Érintésvédelem Szabványossági Felülvizsgálat Minősítő irat Érintésvédelmi jegyzőkönyv Időszakos , Szerelői ellenőrzés EPH bizony

 ÉRINTÉSVÉDELEM,TŰZVÉDELEM,VILLÁMVÉDELEM,

Tel:70/610-4282 Kovács István Elemér

Érintésvédelem

 

Érintésvédelem Szabványossági Felülvizsgálat Erősáramú Villamos Berendezések Időszakos Felülvizsgálata , Tűzvédelmi Felülvizsgálat Kovács István Elemér -Érintésvédelmi Felülvizsgálat Első felülvizsgálat villamos biztonságtechnikai felülvizsgálat Lakások, családi házak elektromos hálózatának érintésvédelmi felülvizsgálata. - Háztartási gépek, érintésvédelmi felülvizsgálata. - Hegesztő gépek, transzformátorok, elektromos kéziszerszámok érintésvédelmi felülvizsgálata. - Üzlethelyiségek, üzemek, ipari létesítmények érintésvédelmi felülvizsgálata. - Üzembe helyezés előtti érintésvédelmi felülvizsgálat. - Földelők vizsgálata - EPH kialakítás vizsgálata jegyzőkönyvezés. EPH bizonylat - Érintésvédelem felülvizsgálatáról dokumentáció készítése. - Szabványossági felülvizsgálatok és szerelői ellenőrzések elvégzése. Érintésvédelmi Felülvizsgálat , szabványossági vizsgálat

 

     
54/2014 (XII.5) OTSZ
Tartalom
     
Menü
     
Bejelentkezés
Felhasználónév:

Jelszó:
SúgóSúgó
Regisztráció
Elfelejtettem a jelszót
     
Szabványossági

 

Érintésvédelem Szabványossági

Unaloműzés
elektromos motorok
Elektomos ívek
Áramütés

1. Pressenotiz

2. Pressenotiz
Earthing Design Within Buildings
eBHyx, ну сопротивление
It is possible for certain power quality.......
Liaisons équipotentielles
MAADOITTAMISEN LYHYT OPPIMÄÄRÄ
Schutzleiter
What's the problem in grounding systems used in buildings ?
WSTĘP
Wył±czniki różnicowopr±dowe
Wymagania ogólne stawiane instalacjom elektrycznym w budynkach

Magyarország városai

Bács-Kiskun megye települései
Baranya megye települései
Békés megye települései
Borsod-Abaúj-Zemplén megye települései
Csongrád megye települései
Győr-Moson-Sopron megye települései
Hajdú-Bihar megye települései
Heves megye települései
Jász-Nagykun-Szolnok megye települései
Komárom-Esztergom megye települései
Nógrád megye települései
Somogy megye települései
Szabolcs-Szatmár-Bereg megye települései
Tolna megye települései
Vas megye települései
Veszprém megye települései
Zala megye települései
Fejér megye
Pest Megye

Áramütés

Települések

Google

International

sitemap

*

5. Biztonságtechnikai ismeretek
A fáziskeresőről
A földelési ellenállás mérése I.
A földelési ellenállás mérése II.
A kismegszakítókról
A torzított hálózat és biztosítóelemei
A villamos készülékek vizsgálata
A villamos készülékek vizsgálata II.
Az EPH hálózatról
Az EPH kialakítása
Az új villámvédelmi szabvány
Az új villámvédelmi szabvány IV.
Az új villámvédelmi szabvány V.
Az új villámvédelmi szabvány*
Csatlakozó-berendezések üzembiztonsága I.
Elektromos mérések - A földelő vezetékek folytonosságának/ellenállásának ellenőrzése
Elektromos mérések ? A hálózati analizátorok
EMC villámvédelem és túlfeszültség-védelem
Érintésvédelem
Föld alatti áramok, föld feletti potenciálkülönbségek II.
Földelés és villámhárító
Javítás utáni vizsgálatok
Javítás utáni vizsgálatok II.
Javítás utáni vizsgálatok III.
Javítás utáni vizsgálatok IV.
Javítás utáni vizsgálatok IX.
Javítás utáni vizsgálatok V.
Javítás utáni vizsgálatok VI.
Javítás utáni vizsgálatok VII.
Javítás utáni vizsgálatok VIII.
Javítás utáni vizsgálatok X.
Javítás utáni vizsgálatok XI.
Javítás utáni vizsgálatok XII.
Készülékvizsgálatok gyakorlati megvalósítása és szabványossági háttere
Kismegszakító-csere
Lakatfogók újszerű szolgáltatásai
Megjegyzések a földelési ellenállással kapcsolatban
Utazás a földelés körül
Védővezetők és kábelszínek
Vezetékek terhelhetősége
Villamos elosztószekrények tűzvédelme
Villámvédelmi felülvizsgálat I.
Villanyszerelés a XXI.században
ÁRAM-VÉDŐKAPCSOLÓ (ÁVK)
KLÉSZ
szabványok
vegyes
Felülvizsgálat

