Это происходит, когда:
- имеют место большие металлические контуры (системы выравнивания потенциалов, структурные металлические конструкции или трубные системы неэлектрического назначения, например для воды, газа, отопления, кондиционирования воздуха и т. д., которые могут создавать подобные индукционные контуры);
- в зданиях используются различные системы электрической проводки для электроснабжения, а также для сигнальных информационных систем.
Значение напряжения, вызванного магнитной индукцией, зависит от скорости нарастания тока (di/dt) в излучающей цепи и размера контура (витка).
Силовые кабели, по которым протекают большие токи с высокими скоростями нарастания (кабели лифтов, мощных выпрямителей, электротермических печей и т. п.), могут вызвать перенапряжения в других параллельно расположенных кабелях и проводах различных информационных и других чувствительных к импульсным перенапряжениям приборах, установках и их системах, в том числе медицинских.
Настоящий раздел предназначен для архитекторов, конструкторов и специалистов, занимающихся проектированием и установкой электрического оборудования в зданиях с учетом требований по ограничению помех, вызванных ЭМИ. Основные меры безопасности, изложенные в стандарте, направлены на уменьшение и даже полное устранение этих помех. Дополнительные требования изложены в комплексе стандартов МЭК 60364 и прежде всего в ГОСТ Р 50571.21, а также в МЭК 1000-2-5 [1], МЭК 1000-5-1 [2], МЭК 1024-1 [3] и МЭК 1312-1 [4] (см. рисунок 5).
444.3 Меры безопасности
Меры, предпринимаемые против электрического и магнитного воздействия на электрическое оборудование.
Все электрическое оборудование должно отвечать требованиям соответствующих стандартов по электромагнитной совместимости. При этом следует руководствоваться ГОСТ 30331.2/ГОСТ Р 50571.2, пункт 321.10, а также Изменением № 1 к ГОСТ Р 50571.23, пункт 515.3. Следует также учитывать электромагнитную совместимость по ГОСТ Р 50571.10.
Для уменьшения отрицательного эффекта от перенапряжений, индуктированных ЭМИ, проектировщики и монтажники электрических установок должны учитывать требования следующих пунктов (см. также рисунок 4):
- 444.3.1 — локализация потенциальных источников ЭМИ относительно чувствительного оборудования;
- 444.3.2 — локализация чувствительного оборудования относительно источников ЭМИ (относительно мест протекания больших токов, например таких, как токоотводящие спуски молниеотводов, питающие кабели лифтов и т. п.);
- 444.3.3 — установка фильтров и/или защитных приборов от перенапряжений в цепях, по которым подается питание на чувствительное оборудование;
- 444.3.4 — выбор аппаратов защиты электрических сетей с соответствующими временными характеристиками срабатывания (например, осуществляющих отключение в бестоковую паузу) для устранения нежелательных отключений или переходных процессов;
- 444.3.5 — эквипотенциальное соединение металлических кожухов и экранирующих устройств;
- 444.3.6 — адекватное отделение (расстоянием или экранированием) силовых и сигнальных кабелей и прокладка кабелей под прямым углом друг к другу;
- 444.3.7 — адекватное отделение (расстоянием или экранированием) силовых и сигнальных кабелей от вертикального токоотводящего спуска молниеотвода (см. МЭК 1024-1 [3] и рисунок 5);
- 444.3.8 — устранение индуктивных петель путем соответствующей прокладки проводов различных систем (см. также 444.4.4);
- 444.3.9 — использование экранированных и/или скрученных пар сигнальных кабелей;
- 444.3.10 — по возможности короткие соединения;
- 444.3.11 — пучки одножильных проводов должны быть заключены в металлические или аналогичные им кожухи;
- 444.3.12 — TN-C-системы не должны применяться в электроустановках, содержащих чувствительное оборудование (см. рисунок 1, а также пункт 548.4 ГОСТ Р 50571.21). В зданиях, где установлено большое количество информационного технологического оборудования, должны применяться специальные защитные (РЕ), функциональные (FE) и нулевые рабочие (N) проводники, подсоединенные к заземляющему устройству до точки ввода (считая по ходу движения энергии), чтобы свести к минимуму возможность возникновения электромагнитных излучений из-за ответвления в сигнальные кабели части тока, который должен был полностью протекать по нулевому проводнику, что может вызвать помехи и даже повреждения высокочувствительного оборудования;
- 444.3.13 — для устранения TN-C-систем внутри зданий возможны два варианта, зависящие от схемы внутренних соединений оборудования и внешней сети:
замена внутри здания всех секций TN-C в системе TN-C-S на секции TN-S (см. рисунки 1а, b и 2),
ликвидация внутри здания избыточных витков между различными секциями TN-S в системе TN-C-S;
- 444.3-14 — металлические трубы (для воды, газа и отопления) и кабели (электроснабжения, телефона и антенный кабель) должны вводиться в здание в одном месте. Металлические листы, экраны, металлические трубы и короба, а также сочленения этих элементов должны быть подсоединены к главной потенциалоуравнивающей шине (ГПШ) здания проводниками с низким электрическим сопротивлением;
- 444.3.15 — при невозможности обеспечить эквипотенциальность вводов (например, когда они находятся в разных местах здания) необходимо использовать неметаллический волоконно-оптический кабель или принять другие меры.
