Жеке туынды жүйелер үшін трансформатордың жерленуі: Практикада NEC 250.30

Бақылаушы жаңа 1000 кВА қондырғысының қабылдауын тоқтатады, себебі нейтралдық өткізгіш қорғаныс корпусының жерлену рейкасына қосылған, жасыл байланыс винты өндірістік орнында қалған және X0-ден ғимараттың болат конструкциясына дейін жалпы өткізгіш меднен жасалған өткізгіш тартылған. Әрбір деталь жеке алғанда тиімді көрінеді. Бірге алғанда олар жеке туынды жүйе үшін трансформатордың жерленуін бұзады және ғимараттың барлық қызмет көрсету мерзімінде жерлену жүйесі арқылы ток өтетін параллель нейтралдық жол қалдырады.

Біз осы құрылғыларды жасаймыз, сонымен қатар жерленудің жақсы орнатушылар уақыттың көп бөлігін жоғалтатын жері екенін білу үшін жеткілікті іске қосу жүрістеріне қатысамыз. Трансформатор дұрыс келеді. Бірақ бекіту қате орында жасалады немесе екі рет жасалады, сонда ғашықта айналып тұрған ток, қажетсіз ЖҚТЖ (GFCI) қосылулары және қызыл белгі пайда болады. Бұл мақала NEC 250.30 стандартының нақты қандай талаптар қоятынын, пікірталастар қай жерден басталатынын және электр желісін қосу алдында тексеруге тиісті нәрселерді қарастырады.

Трансформаторды жеке туындаған жүйе ететін негізгі фактор

Aжеке туындаған жүйе бұл қоректендіру өткізгіштерімен тікелей электрлік байланысы жоқ, магниттік байланыс арқылы ғана қоректенетін ғимараттың электрлік жүйесі. Нейтралы бар панельге қоректендіретін дельта-жұлдыз трансформаторы — бұл классикалық мысал. 480 В дельта біріншілік орамы қуат желісіне қосылған; 208Y/120 В екіншілік орамы — жаңа қоректендіру көзі. X0 нүктесінде пайда болатын нейтрал жоғарыдағы бөлікте болмайды — оны трансформатор жасайды.

1 000 кВА, 480 В дельта-тізбек пен 208Y/120 В жұлдыз тізбек қосылуы бар, 5,75% ішкі кедергісі бар трансформаторды алыңыз. Біріншілік ток — 1 203 А, екіншілік ток — 2 776 А, ал нейтраль — сызық-нейтраль жүктемелері бар кез келген тізбекте нағыз ток өткізетін өткізгіш. Сондықтан осы трансформатор үшін жерлендіру ережелері нейтралі жоқ дельта-дельта трансформатор үшін қолданылатын ережелерден ерекше: жерге қосылуы міндетті болатын өткізгіш бар, оны дәл бір нүктеде жерге қосу керек.

«Националдық электротехникалық кодексінің» NFPA 70, National Electrical Code 100-тарауы осы терминді анықтайды, ал 250.20(D) бөлімі жерлендіруге болатын жағдайларда жүйені жерлендіруге міндеттейді. 250.26 бөлімі содан кейін қай өткізгіштің жерлендірілетінін белгілейді. Жұлдыз тізбегіндегі екіншілік үшін бұл нейтраль. Ал жерлендірілген фазасы бар дельта тізбегіндегі екіншілік үшін бұл фазалық өткізгіш, және барлық төменгі деңгейдегі жерлендіру шешімдері оған сәйкес өзгереді.

 

Жүйелік біріктіруші өткізгіш қайда орналасуы керек

NEC 250.30(A)(1) бөлімі жүйелік біріктіруші өткізгіш үшін екі заңды орналасу орнын көрсетеді трансформаторда немесе бірінші жүйелік ажырату құрылғысында. Бір орында ғана, екеуінде емес. Егер байланыс трансформатор ішінде жасалса, нейтралдық шина ток өткізгіш қорабтан изоляциялануы керек және X0 пен раманың арасындағы байланыс сымы — бұл жалғыз байланыс. Егер байланыс бірінші ажырату құрылғысында жасалса, нейтралдық өткізгіш сол жерге дейін толығымен изоляцияланып қалуы керек, ал байланыс сымы сол қорапқа орнатылады.