 

     
ÉV a háztartásban
Érintésvédelem a háztartásban. A mai modern háztartásokban számtalan, villamos energiával működő eszköz, gép és készülék is található. Ezen eszközök azonban nemcsak szolgálják az embereket, hanem számos veszélyt is hordoznak magukban a tűzveszélytől a háztartási baleseteken át, a közvetlen életveszéllyel járó villamos áramütésig. Cikkünkben elsősorban a villamos áramütés elleni védekezésnek olyan módjaival kívánunk foglalkozni, amelyek a háztartásokban mindennaposak. Áramütésről akkor beszélünk, amikor valamely áramforrás áramköre az ember testén keresztül záródik, és ennek következtében a testen keresztül folyó áram az életműködést is veszélyezteti vagy zavarja. A háztartásban található készülékekre vonatkoztatva azt mondhatjuk, hogy a "valamely áramforrás" fogalmát a megérinthető külső burkolatoknak (pl. az automata mosógép házának,fém testének) a termék meghibásodása következtében történő feszültség alá kerülése jelenti. Érintési feszültségnek nevezzük a készülékek hibájának következtében azok külső, megérinthető felületein megjelenő feszültséget. Ennek megengedett felső határa 50 V. A veszélyhelyzet elleni védekezést nevezik hagyományosan érintésvédelemnek. Alapelv, hogy minden villamos szerkezetet el kell látni közvetett érintés elleni védelemmel. A közvetett érintés elleni védelem módszereit a szabványok érintésvédelmi osztályokba sorolással határozzák meg. Az I. Érintésvédelmi osztályba tartoznak azok a berendezések, amelyeket csak védővezetővel szabad használni. A védővezetős érintésvédelem működési elve az, hogy hiba (pl. testzárlat) esetén az adott helyen fellépő érintési feszültség nagyságát (a hibafeszültséget) csökkenti, vagy ha azt nem lehet a megengedett érték alatt tartani, akkor ezt az élettanilag veszélytelennek tartott 0,2 másodpercen belül kikapcsolja. Ezt a kikapcsolást korábban az olvadóbiztosítók, jelenleg a kismegszakítók (kisautomaták), esetleg a napjainkban legkorszerűbbnek tartott áramvédő-kapcsolók alkalmazásával lehet elérni. Az I. év. osztályba tartozó készülékek fogyasztói tájékoztatójukban utalnak arra, hogy csak védővezetővel ellátott csatlakozóaljzatokba csatlakoztathatók. A készülékek csatlakozó vezetékeire szerelt csatlakozó dugók pedig rendelkeznek oldalsó védővezető- érintkezővel. A hatályban lévő előírások szerint az épületek villanyszerelési rendszereiben minden esetben ki kell építeni a védővezetőt. II. Érintésvédelmi osztályba tartoznak azok a villamos készülékek, amelyek kettős, vagy megerősített szigeteléssel vannak ellátva. A megérinthető részek vagy műanyagból készülnek, vagy a fémburkolatok úgy vannak az üzemszerűen feszültség alatt álló részektől elszigetelve, hogy ezekre a burkolatokra veszélyes nagyságú érintési feszültség ne kerülhessen egyszeres hiba esetén. Ilyen kivitelben készülnek, pl. a villamos kéziszerszámok, vagy a háztartási készülékek jelentős része (hajszárító, kávéőrlő, porszívó, villanyborotva stb.). Ezeken a készülékeken az 1. ábra szerinti jelölés feltüntetése kötelező, és szigorúan tilos azokat leföldelni, vagy a védővezető-rendszerbe bekötni. A készülékek bekötött csatlakozóvezetékein olyan csatlakozó dugókat alkalmaznak, amelyek nem rendelkeznek védővezető-érintkezővel. III. Érintésvédelmi osztályba soroljuk azokat a készülékeket, amelyek ún. érintésvédelmi törpefeszültséggel üzemelnek. Ennek felső határa 50 V, amelyet biztonsági transzformátorral állítunk elő. A törpefeszültség használata elsősorban különösen veszélyes helyeken szükséges, pl. gyermekjátékok, szökőkutak, ill. úszómedencék világítása, áthelyezhető kerti világítórendszer stb. Amint az előzőekben már utaltunk rá, a lakóépületek villanyszerelési rendszerében minden esetben ki kell építeni a védővezetőt. Természetesen ez a követelmény csak az