Az elektromos elosztó földelése nem nem csupán az elosztó földelőrúdban történő rögzítését jelenti. Egy tipikus hálózatról táplált elektromos rendszer esetében a kialakításnak biztosítania kell mind a földelőelektróda-rendszert, mind a hatékony földzárlati áramutat. A fogyasztásmérő berendezésnél a földelt vezetőt a megengedett csatlakozási ponton kell összekötni a berendezés potenciálkiegyenlítő hálózatával. A lejjebb elhelyezkedő elosztókban a földelt vezetőt normál esetben el kell szigetelni a burkolattól és a védőföldelés vezetőitől.
Az ajtón lévő címke – “főelosztó” vagy “mellékelosztó” – nem dönti el a kérdést. Először azonosítsa a főmegszakító eszközt, a forrást, valamint azt, hogy az elosztó fogyasztásmérő berendezésnek, betáplált elosztóberendezésnek vagy egy külön leválasztott rendszer részének minősül-e. Ezt követően alkalmazza a helyileg elfogadott NFPA 70, azaz a National Electrical Code (NEC) kiadását, a berendezés listáját és utasításait, a közműszolgáltatói követelményeket, valamint az illetékes hatóság (AHJ) előírásait.
Biztonsági határ: Az elosztókon végzett munka során olyan betápláló vezetékek és hálózati kapcsok válhatnak hozzáférhetővé, amelyek a főmegszakító nyitott állapota esetén is feszültség alatt maradnak. Ez a cikk egy elvi NEC-útmutató, nem pedig szerelési vagy feszültség alatti vizsgálati eljárás. A tervezést, módosítást, ellenőrzést és karbantartást szakképzett személyeknek kell elvégezniük, a pontos berendezésdokumentáció és az előírt elektromos munkavédelmi gyakorlatok alkalmazásával.
A három út, amelyet nem szabad összekeverni
A legtöbb földelési hiba abból adódik, hogy három különböző áramutat egyként kezelnek.
| Útvonal | Normál szerepkör | Amivel nem szabad összetéveszteni |
|---|---|---|
| Földelt vezető, általában a nulla | A fázis-nulla terhelések normál visszatérő áramát vezeti | Készülékföldelő vezető vagy földelőelektróda-vezető |
| Hatékony földzárlati áramút | A hibaáramot a kötött fémen és a készülékföldelési útvonalon keresztül vezeti vissza a forráshoz, hogy a védelmi eszköz működésbe léphessen | Olyan áramút, amely elsősorban a talajtól vagy a földelőrúdtól függ |
| Földelőelektróda-csatlakozás | Összeköti a rendszert az épületnél vagy szerkezetnél lévő megfelelő elektródákkal | A berendezés-földelővezető vagy a túláramvédelem helyettesítője |
Az OSHA a berendezés-földelővezetőt olyan útvonalként írja le, amely visszavezeti a veszélyes hibaáramot a tápforráshoz, és lehetővé teszi a megszakítók vagy biztosítók működését. Elektromos szabványa azt is előírja, hogy az áramkörök, berendezések és burkolatok földelési útvonalának állandónak, folyamatosnak és hatékonynak kell lennie. A NEC ugyanezt az alapvető rendszerlogikát alkalmazza: a földet nem használják normál, hatékony földzárlati áramútként.
Vegyünk egy fázisvezetőt, amely érintkezik egy potenciálkiegyenlített fémburkolattal. A tervezett megszakítási útvonal a burkolat potenciálkiegyenlítésén és a berendezés-földelési útvonalon, a szolgáltatói potenciálkiegyenlítő csatlakozáson keresztül vezet vissza a forrástekercseléshez. Ez az alacsony impedanciájú fémes áramkör lehetővé teszi, hogy elegendő hibaáram folyjon ahhoz, hogy az alkalmazott túláramvédelmi eszköz a karakterisztikájának megfelelően működésbe lépjen.
A földelőelektróda-rendszer egyéb szükséges funkciókat is ellát, beleértve a létesítményi rendszer földhöz való csatlakoztatását és a földhöz viszonyított feszültség korlátozását meghatározott körülmények között. Ez nem teszi elfogadhatóvá a hiányzó berendezés-földelési útvonalat, és egy újabb földelőszonda hozzáadása nem javítja meg a megszakadt betápláló berendezés-földelővezetőt.