Ақаулықтың пайда болу режимі әдетте зауыттық бастапқы орнату болып табылады, оны ешкім жоюға ұмтылмайды. Құрғақ типтегі қондырғылар нейтралдық блогында байланыс құрылғысы бар күйінде жеткізіледі, және көптеген бригадалар нейтралдық өткізгішті қосады да, байланысты қалдырады, ал панельдегі электрші де нейтралдықты жерге байланыстырады. Нәтижесінде жерлеу жүйесі параллель нейтралдыққа айналады. Ток нейтралдық өткізгіш пен әртүрлі кабель каналдары, өткізгіш қораптары мен ғимараттың болат конструкциялары арқылы бөлінеді, бұл 250.6-шы тармақта «қабылданбайтын ток» деп тыйым салынған құбылыс.

Өлшем маңызды, бірақ орналасу одан да маңызды. Жампыр өткізгіштердің туынды фазалары бойынша өлшенеді, ал екіншілік тогы 2 776 А болатын 1 000 кВА-лық құрылғы үшін бұл — қатты мыс бөлігі. Біз сауда-саттық компанияларға қарапайым нұсқау береміз: сызбада жерлендіру нүктесін анықтаңыз, оны трансформаторға белгілеңіз және панельдің схемасына жазыңыз. Екі орында бар жерлендіру — бір орында құжатталған жерлендіруге қарағанда нашарырақ.

 

 

 

Жерлендіру электроды өткізгішінің өлшемі

NEC 250.30(A)(2) сізді 250.66 кестесіне бағыттайды: жерлендіру электроды өткізгіші жеке туынды жүйеде. Өткізгіш туынды жерленбеген өткізгіштің ең үлкен ауданы бойынша өлшенеді, трансформатордың кВА немесе қорғаныс құрылғысы бойынша емес. 250.66 кестесі талаптарды да шектейді: туынды өткізгіш ауданы 1 100 ккмил-ден асқан жағдайда жерлендіру электроды өткізгіші 3/0 AWG мыс немесе 4/0 AWG алюминийден аспауы керек.

Сол 1 000 кВА мысалы үшін екіншілік тізбекте бірнеше параллель жолдар қажет, сондықтан ең үлкен жеке туынды өткізгіш 1 100 kcmil порогынан айтарлықтай асып кетеді — кодқа сәйкес жауап 3/0 AWG мыс. Біз пайдалануға беру кезіндегі бір күн ішінде екі қарама-қарсы қателерді бақыладық: бір бригада трансформатор үлкен болғандықтан 4/0 өткізгішті тартты, ал екінші бригада трансформатордың екіншілік жағындағы кернеуі 208 В болғандықтан 2 AWG өткізгішті тартты. Ешбір оқылу негізінде кестеден алынған емес.

250.30(A)(2)-нің екінші жартысы өткізгіштің аяқталу орнын көрсетеді. Ол 250.50-те сипатталған жерге қосылу электродтар жүйесіне жетуі тиіс — металдан жасалған жер асты су құбыры, құрылыс болаты, бетонмен қапталған электрод, жер сақинасы немесе стерженьдер. Падтағы жалғыз соғылған стержень ғимараттың болат конструкциясына қосылуға ауыстырмайды. Біз жобалардың қосымша стержень қоюын бақыладық, бірақ стержень ғана электрод ретінде қолданылса және болат конструкцияға ешқашан қосылмаса, олар бәрібір сәтсіз аяқталды.

 

Жерге қосылу ақауының қайту жолы шынымен мақсат

Трансформатордың жерге қосылуы негізінен жер кедергісіне байланысты емес. Бұл — ашық ток құрылғысының іске қосылуы үшін жоғары токтың жерге қосылу ақауын төмен импедансты металдық жолмен көзге қайтару болып табылады. NEC 250.4(A)(5) бұл жолды тиімді жерге қосылу ақауы тогының жолы деп атайды.

Сандар стеканың маңызын айқындайды. 5,75% импедансты 1 000 kVA қондырғысы өзінің екіншілік шығыстарында қатты үш фазалы ақау кезінде шамамен 48 kA тогын береді, оны кез келген дұрыс таңдалған автоматтық өшіргіш сәтте өшіреді. Ал 120 В-тық доғалы жерге қосылу ақауы — басқаша жағдай: ток доға импедансы мен қайтару жолы арқылы шектеледі және 2 000 А рамасы ақау ретінде ешқашан көрмейтін диапазонда болуы мүмкін. Егер қайтару жолы бұзылса немесе қайталанса, ақау басқа нәрсе істен шығана дейін жанып тұрады.