előírás hatályba lépése után készített új, illetve a felújított szerelésekre vonatkozik. Mivel ez az előírás már több mint 15 éve érvényes, ma már úgy tekinthetjük, hogy a lakások többségében a villanyszerelések ennek megfelelnek, bár nem zárható ki, hogy a korábbi előírások szerint az ún. melegpadlós (parketta, PVC-burkolat, padlószőnyeg stb.) helyiségekben az akkor megengedett védőérintkező nélküli, a régi fogalmak szerint "0 érintésvédelmi osztályú" csatlakozóaljzatok is még használatban vannak. Az ilyen kivitelű csatlakozóaljzatokat még gyártják és megvásárolhatók a szaküzletekben annak ellenére, hogy ma már szabványon kívülieknek tekintendők, és alkalmazásuk csak a meglévő villanyszerelési rendszerekben, a meghibásodott termékek pótlására, szorítkozhat. Új szereléseknél nem alkalmazhatók. Minden épületben vagy épületrészben ki kell alakítani egy földelőkapcsot vagy földelősínt, amely a földelővezetőknek a védővezetőkkel, valamint az ún. EPH (egyenpotenciálra hozó hálózat) csomóponttal összekötő EPH vezetővel való összekapcsolását szolgálja. Ettől a kapocstól a földelőkig tartó vezető a földelővezető, a fogyasztókészülékekig (bojler, tűzhely stb.), vagy a dugaszolóaljzatokig tartó vezetők a védővezetők. A védővezető mindig a tápvezeték egyik (zöld/sárga, vagy a régebbi berendezésekben piros szigetelésű) ere. Ennek keresztmetszete azonos a fázisvezető keresztmetszetével. Nagyon ügyelni kell arra, hogy a zöld/sárga szigetelésű vezető kizárólag csak védővezető céljára legyen felhasználva! A vezetékek színjelölésénél fontos szabály még, hogy a fázisvezetőket fekete (kábelszerű vezetékeknél esetleg barna), a nulla-vezetőket kék színű vezetékekkel kell készíteni. Különös gondossággal kell figyelni a fenti színjelölések betartására, mivel a fázisvezető és a védővezető felcserélése esetleg halálos kimenetelű áramütéses balesethez vezethet, amikor a védeni szándékozott villamos fogyasztókészülék külső burkolatán a hálózat 230 V értékű feszültsége jelenik meg, és a készülék használója azt gyanútlanul megérinti, megfogja. A védővezetős érintésvédelmi rendszerekben az előírt 0,2 másodpercen belüli lekapcsolás követelményét a testzárlati áram hatására működő túláramvédelem, vagy az áramvédő-kapcsolás teljesíti. Nagyon fontos kérdés az, hogy milyen nagyságú áramerősség működteti ezeket a kikapcsoló-eszközöket (biztosító, kismegszakító, áram-védőkapcsoló). A ma hatályos előírások szerint lakó- és kommunális építményekben túláramvédelmi célokra olvadóbiztosítót tilos alkalmazni, csak kismegszakítók felszerelése megengedett, azonban régebbi szereléseknél még előfordulhatnak olyan elosztótáblák, amelyeken olvadóbiztosítók találhatók. Az olvadóbiztosító úgy működik. hogy ha a biztosítón a megengedettnél nagyobb értékű áram folyik át, a betétben lévő fém olvadószál kiolvad és az áramkör megszakad. A különböző áramterhelési igények miatt az olvadóbetétek (2) különböző áramerősségre készülnek. A különböző betétek talpérintkezőjének mérete különböző, hogy a tervezetnél nagyobb értékű betét az aljzatba ne legyen behelyezhető. Az olvadóbetétet az aljzat feszültség alatt álló részeinek véletlen megérintésétől is védő csavarmenetes betétfejjel együtt csavarjuk be a biztosítóaljzatba. A betét fejrészén található jelzőszemet - amelynek színe utal a betét névleges áramértékére, és amely a betét kiolvadásakor leesik - a betétfej üveglapja takarja, amelyen keresztül a betét is megfigyelhető. A biztosítókat az eredetivel megegyező áramerősségű gyári új betéttel bárki, különösebb szakértelem nélkül is, kicserélheti, de semmilyen körülmények között sem szabad a betéteket áthidalni (megpatkolni), mivel ezzel tűz- és balesetveszély keletkezik. A kismegszakítók (3, 4) termikus túlterhelési és mágneses gyorskioldót tartalmaznak. Kis