Szolgáltatói berendezések kontra leágazó elosztó földelése
Az első tervezési kérdés nem az, hogy “Hol van a zöld csavar?”, hanem az, hogy “Milyen elektromos határon belül helyezkedik el ez a burkolat?”
| Elosztópanel környezete | Földelt vezető / nulla | Berendezés földelése és burkolat | Földelőelektróda-csatlakozás |
|---|---|---|---|
| Szolgáltatói berendezés a leválasztó egységnél | Csatlakoztatva a berendezés-egyenpotenciálra hozó hálózathoz az előírt vagy megengedett fő egyenpotenciálra hozó elrendezésen keresztül | A burkolat és a berendezés földelőkapcsa be van kötve a hatásos hibaáram-útvonalba | A földelővezető összeköti a szolgáltatói földelési/egyenpotenciálra hozó pontot a földelőelektróda-rendszerrel az elfogadott szabvány által megengedett módon |
| Leágazó elosztópanel | Alaphelyzetben elszigetelve a burkolattól és a berendezés földelősínjétől | A berendezés földelősínje és a burkolat össze van kötve a betápláló berendezés földelési útvonalával | A helyi elektróda, amennyiben külön épülethez vagy egyéb körülményhez szükséges, nem helyettesíti a betápláló berendezés földelési útvonalát, és nem jogosít fel második nullavezető-kötésre |
| Külön táplált rendszer | A kötés helye a rendszer forrásától, a leválasztás elrendezésétől, a védelemtől és az alkalmazandó NEC előírásoktól függ | Rendszerspecifikus kötési és földelési elemzést igényel | Az adott táplált rendszerre vonatkozó földelőelektróda-csatlakozást használja |
Miért van a lefelé irányuló nullavezető alaphelyzetben elszigetelve
Ha a földelt vezetőt a csatlakozási pont terhelésoldalán visszakötik a burkolathoz vagy a berendezés földelőrendszeréhez, a normál nullavezető áram megoszolhat a fém védőcsövek, a berendezés földelővezetői, a burkolatok és egyéb összekötött útvonalak között. Ez a normál esetben áramot nem vezető fémrészt a normál visszatérő áramkör részévé teszi.
Az NFPA nyilvános NEC fejlesztési anyaga a 250.24-es szakaszhoz meghatározza a terhelésoldali szabályt: kivéve, ha a Szabvány kifejezetten másként rendelkezik, a földelt vezetőt nem szabad visszakötni a berendezés földelővezetőihez, a normál esetben áramot nem vezető fémrészekhez vagy a földeléshez a szolgáltatói leválasztó eszköz terhelésoldalán. Ezért a szolgáltatási határ – és nem a mindennapi “főelosztó” elnevezés – határozza meg a döntést.
A gyűjtősín felépítésének részletesebb vizsgálatához használja a külön nullasín kontra földelősín útmutatót. A szigetelt nullasín és a bekötött védőföldelés sín funkcionális követelmény egy lejjebb lévő elosztóban, nem csupán vizuális preferencia.
NEC 250. cikk szerinti áttekintés elosztókhoz
A 250. cikk egy átfogó földelési és összekötési rendszert fed le. Az alábbi áttekintés azonosítja az elosztó felülvizsgálatához leginkább releváns részeket anélkül, hogy a Szabványt reprodukálná vagy az elfogadott kiadást helyettesítené.
| 250. cikk területe | Ellenőrző kérdés | Gyűjtendő bizonyítékok |
|---|---|---|
| Általános földelési és összekötési teljesítmény | Létezik-e hatékony, állandó, folyamatos hibaáram-útvonal, és elkerülhetők-e a nemkívánatos áramutak? | Egyvonalas rajz, betáplálási mód, összekötési folytonosság, helyszíni állapot |
| Hálózatról táplált rendszerek | Hol található a csatlakozási leválasztó eszköz, és hol engedélyezett a csatlakozási összekötés? | Csatlakozó berendezések jelölései, közmű/csatlakozási elrendezés, elosztó és leválasztó utasítások |
| Fő egyenpotenciálra hozó áthidaló | Jelen van-e az egyenpotenciálra hozó eszköz, megfelelően van-e elhelyezve, bevizsgálva vagy biztosítva a berendezéshez, és megfelelő méretezésű-e? | Berendezés címkéje/kézikönyve, vezető- és szolgáltatási adatok, alkalmazott NEC táblázatok |
| Földelő elektróda rendszer | Mely minősített elektródák vannak jelen, és az előírásoknak megfelelően össze vannak-e kötve egymással? | Alapozási és helyszíni nyilvántartások, elektródaellenőrzés, csatlakoztatási dokumentáció |
| Földelőelektróda-vezető | Anyaga, nyomvonala, védelme, csatlakoztatása és mérete megfelelő-e az adott szolgáltatáshoz és elektródákhoz? | Szolgáltatói vezető adatai, alkalmazott NEC követelmények, bevizsgált csatlakozó információk |
| Berendezés földelővezetője | A betápláló vezeték és az egyes áramkörök biztosítanak-e jóváhagyott hibaáram-utat? | Vezetékezési mód, vezető/vezetékcsatorna folytonossága, upstream/downstream rajzok |
| Burkolatok és fémes rendszerek egyenpotenciálra hozása | Minden szükséges vezetőképes alkatrész elektromosan folytonos-e anélkül, hogy üzemi áramutakat hozna létre? | Burkolat, vezetékcsatorna, vízvezeték, szerkezeti fém és egyenpotenciálra hozás ellenőrzése |
A szakaszszámok és a táblázatok részletei kiadásonként változhatnak, és a helyi módosítások megváltoztathatják az alkalmazást. Használja a joghatóság által elfogadott kiadást, ahelyett, hogy feltételezné, hogy automatikusan a legújabb közzétett NEC irányadó a projektre.