Сондықтан біз қосымша трансформаторды шығарғаннан бұрын бір сызықтық схема мен жерге қосылу деталын сұраймыз. Бірдей техникалық сипаттамалары бар екі жоба әртүрлі нейтральды орналастыруларды қажет етуі мүмкін, ал ол айырмашылық сызбада, трансформатордың өзінде емес.

 

Трансформаторлардың жерге қосылуы кезіндегі орындағы қателер

Өткен жылы Техас штатындағы механикалық бөлменің ішіне 1500 кВА, 480 В-тан 208Y/120 В-қа түрлендіретін құрылғы орнатылды. Жұмысшылар трансформатордың ішінде X0-ді қорапқа қосып, сосын бірінші панельде (40 фут қашықтықта) тағы да нейтралды жерге қосып, жерге қосу электроды өткізгішін трансформатор рамасынан тақтайша жанындағы жалғыз стерженьге дейін созды. Ғимараттың болат құрылымы 15 фут қашықтықта еді және оған тиілмеді. Іске қосу кезінде ғимарат шамамен 30% жүктемеде тұрғанда жерге қосу электроды өткізгішінде кламп амперметрі 4,1 А көрсетті.

Сол күні ештеңе істен шыққан жоқ, бұл — проблема. Осы ток апталар бойы жерге қосу жүйесінде, өткізгіштің қосылатын бөліктерінде және болат құрылымда өтіп келді. Түзету жұмысы бір таңғы уақытты ғана алды: төменгі буындағы қосылуын алып тастау, панельдегі нейтрал мен жерге қосу рейкаларын бөлу, ғимараттың болат құрылымына дейін дұрыс өлшемдегі жерге қосу электроды өткізгішін созу және раманың қосылуын қайта орнату — өйткені тақтайша жинақталғаннан кейін боялған еді.

Трансформатордың жерге қосылуындағы басқа да қайталанатын қате — құрылғы. Боялған бетке сезіммен бекітілген клемма тұрақты ток өлшеуішінде жақсы көрінеді, бірақ толық жүктемеде жылулық сканерлеуден өтпейді. Ресми тізімге енгізілген клеммалар белгілі бір айналдыру моментін көрсететін этикеткамен жабдықталады, ал жұлдызша сақиналар таза металлдың орнын баспайды.

 

 

 

Қосымша үш фазалы трансформатордың қандай қосымша заттармен келуі керек

Трансформатор құрылғы кодын мәжбүрлеп қолдана алмайды, бірақ дұрыс орнатуды анық көрсетуге болады. Бір жеке тапсырыс бойынша жасалған үш фазалы трансформаторға жұлдыз тәрізді екіншілік орамы бар трансформаторда біз анық белгіленген X0 тақташасын, зауытта бояу алынған жеке корпус жерге қосылу тақташасын, IEEE C57.12.00 стандартына сай атаулық тақтайшаны және нейтральдың зауытта қосылуы немесе қосылмауы көрсетілген қосылу схемасын ұсынамыз. Егер техникалық тапсырыс беруші байланыстыруды бірінші ажыратқышта орындатқысы келсе, құрылғы нейтральды изоляцияланған күйде және байланыстыру құрылғысы ашық қалдырылып жіберіледі.

Құжаттама өнімнің бөлігі болып табылады. Әрбір құрылғы рутиндық сынақ деректерімен шығады — айналым қатынасы, орам кедергісі, изоляциялық кедергі, қолданылған және индукцияланған потенциал — сонымен қатар UL немесе cULus тізімдеу белгісі және жоба талап еткен жағдайда CSA белгісі. Сондай-ақ UL тіркелген трансформатор тақырыбын ұсынатын тақырып iEEE және IEC сынақ режимдері бойынша жұмыс істей отырып, біз бақылаушылардың сынақ есебінен гөрі тақтадағы қосылу схемасын сұрауын жиі бақыладық. Ryan Electric 2007 жылдан бері 120 000 м² аумақтағы зауытта 37 патентке ие болып өнім шығарады, ал 2023 жылдан бастап Eaton компаниясымен қосылған кәсіпорын құрды, сондықтан Солтүстік Америкадағы жоба бойынша сызба құжаттары қазір өзіміздің тексеру тізімімізбен қатар серіктестік аудитіне де салыстырылады.