túláramok, túlterhelések esetén az ikerfémes (bimetallos) hőkioldó lép működésbe. A bekövetkező kioldás gyorsasága az átfolyó áram nagyságától függ. Hirtelen fellépő nagy áramok estén (rövidzárlat, testzárlat) a mágneses gyorskioldó fog működni, és a kapcsolót nagyon rövid idő alatt, gyakorlatilag azonnal leoldja. A kismegszakítók óriási előnye az olvadóbiztosítókhoz képest, hogy a hiba megszüntetése után azonnal visszakapcsolhatók, laikusok is működtethetik, ugyanakkor nincs lehetőség a megpatkolásra, vagy egyszerű módon történő áthidalására. Amennyiben a visszakapcsolás mégis sikertelen lenne, az arra utal, hogy a lekapcsolást kiváltó hiba még nem szűnt meg. Az áramvédő-kapcsoló működési elve az egy áramváltón átfűzött vezetők egymást kioltó mágneses hatásán alapul. Ha az áramváltón a befolyó és a kifolyó áramok eredője nem nulla, a szekunder tekercsében indukálódó feszültség hatására az áramvédő-kapcsoló kiold, és az áramkört megszakítja. A védőkészülék természetesen csak akkor működik, ha különös figyelmet fordítunk arra, hogy a védővezetőt semmilyen körülmények között sem szabad az áram-védőkapcsolón átvezetni. Az áram-védőkapcsoló belső felépítését a 7. ábra, az áram-védőkapcsolást a 8. ábra mutatja. A védőkapcsolók működését évenként legalább kétszer, de inkább többször ellenőrizni kell. A "T" vagy esetleg "P" jelű nyomógomb működtetésekor a készüléken belül olyan, az áramváltót megkerülő áramkört hozunk működésbe, amelynek hatására az egyensúly megbomlik, és a kioldómű működésbe lép. Ez a művelet csak a kapcsolókészülék működőképességét ellenőrzi, és nem jelenti sem a védővezető, sem a védőföldelés folytonosságát és előírás szerinti kialakítását. Az ellenőrzés végrehajtása nagyon fontos, mivel az áramvédő-kapcsoló olyan kis energiákra működő szerkezet, amelynek már kisebb oxidálódások vagy érintkezési bizonytalanságok is csökkentik érzékenységét, esetleg szükségtelen lekapcsolásokat hozhatnak létre. Az áramvédő-kapcsolók (5) különféle névleges áramra (16, 25, 40 A ), különféle hibaáram-érzékenységre (30, 100, 300 mA) és kettő vagy négypólusú kivitelben készülnek. Magyarországon a nemzetközi szabványoknak megfelelő, a rögzített szerelésre tervezett, azaz az elosztótáblákba való beépítésre szánt kivitelek használhatók. A külföldön kapható hordozható kivitelű változatok csak az adott országok előírásait elégítik ki, amelyek egyelőre még eltérnek a nemzetközi követelményektől, és ezért használatuk nem javasolható. A lakóépületekben általában közvetlenül földelt rendszereket (6) szoktak használni, amelyeknél a hálózat egyik pontja is le van földelve (ez az üzemi földelés), és a védett fogyasztókészülékek megérinthető részei is (ez a védőföldelés), de ez a két földelés nincs egymással fémesen összekötve. Az olvadóbiztosítók és kismegszakítók működése szempontjából a legjelentősebb adat az áram-idő jelleggörbe. Ezeket az adatokat azonban a termékekhez nem mellékelik a gyártók, hanem csak gyári katalógusokban teszik azokat közzé. A méretezéshez, ill. a rendszer működésének ellenőrzése céljából mégis ki kell indulni valamiből, amelynek alapja az eszközök névleges áramerősség adata lehet. Az közismert, hogy minél nagyobb a ténylegesen fellépő áramerősség, annál gyorsabb a védőeszközök kioldása (kiolvadása, ill. kikapcsolása). E legrégebbi - és ezért "klasszikus"-nak is nevezett - érintésvédelmi mód alkalmazásának az szab határt, hogy 16 A-nál nagyobb névleges áramerősségű olvadóbiztosító, vagy 10 A-nál nagyobb névleges áramerősségű kismegszakító esetén a védőföldelés megengedett földelési ellenállásértéke 1 Ohm-nál kisebbre adódik, ilyen kis szétterjedési ellenállású földelést pedig a gyakorlatban nem nagyon lehet készíteni. Más a helyzet, ha az érintésvédelmi kikapcsolást nem bízzuk a túláramvédelemre, hanem