21

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

Уважаемые коллеги, спасибо большое за активное обсуждение темы. Попробую ответить всем сразу:

Во-первых, при постановке задачи я сразу отметил, что речь идет о необходимости лишь так называемого функционального заземления, а не заземления, обеспечивающего безопасность персонала. Это разные вещи и решаться они могут по-разному, хотя сегодня они совмещены.
Во-вторых, да, Михаил совершенно прав, имеют место проблемы, связанные с появлением импульса высокого напряжения в цепях "земли" и повреждения этим высоким потенциалом внутренних электронных компонентов МУРЗ.
В-третьих, да, известны реле защиты и контроллеры в пластмассовых корпусах, прекрасно работающие без заземления.

Вопрос мой возник не просто так. Он связан с многочисленными случаями повреждений МУРЗ под воздействием ударов молнии. А из практики и из теории известно, что при протекании больших импульсных токов через систему заземлителей, потенциал этой системы может резко повышаться. Связанная с тем же эффектом проблема воздействия ЭМИ ЯВ на систему заземления, которая превращается в большую антенну. МУРЗ, расположенные на расстоянии друг от друга и заземленные в различных точках, но имеющие общие каналы связи, будут неизбежно повреждены высоким импульсным напряжением, прикладываемым к наименее защищенным каналам связи.

Предлагаемые варианты решения проблемы:
а) МУРЗ в пластмассовых корпусах с двойной изоляцией, расположенные в заземленных металлических шкафах, обеспечивающих защиту от электромагнитных помех;
б) МУРЗ в обычных металлических корпусах, расположенные в заземленных металлических шкафах с конечными выключателями на дверях. При закрытых дверях металлические корпуса МУРЗ отсоединены от земли, а при открывании двери, они заземляются. Для надежности можно установить два таких выключателя, с контактами, включенными параллельно.
в) так называемое "парадоксальное заземление" (название мое), когда вместо снижения импеданса внутренних цепей заземления корпусов МУРЗ в шкафах (к чему все стремятся), увеличить этот импеданс путем включения в эти цепи высокочастотных дросселей, имеющих очень низкое сопротивление на частоте 50 Гц и на постоянном токе, но имеющих очень высокое сопротивление для короткого импульса. В этом последнем случае свойства заземления, обеспечивающего безопасность на частоте 50 Гц не изменяются, а импульсные перенапряжения блокируются и не поступают на электронные схемы.

Хотелось бы узнать Ваше мнение, коллеги по предложенным вариантам.

22

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

observer пишет:

а) МУРЗ в пластмассовых корпусах с двойной изоляцией, расположенные в заземленных металлических шкафах, обеспечивающих защиту от электромагнитных помех;

Нормально, при этом МУРЗ должен быть правильно спроектирован в части электроники.

observer пишет:

б) МУРЗ в обычных металлических корпусах, расположенные в заземленных металлических шкафах с конечными выключателями на дверях. При закрытых дверях металлические корпуса МУРЗ отсоединены от земли, а при открывании двери, они заземляются. Для надежности можно установить два таких выключателя, с контактами, включенными параллельно.

Сложно слишком, думаю эксплуатация такой подход массово не воспримет.

observer пишет:

в) так называемое "парадоксальное заземление"

Вот это интересный подход, который бы не был лишним. По сути фильтр помехи.

При этом, прежде чем вводить такие вещи нужно ответить на вопрос, а есть ли такая проблема сегодня?

РОССИЯ, Санкт-Петербург, www.i-mt.net

23

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

Михаил, спасибо большое за Ваш обстоятельный ответ! Насчет проблемы. Да, проблема возникает при протекании через систему заземления токов молнии и даже больших токов короткого замыкания. Еще одна тема, которой я занимаюсь - защита от воздействия ЭМИ ЯВ, когда система заземления превращается в большую антенну, собирающую электромагнитную энергию с большой площади и доставляющую эту энергию прямо на чувствительные электронные компоненты схемы МУРЗ. Изменив подход к заземлению МУРЗ можно существенно повысить их помехоустойчивость. Мне это было понятно, но мучали сомнения, не пропустил ли я чего-то важного. Поэтому и обратился за мнением по этому вопросу к форуму специалистов. Как я понял, ни у кого нет принципиальных возражений против такого подхода.

