- Главная » Услуги » Заземление » Функциональное заземление

Установка функционального(рабочего) заземления в Санкт-Петербурге и Ленинградской области

Функциональное заземление — предназначено для нормального функционирования приборов и оборудования, на корпусах которых не должен присутствовать даже малейший электрический потенциал, согласно инструкции.

В соответствии с международными и российскими нормативными документами имеются два больших класса заземлений:

Функциональное заземление FE (информационное).

Защитное PE (рабочее)

Исходя из этих факторов, шины заземления или проводники маркируют как PE — защитное заземление и FE — функциональное заземление.
Функциональное заземление используют для нормальной работы электроустановок или оборудования в обычном режиме, то есть не в целях электробезопасности. Поэтому его использование в качестве единственной системы заземления категорически запрещено! Использовать только информационное заземление, без применения защитного также запрещается!

Применение функционального заземления в СКС

Защитное заземление устанавливают только в целях электробезопасности. При работе с любыми электроприборами персонал должен быть надёжно защищен от токов низкой частоты и высокой амплитуды. Они представляют собой серьёзную угрозу здоровью и жизни каждого человека. Функциональное заземление работает с токами высокой частоты и низкой амплитуды. Одна из главных задач функционального заземления заключается в обеспечении электромагнитной совместимости (ЭMC) и защитите от электромагнитных помех. Токи высокой частоты и низкой амплитуды не угрожают жизни человека, но влияют на качество связи. Например, такой информационной системой связи является СКС (структурированные кабельные системы).

Структурированная кабельная система — это единая система кабельных трасс, которая позволяет передавать информацию любого рода. На каждое рабочее место подается нужная информация без прокладки дополнительных кабельных сетей. Например, компьютерная сеть, телефон, видеонаблюдение, сигнализация и т. п.
Защитное заземление является источником перенапряжений и кондуктивных помех в слаботочных системах автоматического управления, измерительного, информационного или чувствительного к воздействию помех оборудования. Это приводит к поиску эффективных способов защиты от различного рода помех и перенапряжений подобного оборудования.
При определении задач FE рекомендуют руководствоваться ГОСТ Р 50571.22-2000 п. 3.14. В нем описано проектирование заземления для систем обработки информации и связи. При проектировании и монтаже функционального заземления выставляют жёсткие требования, при соблюдении которых на корпусе заземляемого устройства не должно быть даже самого маленького электрического потенциала. Именно это условие и есть залог нормального функционирования оборудования связи или информационных технологий.

