je N-G vezanje skriveni uzrok RCD-a i kako konfigurirati sisteme za uzemljivanje za sigurne i pouzdane operacije izvan mreže.

Pitanje: Zašto neutralno-zemaljsko vezivanje uzrokuje da se uređaji za ostatak struje (RCD) pokrenu u instalacijama radionice izvan mreže i koja je pravilna konfiguracija?

RCD pokretanje u radionicama izvan mreže događa se jer bez odgovarajuće neutralne veze (N-G) na izvoru napajanja, izlazak AC pretvarača djeluje kao plutajući neutralan sustav. Kada je opterećenje priključeno, ovaj plutajući sustav sprečava RCD da uspostavi referentni okvir s nultom strujom, uzrokujući neravnotežu struje ili putanje curenja koje pokreće uređaj. Alternativno, dvostruko vezivanje (vezanje neutralno na zemlju i na pretvaraču i na distribucionoj ploči) stvara paralelnu povratnu putanju struje koja dijeli neutralnu struju, prisiljava struju kroz žicu za zemaljstvo i trenutačno pokreće RCD. Kako bi se to riješilo, inženjeri moraju implementirati jednu, dinamičnu N-G točku vezivanja koristeći automatske releje za suhi kontakt u JYINS pretvaračima.

Fizika rada RCD-a

Da bismo razumjeli problem s odbijanjem, prvo moramo pregledati kako RCD radi. RCD je izuzetno osjetljiv diferencijalni senzor struje. Snimak je napravljen za praćenje struje iz izbora iz izbora iz izbora.

U zdravom jednopasoj vezi, struja koja teče kroz žičanu žicu mora biti jednaka struji koja se vraća kroz neutralnu žicu. RCD koristi torodromni transformator struje za uspoređivanje tih dvije struje.

Ako se dogodi kvar (kao što je oštećena žica koja se dotakne kovane kućište za alat), dio struje će curiti kroz kovanu kućište i zelenu zemaljsku (zemaljsku) žicu do zemlje, zaobilazeći neutralnu žicu. RCD otkriva razliku između živih i neutralnih struja. Ako razlika (ostalna struja curenja) premaši sigurnosni prag obično 30 miliampera (mA) interna magnetna tuljana RCD-a pokreće svoje mehaničke kontakte, režući snagu za manje od 30 milisekundi kako bi se spriječio udar struje.

Dilema s plutajućim neutralnim

U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, "sistem za upravljanje" znači sustav za upravljanje električnom energijom koji je osmišljen za upravljanje električnom energijom. To znači da je unutarnji izlazni krug AC potpuno izoliran od metalne šasije pretvarača i zemaljskog terminala. Ako izmerite napon između aktivnog i neutralnog, vidjet ćete ispravnu 230V AC. Međutim, ako izmerite napon između Neutralnog i Zemaljskog, vidjet ćete nasumični plutajući napon (često oko 115V AC).

U plutajućem sustavu, ne postoji fizička veza između Neutralnog i Zemljine. Ako se pojavi greška izolacije u priključenom alatu, struja ne može teći natrag do neutralnog terminala pretvarača putem zemaljskog puta jer je krug otvoren. Zbog toga što struja curenja ne može prolaziti kroz ženje žicu, nema razlike u struji između živih i neutralnih provodnika koji prolaze kroz RCD. Kao rezultat toga, RCD neće uspjeti pokrenuti tijekom aktivne podnebljenosti, stvarajući smrtonosnu sigurnosnu opasnost gdje metalni kućište alata ostaje napaljeno.

Ako je sustav izvan mreže plovivo neutralan i ima blago kapacitativno spajanje (što je uobičajeno kod dugih kablovskih trka ili teških indukcijskih motora), RCD može doživjeti brze, nepredvidljive fazne promjene struje. Trenutni transformator u RCD-u osjeća ove promjene faze kao neravnotežu i nasumično se pokreće. Ovo je prvi oblik uznemiravanja povezanog s N-G.

Zamka dvostruke vezivanja

Da bi riješili problem plutajuće neutralne, električari često instaliraju čvrstu bakarnu žicu između Neutralne šipke i Ground bar u glavnoj distribucijskoj ploči radionice. To se zove neutralna-zemlja (N-G) obveznica, koja odražava standardne postavke električne mreže.