Спасибо всем за участие в обсуждении темы. Я думаю, это было полезно всем, так как при возникновении проблемы вы знаете где искать решение.

24

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

observer пишет:

При закрытых дверях металлические корпуса МУРЗ отсоединены от земли, а при открывании двери, они заземляются. Для надежности можно установить два таких выключателя, с контактами, включенными параллельно.

Не пройдет по ПУЭ: коммутационные аппараты в заземляющих проводниках не допускаются.

25

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

observer пишет:

Изменив подход к заземлению

первая задача - защита человека,

и лучше перейти на заземление и изоляцию
"- класс II (обозначение – два вложенных квадрата) – защита обеспечивается применением двойной или усиленной изоляции."

- пластиковый корпус (терминал), изоляция передней панели шкафа
- изоляция вводов (токовые, напряжения, логические)/выводов (логические, цифровые интерфейсы)
- заземление схемы

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

26 (2016-04-21 16:59:27 отредактировано l_yuriy)

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

GRadFar пишет:

Не пройдет по ПУЭ: коммутационные аппараты в заземляющих проводниках не допускаются.

В дискуссии не участвую, но замечание по ПУЭ не оставило равнодушным. Как на счет испытательных блоков в токовых цепях дифзащиты? Ведь они коммутируют "землю"!

27

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

l_yuriy пишет:

Как на счет испытательных блоков в токовых цепях дифзащиты? Ведь они коммутируют "землю"!

Да, но они лишь не допускают заземление схемы в 2-х точках, но не 'обрубают' его совсем

Everything should be made as simple as possible, but not simpler.

28

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

GRadFar пишет:

Не пройдет по ПУЭ: коммутационные аппараты в заземляющих проводниках не допускаются.

Если у Вас есть возможность, процитируйте, пожалуйста,  это положение ПУЭ. Не знаю, можно ли в нашем случае применять это положение ПУЭ, поскольку "коммутационные аппараты" предназначены для соединения корпуса МУРЗ с существующей системой заземления. Я хочу сказать, что сама по себе система заземления не нарушается, мы лишь отключаем наш конкретный аппарат от системы заземления. Кроме того, можно, наверное, предусмотреть наложение вручную  заземления на вывод корпуса МУРЗ после открывания шкафа?

Добавлено: 2016-04-21 21:27:25

Пользователь пишет:

первая задача - защита человека, и лучше перейти на заземление и изоляцию"- класс II (обозначение – два вложенных квадрата) – защита обеспечивается применением двойной или усиленной изоляции."- пластиковый корпус (терминал), изоляция передней панели шкафа - изоляция вводов (токовые, напряжения, логические)/выводов (логические, цифровые интерфейсы)- заземление схемы

Во-первых, о двойной изоляции пластмассового корпуса я уже писал;
Во-вторых, все входы и выходы МУРЗ хорошо изолированы, о чем я тоже писал;
В-третьих, как раз заземления схемы нужно избежать и я объяснял почему.

Таким образом, не понятно, что Вы хотели сказать своим постом? Может поясните?

29 (2016-04-22 07:11:02 отредактировано Пользователь)

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

observer пишет:

Во-первых, о двойной изоляции пластмассового корпуса я уже писал;
Во-вторых, все входы и выходы МУРЗ хорошо изолированы, о чем я тоже писал;
В-третьих, как раз заземления схемы нужно избежать

1. Двойная изоляция - изоляция входов/выходов + изоляция корпуса + заземление схемы
2. цифровые интерфейсы (RS232, RS485, USB) - не изолированы, хорошо бы изолировать
3. приоритет - человек, а не электроника, повышать угрозу человеку - с целью защиты электроники - неправильно

30

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

observer пишет:

Если у Вас есть возможность, процитируйте, пожалуйста,  это положение ПУЭ.