Типовые варианты установки функционального заземления под ключ

Вариант	Начальный	Оптимальный
Цена под ключ	От 40 000 р.	От 46 000 р.
Заземляемое оборудование	Медицинское оборудование: • аппарат магнитно-резонансной томография (МРТ); • рентгеновский компьютерный томограф (КТ); • электрокардиограф; • электроэнцефалограф; • реограф; • маммограф; Компьютерное, информационное и лабораторное оборудование: • телекоммуникационное оборудование; • оборудования (ЦОД) – центр обработки данных; • сейсмическое оборудование; • лифтовое оборудование; • оборудование звукозаписывающих студи.	Медицинское оборудование: • аппарат магнитно-резонансной томография (МРТ); • рентгеновский компьютерный томограф (КТ); • электрокардиограф; • электроэнцефалограф; • реограф; • маммограф; Компьютерное, информационное и лабораторное оборудование: • телекоммуникационное оборудование; • оборудования (ЦОД) – центр обработки данных; • сейсмическое оборудование; • лифтовое оборудование; • оборудование звукозаписывающих студий
Материал	1) Омедненное модульно-штыревое заземление; 2) Провод ПуГВ 10-25мм²; 3) ПНД гофрированная труба; 4) Герметичный ревизионный лючок	1) Нержавеющее модульно-штыревое заземление; 2) Провод ПуГВ 10-25мм²; 3) ПНД гофрированная труба; 4) Герметичный ревизионный лючок
Тип грунта	Глинистый. Песчаная не каменистая почва со средним залеганием грунтовых вод	Каменистый. Глинистая и песчаная почва с высоким уровнем залегания грунтовых вод. Щелочные и кислые грунты
Срок службы	От 30 лет	От 50 лет
Результат	Защита оборудования от перенапряжений, кондуктивных помех, паразитных токов	Защита оборудования от перенапряжений, кондуктивных помех, паразитных токов
Выполняемые работы	1) Измерение удельного сопротивления грунта; 2) Проектирование и расчет FE; 3) Забивание модульно-штыревого заземления; 4) Разработка грунта; 5) РЕ проводников, прокладке и подключению к ГЗШ; 6) Установка ревизионного лючка; 7) Измерение сопротивления	1) Измерение удельного сопротивления грунта; 2) Проектирование и расчет FE; 3) Забивание модульно-штыревого заземления; 4) Разработка грунта; 5) РЕ проводников, прокладке и подключению к ГЗШ; 6) Установка ревизионного лючка; 7) Измерение сопротивления
Срок выполнения работ	1-2 дня	1-3 дня
Гарантия	20 лет	30 лет
Соответствие нормам и правилам	1) ПУЭ. 7 издание; 2) Технический циркуляр № 11/2006; 3) ГОСТ Р 50571. 22 – 2000; 4) ГОСТ 50.571-4-44-2011 п. 444.5.1; 5) «Пособие по проектированию учреждений здравоохранения к СНиП 2.08.02-89»; 6) СН 512-78 «Технические требования к зданиям и помещениям для установки средств вычислительной техники»	1) ПУЭ. 7 издание; 2) Технический циркуляр № 11/2006; 3) ГОСТ Р 50571. 22 – 2000; 4) ГОСТ 50.571-4-44-2011 п. 444.5.1; 5) «Пособие по проектированию учреждений здравоохранения к СНиП 2.08.02-89»; 6) СН 512-78 «Технические требования к зданиям и помещениям для установки средств вычислительной техники»

Источники помех в сетях защитного заземления

К контуру защитного заземления подключено большое количество электротехнического оборудования. Работает оно с разными режимами по сети переменного тока и различной потребляемой мощностью. При коммутации цепей электроснабжения и производстве электросварочных работ, возникают большие переходные токи. Они превышают рабочие токи в сотни раз и создают выбросы напряжения в сетях электроснабжения и заземления.

Протяженная цепь электроснабжения, в случае, когда её основная часть проложена вне помещения по наружной трассе, представляет собой антенну для импульсных помех. При близких грозовых разрядах в цепях электроснабжения возникают выбросы напряжения от 10 до 20 кВ.
Любое заземление обладает низким сопротивлением цепи возврата тока. Паразитные выбросы напряжения по цепям электроснабжения провоцируют в контуре заземления броски токов значительных амплитуд. Они вызывают кратковременные изменения разности потенциалов в его цепи величиной до сотен вольт и длительностью от единиц до сотен миллисекунд.

Для электротехнического оборудования, работающего на переменном токе, подобные изменения разности потенциалов в цепи контура заземления не создают проблем.
Для слаботочных микропроцессорных устройств, напряжение электропитания которых составляет 5—12В постоянного тока, изменения разности потенциалов порождают паразитные сигналы. Они воспринимаются чувствительной электронной аппаратурой.

Паразитные токи приводят к сбоям и отказам в работе:

отказ систем автоматики;

повышенная степень погрешности измерений;

выход из строя чувствительных элементов;

нестабильность регулируемых параметров;

ошибкам в собираемых данных.

Электромагнитная совместимость оборудования (ЭМС)

В большинстве случаев сбоев и отказов в работе систем автоматики, вычислительной и измерительной техники можно избежать соблюдением требований электромагнитной совместимости оборудования и правил выполнения заземления таких систем:

применение оборудования, которое отвечает требованиям соответствующих стандартов на электромагнитную совместимость (ЭМС);
применение в цепях питающих фидеров устройства защиты от перенапряжений;
присоединение металлических оболочек кабелей к совмещенной системе уравнивания потенциалов;
разделение силовых и сигнальных кабелей и правильное выполнение их пересечений;
применение сигнальных и информационных кабелей, которые соответствуют требованиям изготовителя к электромагнитной совместимости;
силовые и сигнальные кабели отделяют от токоотводов системы молниезащиты минимальным расстоянием либо при помощи экранирования в соответствии с пунктом 8.2 приложение B МЭК 62305-3;
питание слаботочных микропроцессорных устройств необходимо производить от источников бесперебойного электропитания (UPS), которые имеют помехоподавляющие сетевые фильтры;
наружные протяженные сети электроснабжения необходимо прокладывать кабелем с экранирующей оболочкой, который подключают к действующему контуру защитного заземления;
соединение заземлителей функционального и защитного заземления выполняют в одной точке на шине СУП (система уравнивания потенциалов) или ГЗШ (главная заземляющая шина) с целью уравнивания потенциалов между ними. Токи утечки по РЕ проводнику не должны попадать на экраны кабелей.