Примечание — Дифференциальные напряжения, связанные с заземлением больших телекоммуникационных установок, являются проблемой оператора, который может выбирать другие варианты;
- 444.3.16 — применительно к электроустановкам, размещенным в помещениях одноэтажных зданий или на первых этажах многоэтажных зданий, имеющих электропроводящие полы, например в помещениях сельскохозяйственного производства, в которых содержатся животные и находится высокочувствительное оборудование, относящееся к классу информационных, действенной мерой против возникновения перенапряжений может служить отделение пола в горизонтальном направлении от зоны нулевого потенциала участком с более высоким удельным электрическим сопротивлением, достигаемым, например, пропиткой участка земли отходами нефтепродуктов в соответствии с требованиями ОСТ 46 180-85 [5].
444.4 Устранение электромагнитной индукции
в местах соединения сигнальных кабелей
В зданиях, в которых имеются PEN-проводники или в которых на сигнальные кабели воздействует заметная электромагнитная индукция из-за отсутствия адекватных мер безопасности в электропроводке (см. пункт 548.5 ГОСТ Р 50571.21), возможно применение следующих методов, чтобы свести проблему к минимуму или полностью устранить ее:
- 444.4.1 — использование волоконно-оптических линий для сигнальных соединений;
- 444.4.2 — использование оборудования класса II.
- 444.4.3 — использование местных разделительных трансформаторов с электрически независимыми обмотками (трансформаторы с двумя обмотками) для подачи питания на информационное технологическое оборудование с учетом требований пунктов 312.2.3 и 413.1.5 для IT-систем (местные IT-системы) или раздела 413.5 ГОСТ 30331.3/ГОСТ Р 50571.3, относящихся к вопросам защиты путем использования электрической независимости (разделительные трансформаторы в соответствии с МЭК 742 [6];
- 444.4.4 — использование соответствующей кабельной проводки для минимизации площади, охваченной витками, образованными питающими и сигнальными кабелями.
1) — PEN-проводник; 2) — уравнивание электрических потенциалов;
3) — металлоконструкция здания, например труба центрального отопления
Рисунок 1а — TN-C-система здания
1) — PEN- проводник; 2) — уравнивание электрических потенциалов;
3) — металлоконструкция здания, например труба центрального отопления
Рисунок lb — TN-C-S-система здания
1) — устранение падения напряжения U вдоль РЕ;
2) — соединительный проводник на ограниченной площади;
3) — металлоконструкция здания, например труба центрального отопления
Примечание— Система TN-S ликвидирует ток в нейтральном проводнике, показанном на рисунке 1.
Рисунок 2 — Схема устранения токов в нейтральном проводнике
при помощи использования в здании TN-S-системы
ГПШ — главная потендиалоуравнивающая шина
Рисунок 3а — Односторонний ввод (предпочтителен, U 0)
Рисунок 3b — Ввод из разных сторон (нежелателен, U 0)
Условные обозначения:
- точка присоединения заземляющего проводника;
- нулевой проводник (М-проводник);
- защитный проводник (РЕ-проводник);
- фазный проводник;
FE - функциональный нейтральный проводник.
1) — РЕ-проводник; 2) — распределительный щит;
3) — уравнивание электрических потенциалов; 4) — экранированный провод;
5) — нулевой провод; 6) — разделительный трансформатор; 7) — локальное УВЭП;
8) — электрооборудование
Рисунок 4 — Иллюстрация мер безопасности
Рисунок 5 — Общий вид системы заземления здания в соответствии
с требованиями ГОСТ 50571.10, МЭК 1000-2-5 [1] и МЭК 1024-1 [3]
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
Библиография
[1] МЭК 1000-2-5: 1995 Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 2. Окружающие условия. Раздел 5. Классификация электромагнитных окружающих условий
[2] МЭК 1000-5-1: 1996 Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 5. Требования к оборудованию. Раздел 1. Общие требования и основные публикации по ЭМС
[3] МЭК 1024-1: 1990 Защита сооружений от удара молний. Часть 1: Общие принципы
[4] МЭК 1312-1: 1995 Защита от электромагнитного импульса молнии. Часть 1. Общие принципы
[5] ОСТ 46 180-85—92 Защита сельскохозяйственных животных от поражения электрическим током. Выравнивание электрических потенциалов. Общие технические требования
[6] МЭК 742—83 Разделительные трансформаторы и трансформаторы безопасного напряжения. Требования
Ключевые слова: электроустановки зданий; электроустановки до 1 кВ; обеспечение безопасности;
защита от перенапряжений; заземление; уравнивание электрических потенциалов; электромагнитное влияние
Содержание
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Определения
444.1 Общие положения
444.3 Меры безопасности
444.4 Устранение электромагнитной индукции в местах соединения сигнальных кабелей
Приложение А Библиография