A földelőelektróda-rendszer több, mint egy földelő rúd
A NEC terminológiája egy földelőelektróda-rendszer, nem csupán “a rúd”. Az NFPA 250.50-es szakaszához tartozó nyilvános anyaga kimondja, hogy az épületben vagy építményben jelen lévő, megfelelő földelőelektródákat össze kell kötni az említett rendszer kialakításához.
A helyszíntől és az alkalmazott szabványtól függően a rendszer tartalmazhat megfelelő fémből készült föld alatti vízvezetéket, földbe süllyesztett fémtartót, betonba ágyazott elektródát, földelőgyűrűt, minősített elektródákat, rúd- vagy csőelektródákat, illetve lemezelektródákat. A jelenlét nem igazolja automatikusan a megfelelőséget: a méretek, a földdel való érintkezés, a folytonosság, a hozzáférhetőség, a korrózióvédelem és a csatlakoztatási módok mind számítanak.
Használható-e betonacél?
Az az általános kijelentés, hogy “a NEC tiltja a betonacél elektródaként való használatát”, helytelen. Egy megfelelő, betonba ágyazott elektróda használhat olyan betonacél rudat, amely megfelel a vonatkozó építési, hosszúsági, átmérőbeli, folytonossági, betonba ágyazottsági és földdel való érintkezési feltételeknek. A szokásos betonacél nem minősül automatikusan megfelelőnek, a meglévő épületekben lévő, nem hozzáférhető elektródákra pedig külön szabályok vonatkoznak. Ellenőrizze a tényleges alapozást és az alkalmazott NEC-kiadást.
Mit jelent a 25 ohmos szabály?
A gyakran emlegetett 25 ohmos előírás a vonatkozó egyetlen rúd-, cső- vagy lemezelektródára korlátozódik szabály. A szokásos NEC-elrendezés szerint, ha egy ilyen elektródáról nem igazolható, hogy a földelési ellenállása 25 ohm vagy annál kevesebb, kiegészítő elektródát kell telepíteni az előírt távolságban. Ez nem egyetemes célkitűzés minden típusú földelőelektródára vonatkozóan, és nem garantálja, hogy a rudak hozzáadása hatékony hibaáram-utat hoz létre a berendezés számára.
Az OSHA építési földelésre vonatkozó útmutatója hasonlóképpen kimondja, hogy a 25 ohm feletti egyetlen elektródát legalább 6 láb távolságra elhelyezett kiegészítő elektródával kell kiegészíteni. A projektnek továbbra is követnie kell az elfogadott NEC-szöveget, a helyi módosításokat, a vizsgálati módszert, az elektródatípust és az AHJ értelmezését. Ne alakítsa ezt a korlátozott rendelkezést egyetemes “az elosztónak 25 ohm alatti értéket kell mutatnia” szabállyá.