áramvédő-kapcsolókat alkalmazunk. Egy 100 mA érzékenységű áramvédő-kapcsolónál, pl. 50 V/0,1 A = 500 ohm ellenállás értékű földelés megvalósítása az előírásoknak megfelelő működést hoz létre. Az áram-védőkapcsolóknak a két névleges áramerősség adata közül az érzékenységnek is nevezett névleges kioldó-hibaáram azt jelenti, hogy ez az a különbözeti áram vagy hiba-áram, amelynek fellépése esetén a készülék már üzembiztosan kikapcsol. Az érintésvédelem méretezésénél ezt az értéket kell figyelembe venni függetlenül attól, hogy a valóságban már ennél kisebb áramerősségre is működik. Az áram-védőkapcsolók alkalmazására vonatkozóan fontos tudnivaló még, hogy a kioldó-hibaáram nem az az érték, amely a balesetet szenvedett személy testén átfolyik, hanem legfeljebb ekkora mértékű áram folyhat a védőföldelés felé a védővezetőn. Ez az áram hozza létre a földelési ellenálláson átfolyva a fogyasztókészülék megérinthető külső részein fellépő érintési feszültséget, miközben a védőkapcsoló kikapcsol. Az alkalmazandó áram-védőkapcsoló kiválasztásánál lényeges szempont lehet a felszerelés helyén használt fogyasztókészülékek jellege is. Az alapkivitelű áram-védőkapcsolók ugyanis csak a tiszta váltakozó áramú, azaz szinuszos hibaáramokra érzékenyek. Az ilyen védőkapcsoló nem fog kioldani abban az esetben, ha a hálózaton olyan félvezetős készülékek hibásodnak meg, amelyek az áramkörben lüktető (pulzáló) egyenáramú EPH nyilatkozat összetevőket hoznak létre (pl. fényerő-szabályozók, fordulatszám-szabályozós kéziszerszámok stb.). Az ilyen fogyasztókészülékeket is tápláló áramkörökben minden esetben olyan áramvédő-kapcsolókat kell felszerelni, amelyekre a gyártó az ilyen hibaáramok fellépésekor is garantálja az üzembiztos működést. Az áram-védőkapcsolók a gyakorlati alkalmazásban jól beváltak, szakszerű felszerelés, bekötés és üzemeltetés esetében mindig megbízhatóan működnek, ezért viszonylag magas fogyasztói áruk ellenére is javasoljuk minél szélesebb körben történő alkalmazásukat.Érintésvédelmi Felülvizsgálat Jegyzőkönyv EPH-bekötésről, A vizsgálat helye:helység..út/utca/tér.sz.em..ajtó A tulajdonos neve:A vizsgálat oka, szükségessége: EPH kiépítés új épületben, régi épületben új gázhálózat kiépítése esetén MINDIG szükséges megfelelő EPH jegyzőkönyv (új gázmérő hely, új gázkészülék, új fogyasztói vezeték) EPH megfelelőségi bizonylat meglévő gázmérő esetén akkor szükséges EPH jegyzőkönyv, ha gázkészülék flexibilis csővel lett beszerelve (csere, bővítés alkalmával). Megfelelő EPH jegyzőkönyv kell akkor is, ha cirkót kád fölé szerelnek és a készülék érintésvédelmi besorolása rosszabb, mint IP45, IPX5, illetve csak fröccsenő víz ellen védett, függetlenül attól, hogy mivel lett bekötve (akár fixre, akár flexibilis csővel). A gázcsőrendszerre épületen belül rákötött gázkészülékek Típusa Helye Érintésvédelmi védővezetőbe be van kötve Gázbekötése. EPH (Egyen Potenciálra Hozás) A felhasznált flexibilis cső vezetőképessége igen nem fix flexi gyárilag szavatolt egyedileg kialakított min. 5 mm2 Az épületben kialakított EPH csomópont helye:Megtekintés alapján a csomópont kialakítása megfelelő nem megfelelő Megtekintés alapján az EPH gerincvezeték kialakítása: megfelelő nem megfelelő Az itt felsorolt, üzembe helyezett (erősáramú csatlakozású) gázkészülékek érintésvédelmi védővezetőjének folytonosságát ellenőriztem. A csatlakozó és fogyasztói gázvezeték a gázmérő helynél megfelelő keresztmetszetű védővezetővel át van kötve. Az EPH kialakítást villamos szempontból megfelelőnek*nem megfelelőnek*minősítem. (* a kíván részt megjelölni)Dátum .A vizsgálatot végezte:Címe: ÉV. vizsgabizonyítvány száma:P.H.a felülvizsgáló aláírása A nyilatkozatot átvettem: 200 a megrendelő aláírása megrendelői minősége(gázfogyasztó, ingatlantulajdonos, beruházó stb.)