Уравнивание потенциалов

Уравнивание потенциалов между заземляющими устройствами разных назначений является основным условием обеспечения электробезопасности персонала. В помещениях, которые предназначены для работы аппаратуры чувствительной к помехам, обязательно выполняют систему уравнивания потенциалов. По внутреннему периметру здания располагают кольцевой соединительный проводник, который соединяют с главной заземляющей шиной. Кольцевые проводники уравнивания потенциалов располагают на каждом этаже.

Варианты функционального заземления

Вариант №1

При реконструкции действующих объектов часто требуется низкоомный заземлитель, который устанавливают дополнительно к смонтированному ранее защитному заземлению электроустановки здания.
На первом месте должна находится жизнь и здоровье людей. Шина функционального заземления (ШФЗ) должна быть соединена с защитным заземлением на главной заземляющей шине основной системы уравнивания потенциалов электроустановки здания.
Такая схема заземления позволяет обеспечить электробезопасность в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50571-4-44-2011 (МЭК 60364-4-44) и ПУЭ гл. 1.7.

Опыт реконструкции действующих объектов показывает, что большинство объектов, которые находятся в эксплуатации более 10 лет, имеют недостатки по заземлению. А именно: коррозия заземляющих устройств, несоответствие требованиям к сопротивлению заземлителя, несоблюдение требований электромагнитной совместимости.
Перед установкой информационного оборудования необходимо провести обследование устройств защитного заземления.

Обследование заземляющих устройств включает в себя:

внешний осмотр;

вскрытие находящихся в земле проводников;

измерение сопротивления заземления.

По результатам измерений выполняют работу по восстановлению параметров защитного заземления. Его следует совместить с монтажом функционального заземления и переходом на систему электропитания TN-S или TN-C-S.

Низкоомный заземлитель функционального заземления следует выполнять по «лучевой» схеме заземления. Она обеспечит стабильную работу оборудования. В стесненных условиях рекомендовано использование новой технологии модульно-штыревого заземления.

Функциональное заземление имеет строгие требования к сопротивлению, которые соответствуют требованиям изготовителя аппаратуры или ведомственным нормам.

Вариант №2

При проектировании новых объектов выполняют защитное заземление с учетом требуемого сопротивление функционального заземления. Его используют для всех видов оборудования здания.

В здании устанавливают главную заземляющую шину.

К ней подключают:

заземляющий проводник повторного защитного заземления;

РЕN проводник, проводник системы уравнивания потенциалов;

РЕ шину питающей линии в системе TN;

заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категорий;

шина функционального заземления (ШФЗ).

Вариант №2

Выполнение независимого функционального заземления, которое не связано с заземляющим устройством защитного заземления и основной системой уравнивания потенциалов здания, рассматривают как особый случай. Для его реализации осуществляют специальные меры защиты людей от поражения электрическим током. Необходимо исключить возможность одновременного прикосновения к частям, которые соединены с системой уравнивания потенциалов и к частям оборудования, присоединенным к независимому заземляющему устройству функционального заземления.
Существует возможность возникновения разности потенциалов между раздельными системами заземления, в случае, когда эти системы заземления находятся в пределах зоны ненулевого потенциала. Опасная разность потенциалов возникает при коротком замыкании на корпус электрооборудования в сети TN-S (до срабатывания системы защиты), при срабатывании молниезащиты (шаговое напряжение) и при воздействии внешних электромагнитных полей и др.