Az egyes vezetők és átkötések funkciója
| Tétel | Csatlakoztat | Elsődleges funkció | Kiválasztási hatáskör |
|---|---|---|---|
| Földelt vezető | Forrás csillagpontja a megengedett terhelésekhez és a szolgáltatói földelési/egyenpotenciálra hozási ponthoz | Normál visszatérő út és földelt rendszer referencia | Rendszertervezés, elfogadott NEC, berendezés-utasítások |
| Berendezés-védővezető (EGC) | Berendezésburkolatok és földelőkapcsok a forrásoldali összekötési pont felé | A hatásos földzárlati áramút része | Vezetékezési mód, áramkör/betápláló tervezése, alkalmazott NEC |
| Földelőelektróda-vezető (GEC) | Betáplálási vagy levezetett rendszer földelési pontja a földelőelektróda-rendszerhez | Összeköti az elektromos rendszert az elektródarendszerrel | Betáplálási/levezetett rendszer adatai, elektródatípus, alkalmazott NEC |
| Fő egyenpotenciálra hozó összekötő (MBJ) | Földelt vezető a berendezés-egyenpotenciálra hozó hálózathoz a fogyasztásmérő-berendezésnél | Teljessé teszi a fogyasztásmérő-berendezés hibaáram-visszatérő kapcsolatát | Fogyasztásmérő-berendezés kialakítása és az alkalmazott NEC |
| Rendszer-egyenpotenciálra hozó összekötő (SBJ) | Földelt vezető a berendezés-egyenpotenciálra hozó hálózathoz egy különálló táplálású rendszer esetén | Létrehozza a különálló táplálású rendszer egyenpotenciálra hozó pontját | Forrás és leválasztó architektúra, alkalmazott NEC |
Ezek a nevek elektromos funkciókat írnak le, nem pedig felcserélhető zöld vagy csupasz vezetékeket. A GEC méretezése egy EGC táblázat alapján, a földelősín nullasínként való használata, vagy annak feltételezése, hogy minden kötőcsavar minden szekrénybe való, hibás telepítést eredményezhet.
Ellenőrzőlista szakképzett személy általi vizsgálathoz
Ez az ellenőrzőlista egy professzionális felülvizsgálat hatókörének meghatározására és dokumentálására szolgál. Szándékosan kerüli a kapcsonkénti utasításokat.
- Azonosítsa a forrást és a határt. Határozza meg a csatlakozási pontot, a csatlakozási leválasztó eszközöket, a betápláló vezetékek kiindulási pontjait, az alternatív forrásokat és a különálló forrásokat.
- Azonosítsa az összes vezető funkcióját. Különítse el a rajzok és a berendezés jelölései alapján a fázisvezetőket, a nullavezetőt, a védőföldelő vezetőt, a földelőelektróda-vezetőt és az összekötő áthidalókat.
- Keresse meg az összes nulla-föld csatlakozást. Ellenőrizze, hogy a betáplálási és a levezetett rendszer potenciálkiegyenlítési pontjai megfelelnek-e a jóváhagyott tervnek, és hogy a fogyasztói oldalon nem jön-e létre nem kívánt párhuzamos üzemi áramút.
- Ellenőrizze a fogyasztói oldali nulla-leválasztást. Ellenőrizze a nullasínt, a burkolatot, a berendezés földelősínjét, a betápláló vezeték elhelyezési módját, valamint az összes potenciálkiegyenlítő csavart vagy szalagot a panel felsorolt utasításai alapján.
- Térképezze fel a teljes zárlati áramutat. Ellenőrizze a folytonosságot a szabadon álló vezetőképes részektől vissza a forrás potenciálkiegyenlítési pontjáig. Ne tekintse a talajt vagy egy elszigetelt földelőrudat normál hibaáram-levezető útnak.
- Leltározza a földelőelektródákat. Határozza meg, mely minősített elektródák vannak jelen, és hogy az előírt elektródák egyetlen rendszerbe vannak-e kötve.
- Ellenőrizze a vezetőkre és csatlakozókra vonatkozó bizonyítékokat. Ellenőrizze az anyagot, a méretet, az elvezetést, a fizikai védelmet, a csatlakozó besorolását, a környezeti megfelelőséget és a bekötési engedélyeket az elfogadott NEC és a pontos berendezési utasítások alapján.
- Ellenőrizze a kapocs használatát és a nyomatékra vonatkozó dokumentációt. Erősítse meg a vezetőszámot, a vezető anyagát/tartományát, az előkészítést és a nyomatékot a berendezés jelölése vagy a gyártói utasítások alapján; ne használjon általános nyomatékértéket.
- Tervezze meg a feszültségmentesítést és az ellenőrzést. Szakképzett személynek kell foglalkoznia a hálózati oldali feszültség alatt álló részekkel, a lockout/tagout (kizárás/kitáblázás) eljárással, a vizsgálóeszközök megfelelőségével és az előírt egyéni védőeszközökkel az alkalmazandó elektromos munkavédelmi szabályok szerint.