 

     
International
International : Earthing Design Within Buildings

Earthing Design Within Buildings


Érintésvédelem Szabványossági Felülvizsgálat

Earthing Design Within Buildings

Introduction

There are presently more publications on this aspect of earthing than on any other and it is the purpose of this chapter to provide just an overview of the more important aspects of earthing within buildings. Those requiring a more detailed coverage are referred to the standards and books listed in chapter 16. Additional material can also be found in books which deal with Building Services. The Institution of Electrical Engineers run a series of courses covering design, installation, maintenance and testing of fixed and portable appliances.

BS 7671, Requirements for Electrical Installations, 1992 is the prime reference document. The main objectives of this and other regulations is to protect persons, property and livestock against hazards arising from an electrical installation. Earthing is fundamental to most of the practices for achieving safety. The earthing system must provide a direct route to the soil for fault current whilst minimising touch and step potentials. The secondary function, is to help mitigate disturbances and serve as a common voltage reference for sensitive electronic equipment. However, with greater use of sensitive electronic equipment, particularly computers, there is a growing awareness of the importance of the secondary function of the earthing system. This is leading to a consensus of opinion that the earthing system must be designed as an overall system such that it fulfills the safety and performance requirements.

Typical TN-S Arrangements

The most common protective measure is earthed equipotential bonding and automatic disconnection of supply. The standards set maximum disconnection times for different types of equipment. In deciding which times are appropriate, the earthing arrangement outside the property, i.e. the supply network, also has to be considered. This is because any earth fault current normally has to return to the source transformer. The earth loop impedance is made up of the impedance of the earthing system at the source transformer, the earth conductors between the transformer and the property and the impedance from the point of fault back to the supply point in the property.

Figure 3-3 illustrated a typical TN-C-S supply and this is the most common arrangement for new and recent supplies to domestic premises in the UK. In this arrangement the neutral and earth conductors are combined in the supply network. However they must be separated within premises.

Figure 8-1 shows a typical arrangement.

 

Figure 8-1 TN-C-S earthing arrangement in a domestic property

The main earth terminal is installed at the supply position. This is connected to the supply neutral and the earth bar in the consumer unit or distribution board. In addition, the gas, water and other services entering the property are bonded to the main earth terminal. A circuit protective (earth) conductor is run with each electrical circuit which leaves the consumer unit. In a normal wiring arrangement, this would be the uninsulated copper earth wire which is enclosed with the insulated phase and neutral conductors in a PVC sheathed cable. All items of exposed conductive metalwork are bonded together to ensure that there are no potential differences between them during fault conditions.