Вариант независимого функционального заземления (не связанного с заземляющим устройством PE) допустим, если аппаратура питается от разделительного трансформатора или заземлители разных назначений находятся на расстоянии при котором между ними располагается зона нулевого потенциала. Расстояние между данными заземлителями должно быть ≥ 20 м.
Необходимость устройства FE возникает тогда, когда производитель оборудования указывает на необходимость автономного заземления (без отдельной «функциональной земли» оборудование не работает). В этом случае в шкафу с оборудованием производитель предусматривает две шины заземления: защитную PE и функциональную FE.

Функциональная шина изолирована от корпуса шкафа. К ней присоединяют экраны сигнальных (контрольных) кабелей. Шину FE соединяют медным изолированным кабелем ВБбШв сечением не менее 1х25 мм² с заземлителем, который удален от защитного заземлителя на расстояние не менее 20 м. Защитное заземление корпуса шкафа выполняют PE проводником на шину уравнивания потенциалов. Она соединена с главной заземляющей шиной. Такая шина FE внутри шкафа предусмотрена заводом-изготовителем оборудования.

Необходимо уделить особое внимание техническому заданию проекта. Если на проектируемом объекте применяют чувствительное к воздействию помех оборудование, то следует запросить у заказчика или у производителя технические паспорта на данное оборудование. В них содержатся обоснование необходимости устройства независимого заземлителя и указано требуемое сопротивление FE. Паспорта (сертификаты) на применяемое оборудование прилагают к проекту и служат обоснованием проектных решений на всех этапах согласования проекта.
Если независимый функциональный заземлитель не предусмотрен производителем оборудования, то в этом случае функциональное заземление выполняется по одной из рассмотренных выше схем. В данном случае изолированную шину функционального заземления рекомендовано установить в отдельном ящике заземления. Он исключает одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции.

Функциональное заземление компьютерной техники

Заземление компьютерной техники, телекоммуникационного оборудования и источников бесперебойного питания служит для достижения «электромагнитной совместимости»(ЭМС). Цена данного оборудования значительно превышает цену стоимости монтажа функционального заземления. Оно обеспечивает работоспособность оборудования при вносимых извне и создаваемых самим оборудованием электромагнитных помехах. Основной функцией заземления является обеспечение электробезопасности персонала, который работает с данным оборудованием.
В зависимости от поставленных целей и от международных стандартов, применяемые схемы различаются в электроустановках с переменным и постоянным токами. Примером функционального заземления, является заземление отдельных компьютеров и рабочих станций локальной сети, активного сетевого оборудования, цифровых учрежденческих АТС (УАТС). Речь идет об оборудовании, которое включают в розетку переменного тока напряжением 220В. Встречаются две крайности:

игнорирование заземления или заземление на трубы и конструкции;

чрезмерные требования по созданию «чистой» земли (сопротивление заземления близкое к нулевому значению).

В обоих случаях нормы электромагнитной совместимости и электробезопасности не выполняются. FE следует совмещать с защитным заземлением или выполнять дополнительно к нему защитный контур исходя из требований производителя оборудования.

Функциональное заземление сверхточного медицинского оборудования

Функциональное заземление применяют к учреждениям ЛПУ (Лечебно-профилактические учреждения). При питании от разделительного трансформатора или согласно техническим требованиям специальных видов оборудования, для работы высокочувствительного оборудования без помех, в обязательном порядке применяют FE. К данному медицинскому оборудованию относят:

аппарат магнитно-резонансной томография (МРТ);
электрокардиограф;
электроэнцефалограф;
реограф;
рентгеновский компьютерный томограф (КТ).

Необходимо смонтировать шину защитного заземления (дополнительное уравнивание потенциалов) в:

реанимационных;
операционных;
родовых;
палат интенсивной терапии;
кабинетах функциональной диагностики.

При отсутствии указанного требования омического сопротивления FE в паспорте оборудования, таковым принимают значение, не превышающее 2 Ом·м.

Используя модульно–штыревые заземлители глубокого залегания (до 30 м и больше) есть возможность установки повторного защитного заземления PE равного по сопротивлению FE. В данном случае, исчезает необходимость в использовании отдельных систем заземления.

Функциональное заземление является обязательным условием монтажа и работы медицинского и информационного высокоточного оборудования. Наша организация предлагает услуги по проектированию и установке функционального заземления по приемлемой стоимости по всем правилам и нормам в Санкт-Петербурге и Ленинградской области.