Međutim, ozbiljan sukob nastaje kada pretvarač izvan mreže također ima aktivnu vlastitu unutarnju N-G vezu ili kada je radionica konfigurirana tako da prelazi između napajanja pretvarača i vanjskog generatora ili povezivanja s obalom. To stvara scenarij dvostruke vezivanja.

U sistemu s dvostrukom vezom postoje dvije fizičke točke gdje je Neutral povezan s Zemljom: jedna na pretvaraču / izvoru i jedna na distribucijskom panelu. Kada se uključi uređaj, povratna struja teče niz Neutralnu žicu do neutralne šipke distribucijske ploče. Na ovom čekiću struja vidi dva paralelna puta natrag do neutralnog terminala pretvarača:

• Put A: namjenski AC Neutralni žica.
• Put B: Zemljana žica i metalni vodovi.

Budući da se struja dijeli proporcionalno otporu paralelnih staza, značajan dio nominalne struje (koja može biti nekoliko Ampera) prolazi kroz zemaljsku žicu umjesto kroz neutralnu žicu.

Budući da je struja koja se vraća kroz neutralnu žicu sada znatno manja od struje koja izlazi kroz žičnu žicu, RCD u distribucijskom panelu odmah otkriva masivnu neravnotežu struje (što znatno premašuje prag od 30 mA) i pokreće se u trenutku uključenja opterećenja. Ovo je drugi oblik N-G-povezanog trčanja.

Praktična rješenja za uzemljivanje za sisteme izvan mreže

Kako bi se osigurala sigurnost rada RCD-a i pouzdanost rada RCD-a, inženjeri moraju se pridržavati pravila vezanja u jednoj točki: u sustavu mora biti aktivna točno jedna vez neutrala prema zemlji u bilo kojem trenutku i mora se nalaziti na izvoru aktivne energije.

U slučaju da se primjenjuje u dinamičnim B2B aplikacijama izvan mreže, sustavni integrateri trebaju koristiti sljedeće strategije:

• 1. za Uvođenje dinamičkih relja za neutralan tlo

U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, "sistem za upravljanje sustavima" znači sustav za upravljanje sustavima koji se koristi za upravljanje sustavima za upravljanje sustavima.

• Kada pretvarač radi u režimu samostalnih baterija, unutarnji rele automatski se zatvara, uspostavljajući čvrstu N-G vezu unutar pretvarača. U slučaju da se radi o izloženosti, radi se o izloženosti koja je u skladu s člankom 6. stavkom 2.
• U slučaju da se sustav prebaci na režim za pomicanje (npr. kada se uključi rezervni dizel generator ili priključi napajanje mreže), unutarnji rele pretvarača odmah otvara svoju N-G vezu. To je zato što generator ili električna mreža već imaju svoju N-G vezu. Otvaranjem unutarnjeg releja, JYINS pretvarač sprečava sukob dvostruke veze, osiguravajući da RCD nikada ne otputuje tijekom pomicanja.
• 2. - Što? Uvođenje ispravne topologije uzemljivanja sustava

U slučaju da se ne primjenjuje, radi se o tome da se ne primjenjuje nijedan od sljedećih postupaka: U slučaju da se ne primjenjuje presjek, to se može učiniti na temelju primjene propisa iz članka 4. stavka 2. točke (a) Uredbe (EZ) br. 1907/2006 ili na temelju propisa iz članka 4. stavka 2. točke (b) Uredbe (EZ) br. 765/2006.

• 3. Slijedi sljedeće: Provjerite postavljanje RCD-a

U svakom slučaju, radi se o tome da se radi o ispitivanju i ispitivanju. Ako je RCD priključen uzvodno od točke vezivanja, on će se neprekidno pokrenuti jer će struja vezivanja zaobići RCD-ov transformator za otkrivanje.

Zaključak

Neutralno-zemljino (N-G) vezivanje je temeljni električni zahtjev za sigurnost, ali njegova nepravilna konfiguracija je glavni skriveni uzrok misterioznog RCD-a u radionicama izvan mreže. Plutajući neutralan sustav onemogućuje zaštitu RCD-a, dok dvostruko vezivanje razdvaja neutralnu struju kroz žice za uzemljivanje, uzrokujući trenutne smetnje. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 4. točkom (b) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 4. točkom (c) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 4. točkom (c) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i