Now consider a more complex installation, for example part of that within an office or small factory. An arrangement, with emphasis on the earthing arrangement, is illustrated in Figure 8-2. The different types of earth conductor were described in chapter 2 and there is now an opportunity to explain them in more detail.

The supply is TN-C, whilst the installation is TN-S. There is one main earthing terminal which is connected to the supply neutral. The protective conductors and main equipotential bonds are routed back to the main earth terminal. The main earthing terminal acts as the single reference point and can comprise of a bar, a plate or even a copper internal "ring" conductor. This would often be connected directly to an effective earth electrode and this connection must be of copper, as the regulations will not allow use of aluminium or copper clad aluminium because of the corrosion risk involved. The earth electrode should be positioned as close as possible to the main earthing terminal.

 

Figure 8-2 Typical TN-S installation within a commercial or light industrial property

A circuit protective conductor accompanies all current carrying conductors. If this conductor has a cross sectional area of 10 mm2 or less, then it must be of copper. The main equipotential bonds are used to connect incoming services (such as metal gas or water pipes within the property). Supplementary bonding conductors give a visible indication that exposed metal equipment is interconnected and are mainly used when the required disconnection times cannot be met. The circuit protective conductors should already have ensured this, but the supplementary bond is normally shorter and thus more direct. It is not intended to carry fault current, but the minimum sizes are such that it is likely to carry some. Supplementary bonding conductors can (if necessary) also be used to connect external metalwork such as ladders, handrails etc. This would only be necessary if the external metalwork could introduce a potential (normally earth potential) and were within reach of conductive parts of equipment.

The designer must ensure that the protective conductor impedance is co-ordinated with the protective equipment characteristics such that during an earth fault, any voltages on exposed equipment which can be simultaneously touched are of magnitude and duration that they do not introduce danger. The voltage rise within an area during a fault has to be limited to a value stated in the regulations and this value is established by setting a minimum value of earth loop impedance. The maximum values are given in tables 41A1 and 41A2 of BS 7671. It is essential that copper protective conductors used have a sufficiently large cross sectional area and guidance on selecting the appropriate size is included in BS 7671 (tables 54B and 54C) Section 543.

Note that earth connections to metal enclosures should be grouped at one point, to avoid current having to flow through the metal of the enclosure itself. This could create interference. Where cables run between buildings, they should enter/leave at one point and if possible be routed through metal ducts which are electrically continuous. The duct/armouring should be connected back to the main earthing terminal. Surge protection may also be required at this point.

IT type equipment, such as computer power supplies, are now found to be causing particular problems with traditional types of earthing arrangements. This type of equipment has a permanent connection to earth and is a source of earth leakage current which has a high content of harmonics. Single phase rectified loads produce odd harmonics, some of which are additive in the neutral and earth conductors. If we assume that such equipment is situated at locations A, B and C in Figure 8-3, then the route along the protective conductor from C to the main earth terminal can be long, will have an impedance and there will be a voltage difference between the "earth" at C and that elsewhere. The inductance of the protective conductor will be especially important as the voltage difference will be greater for the harmonic currents than those at power frequency. This voltage difference is likely to create noise (or interference) and ultimately a shock risk. Heating and radiated electro-magnetic fields will be produced which could also cause interference. One way of reducing the voltage at C is to route an additional, separate protective conductor directly back to the main earth termination or as close as practical to it. This conductor should preferably be insulated and not run in parallel with cables or steelwork. A route which is as direct as possible will minimise its impedance.

In addition to the voltage reduction gained by this reduced impedance, there would be a further reduction because the leakage current associated with equipment at A and B would no longer follow the same route. This is called a "clean" earth and is shown in Figure 8-3. The "clean" earth could only be taken to a separate earth electrode if this in turn is bonded back to the main earthing terminal. If this bond did not exist, the arrangement would not conform to the regulations and could be dangerous. Other methods of producing a clean earth include use of isolation transformers and power line conditioners (typically an isolation transformer together with voltage regulation and some filtering of harmonics).

 

Figure 8-3 Earthing problems arising when equipment is interconnected

As mentioned previously, it is essential to select the appropriate cross sectional area and to reduce unwanted interference there is a growing tendency to increase the size of the protective conductors to help reduce interference in such installations. The cost to customers of data loss and equipment failure is often far greater than the initial capital cost of improving the earthing system.