ПУЭ РК:
237. Не допускается включать коммутационные аппараты в цепи
защитных проводников
ПУЭ РФ:
1.7.1. Настоящая глава Правилраспространяется на все электроустановки переменного и постоянного токанапряжением до 1 кВ и выше и содержит общие требования к их заземлению и защителюдей и животных от поражения электрическим током как в нормальном режимеработы электроустановки, так и при повреждении изоляции.
1.7.139. Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов должны быть надежными и обеспечивать непрерывность электрической цепи.
1.7.145. Не допускается включать коммутационные аппараты в цепи РЕ- и PEN-проводников

31 (2016-04-22 07:16:28 отредактировано XZX64)

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

observer пишет:

Если у Вас есть возможность, процитируйте, пожалуйста,  это положение ПУЭ.

Я в дискуссии не участвую, но процитировать могу:

1.7.145. Не допускается включать коммутационные аппараты в цепи РЕ- и PEN-проводников, за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных соединителей.
Допускается также одновременное отключение всех проводников на вводе в электроустановки индивидуальных жилых, дачных и садовых домов и аналогичных им объектов, питающихся по однофазным ответвлениям от ВЛ. При этом разделение PEN-проводника на РЕ- и N-проводники должно быть выполнено до вводного защитно-коммутационного аппарата.

Но заземлять корпус МП РЗА при соблюдении некоторых условий не обязательно:

1.7.51. Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты при косвенном прикосновении:
защитное заземление;
автоматическое отключение питания;
уравнивание потенциалов;
выравнивание потенциалов;
двойная или усиленная изоляция;
сверхнизкое (малое) напряжение;
защитное электрическое разделение цепей;
изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.

Если корпус металлический и установлен на панели то:

1.7.77. Не требуется преднамеренно присоединять к нейтрали источника в системе ТN и заземлять в системах IT и ТТ:
1) корпуса электрооборудования и аппаратов, установленных на металлических основаниях: конструкциях, распределительных устройствах, щитах, шкафах, станинах станков, машин и механизмов, присоединенных к нейтрали источника питания или заземленных, при обеспечении надежного электрического контакта этих корпусов с основаниями;

ИМХО если для корректной работы МП не требуется заземление, то ПУЭ вполне допускает не заземлять это устройство.

32

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

XZX64 пишет:

ИМХО если для корректной работы МП не требуется заземление, то ПУЭ вполне допускает не заземлять это устройство.

Ага, спасибо за цитату. Если я правильно понял, то при наличии усиленной изоляции заземление не требуется. Вопрос, что понимать под усиленной изоляцией?

Добавлено: 2016-04-22 15:30:49

Пользователь пишет:

приоритет - человек, а не электроника, повышать угрозу человеку - с целью защиты электроники - неправильно

Я не спорю с этим положением, а ищу решение проблемы и предлагаю различные варианты. Как Вы относитесь, например, к наложению заземления на корпус МУРЗ при открывании двери шкафа, как к дополнительной мере защиты (поскольку корпус МУРЗ уже изолирован от всех потенциальных цепей)?

Добавлено: 2016-04-22 15:32:00

Пользователь пишет:

цифровые интерфейсы (RS232, RS485, USB) - не изолированы, хорошо бы изолировать

Ну, это не проблема, практически в каждом новом МУРЗ имеется оптический интерфейс для связи с компьютером.

33

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

observer пишет:

Вопрос, что понимать под усиленной изоляцией?

1.7.41. Двойная изоляция - изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, состоящая из основной и дополнительной изоляций.
1.7.42. Усиленная изоляция - изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, обеспечивающая степень защиты от поражения электрическим током, равноценную двойной изоляции.

Вообще то вопрос решается проще: изолируем внутренние блоки МУРЗ от корпуса и спокойно его заземляем.

34

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

XZX64 пишет:

Вообще то вопрос решается проще: изолируем внутренние блоки МУРЗ от корпуса и спокойно его заземляем.

Как просто! Но увы, не гениально, поскольку практически не реализуемо в существующих конструкциях МУРЗ.

Добавлено: 2016-04-22 17:52:52

XZX64 пишет:

Вообще то вопрос решается проще: изолируем внутренние блоки МУРЗ от корпуса и спокойно его заземляем.

Как просто! Но увы, не гениально, поскольку практически не реализуемо в существующих конструкциях МУРЗ. К тому же не понятно, если все внутренние блоки будут хорошо изолированы от корпуса, то зачем его вообще заземлять?

