Функциональное заземление и проблемы электробезопасности
Проектирование и построение электроустановок зданий, в которых используется функциональное (рабочее) заземление для ответственного электрооборудования, как правило, вызывает множество сложностей и в итоге, как показывает практика, приводит к серьезным ошибкам. Сложность заключается в том, что существующая нормативная база в данной части проработана недостаточно и содержит массу противоречий. Цель данной статьи - помочь избежать неверных решений при использовании функционального заземления, особенно с точки зрения электробезопасности.
Для начала приведем основные определения, важные при рассмотрении данного вопроса:
Защитное заземление - заземление, выполняемое в целях электробезопасности (ПУЭ п. 1.7.29).
Рабочее (функциональное) заземление - заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности) (ПУЭ п. 1.7.30).
Функциональное заземление может выполняться путем использования защитного проводника (РЕпроводника) цепи питания оборудования информационных технологий в системе заземления TNS.
Допускается функциональный заземляющий проводник (FEпроводник) и защитный проводник (РЕпроводник) объединять в один специальный проводник и присоединять его к главной заземляющей шине (ГЗШ) - ГОСТ Р 50571.212000 п. 548.3.1.
Исходя из определений можно сделать следующие выводы:
1. Электробезопасность, уравнивание потенциалов и отвод статического электричества обеспечивается защитным заземлением.
2. Функциональное заземление - это не всегда электрически отделенная система, она может выполняться в трех вариантах, представленных на рис. 1.
Из трех вариантов исполнения функционального заземления самым проблемным является вариант А.
Так как функциональное заземление в отличие от защитного не имеет точки соединения с ГЗШ, а соответственно, с нейтралью, то токи короткого замыкания составят не сотни и тысячи ампер, как это происходит при защитном заземлении, а всего лишь десятки ампер, что может оказаться недостаточным для срабатывания автоматов защиты. Ситуация усугубится при условии, что FE по заданию выполнено 10 Ом, а в цепи отсутствует УЗО (вычислительная техника, томографы, рентгеновское оборудование и т. д.).
Максимальный ток короткого замыкания составит всего 36 А (FE = 2 Ом) и 15,7А (FE = 10 Ом).
Помимо сказанного выше, ситуация (с точки зрения электробезопасности) осложняется вероятностью возникновения разности потенциалов на раздельных системах заземления, тем более если эти системы заземления находятся в пределах одного помещения (рис. 3).
Таким образом, использование независимой системы заземления приводит к серьезному нарушению электробезопасности в сетях с глухозаземленной нейтралью. При данной схеме питания лучше воспользоваться вариантом В или С, особенно если речь идет о мощном стационарном оборудовании (рентгенаппараты, МРТ и т. д.).
Для сетей в режиме изолированной нейтрали (ITсеть) ситуация существенно легче. При замыкании на корпус ток составляет единицы миллиампер и угрозы для жизни не представляет. Однако возможность образования разности потенциалов по причинам, указанным выше, остается. Недаром летом прошлого года появился технический циркуляр Ассоциации «РОСЭЛЕКТРОМОНТАЖ» № 24/2009, утвержденный 01.07.2009 г.
Приводим дословно:
«...устройство независимых заземлителей для защитного и/или функционального заземления медицинского оборудования, не подключенных к ГЗШ, в зданиях с медицинскими помещениями не допускается...»
Помимо всего не стоит забывать, что на надежную работу чувствительного оборудования в значительной степени влияет схема подключения и прокладка кабелей питания. Применение лучевой схемы для выделенной группы (подключение питания в районе ГРЩ, а не от этажного или группового щита) на порядок снижает влияние сторонних нагрузок и соответственно вероятность сбоя.