Integrated Earthing Systems

It is not generally possible to have a system consisting of a number of different earthing systems, since these will inevitably interact and it is generally accepted that one integrated design with a low earth impedance is better than a number with medium impedance values. Figure 8-3 helps to illustrate why it is necessary to have one integrated design. It is first assumed that items of equipment at A and B each have their own earth electrode and that the metal enclosures of each are bonded to these. If an earth fault develops at A, possibly due to lightning, then fault current will flow to the ground via Rb and the potential on the exposed metalwork will rise. If there is no connection between A and B, equipment at B will be unaffected.

However, if there is a need to take a communication cable (X-Y) between the two sites, and assuming initially this has its sheath earthed only at A, there will be a potential difference between the sheath and the enclosure at B which may cause a flashover. If the cores of the cable are connected to a signal reference ground (the electronic equipment ground plane) at either end, then significant damage could result due to the potential difference and current flow. If the cable sheath is connected at each end, then some current will flow along it to earth via Rb. The potential difference between A and B will depend on the magnitude of the current, the impedance of the cable sheath and the individual impedances of Ra and Rb. Note that even when using fibre optic cables, care needs to be exercised as these often incorporate metal screens or draw wires.

The accepted way to reduce the potential difference is to bond the two enclosures together as closely as possible, by using a number of parallel connections. This would include copper earth wire, the cable sheaths and conduits etc. If A and B were separate buildings, the preferred way to bond the earthing systems would be a horizontal loop electrode approximately 1m outside each building, with several large electrodes interconnecting these.

Consider now that A and B are within the same building and that B has been provided with a so called "clean" earth. During normal operation the equipment at B will not be affected by interference on the earthing system at A (assuming it is possible to separate them totally - which is unlikely). However, during fault conditions there will be a potential difference between the enclosures (and possibly the reference earths) in exactly the same way as described above. For this reason it is normal to bond the two earthing systems together, although sometimes this is arranged to happen only during fault conditions.

Arrangements to reduce interference

The basic method is to ensure that the supply and return paths for fault current are as close as possible, since this reduces the electromagnetic field produced. This is accomplished with armoured cables and a protective conductor routed with the phases. If single core cables are used with single point bonding, these requirements are normally achieved by running an earth wire with the cables. One source of interference arises when the earthing system forms loops through which leakage and fault currents can circulate. One arrangement which limits the number of such loops and also provides a progressively more protected environment within a building is termed a nested shield arrangement. Whilst this arrangement is mainly concerned with surge protection, it is relevant here as it also involves earthing zones. Figure 8-4 shows three zones. Equipment within zone 2 is connected to the outer earth conductor and shield. This has a single connection to the main earth electrode. Equipment within zone 3 is connected to the shield/earth conductor surrounding it and then via a single connection to the shield of zone 2.

 

Figure 8-4 Nested shield type arrangement

This progressive shielding arrangement enables different amounts of protection to be afforded and, for example, zone 3 would normally be expected to have the least interference and would be the location for particularly sensitive or critical equipment. Cables passing between zones would require special connections such that the design is not compromised. Surge protection units would also be required at each position where a cable passes through a shield. Any fault current or induced interference current is transferred to the outer shield and eventually into the earth electrode. Faults which do arise should be diverted to ground at the outermost boundary to minimise the effect on equipment within.

Another arrangement designed to minimise interference, whilst ensuring that the earthing system is designed in a controlled manner without loops, is the hybrid design illustrated in Figure 8-5. It is intended to minimise earth loop areas, such as those that can arise when cabling between floors or adjacent areas. This arrangement is particularly applicable to buildings made from non-conducting materials.

 

Figure 8-5 Hybrid Earthing arrangement to reduce interference (courtesy W J Furse, based on work by Eric Montandon)

Note. The new system blocks (1, 2 & 3) are hybrid-bonded and may be connected to the existing system 4.

Key

Zone 1 = Not directly exposed to lightning

Zone 2 = No partial lightning currents

Zone 3 = Made up of equipment shielding

EB = Equipotential bonding

XXXX = Steel reinforcements in concrete

SERP = System earth reference point. This is the only metallic interface between the system and common earth. It must be directly connected to the structures steel reinforcement where cables leading to the system enter. All conductors that are bonded to the system earth within the system zone must be earthed at the SERP.

     
Dr.Mode

https://www.facebook.com/DirtyRockMode