 

Трансформаторды электрлендіруге дейінгі жерге қосу тексеру тізімі

Бұл қағазды басып шығарыңыз және оны тексеруге алып барыңыз. Әрбір жол — бақылаушының тексере алатын және тексеретін нәрсе, сонымен қатар біз білетін барлық жолдар қайтадан тексеруді талап еткен.

Тауар	Тексеру керек	Сілтеме
Жерге қосу нүктесі	Жүйелік жерге қосу қосылғышы трансформаторда немесе бірінші ажыратқышта орнатылған, екеуінде де емес	NEC 250.30(A)(1)
Нейтралдың изоляциясы	Бейтарап блок қоршауынан байланыс төменде орналасқан жерде изоляцияланған; зауыттағы байланыс алынып тасталған	NEC 250.30(A)(1)
Жерге қосу өткізгішінің өлшемі	Ең үлкен туынды жерленбеген өткізгіштен анықталады; 3/0 Cu 1 100 kcmil-ден жоғары шектеу	NEC 250.66
Жерге қосу электродтары жүйесі	Жерге қосу өткізгіші (GEC) жеке стерженьге емес, болат болған кезде жерге қосу электродтары жүйесіне қосылады	NEC 250.50
Панельдегі сымдар орналасуы	Байланыс орнатылғаннан кейінгі бірінші панельде бейтарап және жерге қосу рейкалары бөлінген	NEC 250.24(A)(5) мақсаты
Қондырғылар	Жерлендіру тақталарындағы бояу алынып тасталды, тізімдегі шығындылар белгісі бойынша айналдырылды, алынатын қаптамалар арқылы жерлендіру жолы жоқ	Өндірушінің тізімі
Тұтастық	X0 шинасынан ең алыс жабдықтың жерлендіру нүктесіне дейінгі үздіксіздік — болжам емес, өлшеу арқылы анықталды	Іске қосу сынағы

Жерлендіруге қатысты шешімдер сызба кезеңінде арзан, ал тексеру кезінде қымбат тұрады. Ерте кезде шешілетін сұрақ — қай стандарт қолданылатыны емес (250.30 таза анықталған), бірақ жеке байланыс осы нақты жобада қайда орналасқаны мен оның иесі кім: трансформатор өндірушісі, қосқыш құрылғысын жасаушы немесе электрликалық жұмыстар орындаушысы. Осы жауапты бір сызықтық схемаға енгізіңіз — сонда алаңдағы жұмыс механикалық болып қалады.

Егер сіз wye-секундариқ құрылғыны көрсетсеңіз және нейтралды орналастыруды қаласаңыз, сондай-ақ жерлендіру ережелеріңізге сәйкес жерлендіру табақшасы мен құжаттаманы қамтитын бір сызықтық схеманы және қажетті тізім белгілерін сұранысыңызбен бірге жіберіңіз. Біз орамдарды жоспарлауға дейін қайтарылатын сызбаны ұсынамыз; бұл электр қондырғысында қолданылатын қосылу өткізгіші туралы пікірталастың қолайлы орны болып табылады, әсіресе қолданыс ұйымы күтіп тұрған кезде.

 

Автор туралы

Бұл мақала Райан Электрик компаниясының Қолданбалы инженерлік тобы құрған. Райан Электрик — 2007 жылдан бері Солтүстік Америкаға, Орта Шығысқа, Оңтүстік-Шығыс Азияға және Африкаға майлы, құрғақ типтегі және тақтайшаға орнатылған трансформаторларды жеткізетін Қытайдың трансформатор өндірушісі. Топ жерлендіру мен нейтралды орналастыруды тексереді, қосылу схемаларын дайындайды, қалыпты және типтік сынақ құжаттамаларын жасайды, сонымен қатар коммуналдық, деректер орталығы мен өнеркәсіптік жобалар үшін UL / cULus / CSA / IEEE / IEC сертификаттау жинақтарын ұсынады. Сызбаларды тексеру мен жерлендіруге қатысты сұрақтар www.ryantransformers.com сайтындағы байланыс формасы арқылы жіберілуі мүмкін. Соңғы қайта қарау: 2026 жылдың қазан айы.

Ақпаратты ашу: Ryan Electric бұл мақалада талқыланған трансформаторларды өндіреді және сатады. Кодтарға сілтемелер (NEC 250.30, 250.50, 250.66, 250.6, 250.4) тек инженерлік талқылау үшін қысқартылған және орнату алдында сіздің аймағыңызда қабылданған NFPA 70 нұсқасымен тексерілуі тиіс.