Добавлено: 2016-04-22 17:58:01

XZX64 пишет:

Двойная изоляция - изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, состоящая из основной и дополнительной изоляций.

Хорошо, спасибо за цитату, но не очень понятно. Любая изоляция обладает определенными свойствами, основным из которых является выдерживаемое без пробоя напряжение изоляции. Вопрос: какое напряжение должна выдерживать изоляция для того, чтобы ее можно было бы отнести к усиленной? Может быть существующая в МУРЗ внутренняя  изоляция всех входов и выходов уже сама по себе удовлетворяет требованиям, предъявляемым к усиленной изоляции?

35

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

flash74 пишет:

Да, но они лишь не допускают заземление схемы в 2-х точках, но не 'обрубают' его совсем

Я со всем согласен. И не спорю о правильности заземления цепей диф защиты.

Речь о ПУЭ.
Например, одним из основополагающих принципов ico есть - отсутствие двоякого трактования чего либо. Согласитесь, что в БИ происходит переключение заземления и токовая обмотка реле остается разземленной.???

36

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

l_yuriy пишет:

Согласитесь, что в БИ происходит переключение заземления и токовая обмотка реле остается разземленной.

Не соглашусь. В БИ происходит отделение части токовых цепей.
Обмотка реле в данном случае остается отделенной видимым разрывом и не нуждается в заземлении т.к. перестает быть токоведущей частью.
И вообще, где то есть требования к заземлению "токовых обмоток реле"?
Что касается заземления вторичных цепей ТТ то ПУЭ дает однозначный ответ на это:

3.4.23. Заземление во вторичных цепях трансформаторов тока следует предусматривать в одной точке на ближайшей от трансформаторов тока сборке зажимов или на зажимах трансформаторов тока.

37

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

XZX64 пишет:

Обмотка реле в данном случае остается отделенной видимым разрывом и не нуждается в заземлении т.к. перестает быть токоведущей частью.

Мне кажется вопрос не в том нуждается ли токовая обмотка в заземлении в отключенном состоянии, или нет. Вопрос в том, что в цепь заземления включен коммутационный элемент.

Добавлено: 2016-04-23 11:29:15

А как насчет так называемых "переносных заземлений", которые можно накладывать на части оборудования находящиеся в работе в случае опасности возникновения на них опасного напряжения? Почему бы не использовать такое переносное заземление для соединения корпуса МУРЗ с заземленным шкафом при необходимости работы с МУРЗ?

38 (2016-04-23 14:00:59 отредактировано Danilov21)

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

всё же повторюсь. основная проблема в том что на рабочем заземлении, в аварийных режимах, возможны значительные потенциалы.
посему, мне кажется должна быть пересмотрена техполитика в отношении заземления МП РЗА на заземление, не являющееся рабочим - измерительное или какое либо ещё, и внесены изменения в нормативные документы.

поскольку фантазировать с заземлением, всё же стрёмновато.

+79176689232 IEC 61850 only possible to use when corresponding ANSI exist. системотехник. Зачем третья фаза ? ВЛ есть ДПЗ, мощность 3й фазы можно передавать по ГЗТ. Кл по экранам. шин и выключателей нужно не 3 а 2. занялся бы. за речкой.

39

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

Danilov21 пишет:

всё же повторюсь. основная проблема в том что на рабочем заземлении, в аварийных режимах, возможны значительные потенциалы.посему, мне кажется должна быть пересмотрена техполитика в отношении заземления МП РЗА на заземление, не являющееся рабочим - измерительное или какое либо ещё, и внесены изменения в нормативные документы.

Прошу прошения, господин Danilov21, но об этом писал я, а не Вы, и это я поднял вопрос об этой проблеме, а не Вы. Вы же писали прямо противоположное:
"вообще же земля необходима самой микропроцессорной технике, несмотря на то что входы\выходы к внешним сетям выполняются сухими контактами \ с гальванической развязкой"

40

Re: Зачем нужно заземлять микропроцессорные реле защиты?

может оставить терминалы в покое,а ужесточить требования к контуру заземления?

мое отношение к окружающим зависит от того,с какой целью они меня окружают