- Jegyezze fel az alkalmazott szabványt és a jóváhagyás alapját. Jegyezze fel a NEC kiadását, a helyi módosításokat, az engedélyezési/AHJ követelményeket, a berendezés dokumentációját, a vizsgálati eredményeket és a korrekciós intézkedéseket.
Gyakori megállapítások és azok valódi jelentése
| Megállapítás | Miért fontos | Ami nem oldódik meg magától |
|---|---|---|
| A nulla újra földelve egy lejjebb lévő elosztóban | Normál üzemi nullavezető áramot vezethet a berendezés védőföldelésére és a földelt fém részekre | Földelőszonda hozzáadása |
| Hiányzó vagy megszakadt betápláló védőföldelő vezető | Megakadályozhatja, hogy a tervezett fémes hibaáram-útvonal elegendő áramot vezessen a védelmi eszköz működéséhez | Önmagában egy helyi földelőelektróda |
| Földelővezető jelen van, de le van kötve vagy korrodált | Veszélyezteti az elektromos rendszer és a földelőelektróda-rendszer közötti csatlakozást | Annak feltételezése, hogy az áramköri EGC minden elektródafunkciót ellát |
| Csak egy elektróda figyelembevétele, miközben más megfelelő elektródák is jelen vannak | Hiányossá teheti a szükséges földelőelektróda-rendszert | A legkönnyebben látható rúd kezelése a teljes rendszerként |
| A kötőcsavar állapotának következtetése a panel elnevezéséből | A kötést a főkapcsoló rossz oldalára helyezheti | Egy burkolat “főpanelnek” nevezése” |
| Több vezeték egy olyan kapocs alatt, amely nem erre a célra lett kialakítva | Megbízhatatlan csatlakozásokat hozhat létre és sértheti a berendezés utasításait | Meghúzás becsült nyomatékkal |
A földelés és az összekötés szintén nem helyettesíti a földzárlat-megszakító (GFCI) védelmet vagy a túlfeszültség-levezetőket (SPD) azokon a helyeken, ahol ezek a funkciók előírtak. A földelés vs GFCI vs túlfeszültség-védelem útmutató szétválasztja ezt a három biztonsági réteget.
Célzott kérdések
A főmegszakító lekapcsolása biztonságossá teszi a teljes elosztót?
Nem. A betápvezetékek és a leválasztó előtti hálózati oldali kapcsok feszültség alatt maradhatnak. Az elosztót a vonatkozó elektromos munkavédelmi gyakorlatok szerint egy szakképzett személynek kell felmérnie; az érintés nélküli feszültségjelző vagy egy általános multiméteres ellenőrzés nem helyettesíti ezt a folyamatot.
Össze kell kötni a nullavezetőt és a védőföldelést egy alelosztóban?
Egy tipikus, betáplált alelosztóban a földelt vezetőt el kell szigetelni a szekrénytesttől és a berendezés védőföldelő vezetőitől. A pontos döntés az adott betáplálástól, a leágazástól, a különálló forrástól, a meglévő telepítési körülményektől, a berendezés tanúsítványától és az alkalmazott szabványtól függ – nem csupán az “alelosztó” elnevezéstől.
Szüksége van földelőszondára egy különálló épület elosztójának?
Egy betáplált épület vagy szerkezet esetében a betáplálás védőföldelő útvonalán felül további földelőelektróda-követelmények is felmerülhetnek. A helyi elektróda nem helyettesíti a védőföldelő vezetőt, és nem jogosít fel nem kívánt nulla-föld összekötésre. Ellenőrizze a betáplálásra, az épületre és a meglévő telepítésre vonatkozó szabályokat az alkalmazott szabványkiadásban.
Képes egy földelőszonda leoldani a megszakítót földzárlat esetén?
A normál kialakítás nem a földet tekinti hatásos földzárlati áramútnak. A forrás felé visszavezetett, összekötött fémes védőföldelő útvonal biztosítja a megfelelő hibaáramot ahhoz, hogy a túláramvédelmi eszköz a karakterisztikájának megfelelően működésbe lépjen.
Kinek kell felülvizsgálnia az elosztó földelését?
Vegye igénybe olyan szakképzett villamosipari szakember segítségét, aki ismeri a helyileg alkalmazott NEC kiadást, a betápláló berendezéseket, az adott elosztó tanúsítványát és utasításait, valamint az illetékes hatóság (AHJ) követelményeit. Egy műszaki cikk elmagyarázhatja a döntési határokat, de nem helyettesítheti egy konkrét telepítés állapotának ellenőrzését.
