Οδηγός Συμμόρφωσης για τη Γείωση και τη Σύνδεση για Μεταλλικά Καλωδιακά Ράφια

Στην πρακτική της ηλεκτρολογίας, η γείωση και η συγκόλληση των μεταλλικών δίσκων καλωδίων παραμένει μια κρίσιμη παράμετρος ασφάλειας. Το αν αυτά τα μέτρα είναι απαραίτητα - και πώς να τα εφαρμόσετε σωστά - επηρεάζει άμεσα την ηλεκτρική ασφάλεια και την αξιοπιστία του συστήματος. Αυτή η ανάλυση εξετάζει τις απαιτήσεις γείωσης και συγκόλλησης για μεταλλικούς δίσκους καλωδίων σε διάφορες εφαρμογές, παρέχοντας σαφή καθοδήγηση για ηλεκτρολόγους μηχανικούς και τεχνικούς, ώστε να διασφαλιστεί η συμμόρφωση με τα σχετικά πρότυπα.

Σκεφτείτε αυτό το σενάριο: Ένα απροσδόκητο ηλεκτρικό σφάλμα στέλνει ρεύμα να ξεχειλίζει μέσω ενός μεταλλικού δίσκου καλωδίων. Χωρίς σωστή γείωση, αυτός ο δίσκος γίνεται ένας κρυφός κίνδυνος, που ενδεχομένως προκαλεί ηλεκτροπληξία. Αλλά είναι η γείωση ή η συγκόλληση πάντα υποχρεωτική για τους μεταλλικούς δίσκους καλωδίων; Η απάντηση εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του σκοπού του δίσκου, του τύπου των καλωδίων που μεταφέρει και του περιβάλλοντος εγκατάστασής του.

Για να αξιολογήσουμε σωστά τις απαιτήσεις, πρέπει πρώτα να διευκρινίσουμε αυτούς τους βασικούς όρους:

• Γείωση (Γείωση): Σύνδεση του μεταλλικού περιβλήματος ή των αγώγιμων τμημάτων του ηλεκτρικού εξοπλισμού με τη γη, δημιουργώντας μια διαδρομή χαμηλής σύνθετης αντίστασης για τη ροή του ρεύματος σφάλματος, επιτρέποντας στις προστατευτικές συσκευές να διακόψουν την παροχή ρεύματος και να αποτρέψουν την ηλεκτροπληξία.
• Συγκόλληση: Διασύνδεση μεταλλικών τμημάτων που ενδέχεται να αναπτύξουν διαφορές δυναμικού ή να εισάγουν εξωτερικά δυναμικά, εξισώνοντας τις τάσεις τους για τη μείωση του κινδύνου ηλεκτροπληξίας.
• Εκτεθειμένο-Αγώγιμο-Τμήμα: Αγγιζόμενα αγώγιμα τμήματα εξοπλισμού που κανονικά δεν είναι υπό τάση, αλλά ενδέχεται να γίνουν υπό τάση κατά τη διάρκεια σφαλμάτων (π.χ., μεταλλικά περιβλήματα).
• Ξένο-Αγώγιμο-Τμήμα: Αγωγικά στοιχεία που δεν αποτελούν μέρος της ηλεκτρικής εγκατάστασης, αλλά είναι ικανά να εισάγουν δυναμικό (π.χ., μεταλλικοί σωλήνες, δομές κτιρίων).

Σύμφωνα με τα πρότυπα IEC, το αν οι μεταλλικοί δίσκοι καλωδίων χρειάζονται γείωση εξαρτάται από το αν αποτελούν εκτεθειμένα-αγώγιμα τμήματα:

Εάν έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν ως προστατευτικοί αγωγοί (PE) που μεταφέρουν ρεύμα σφάλματος, οι δίσκοι πρέπει να είναι αξιόπιστα γειωμένοι. Πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις PE, συμπεριλαμβανομένης της επαρκούς διατομής για το αναμενόμενο ρεύμα σφάλματος και της σωστής ηλεκτρικής συνέχειας, όπως ορίζεται στο IEC 60364-5-54.

Για δίσκους που απλώς υποστηρίζουν καλώδια, οι απαιτήσεις ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο του καλωδίου:

• Μεταλλικά-Θωρακισμένα Καλώδια: Με καλώδια όπως MICC (με ορυκτά μόνωση), το ρεύμα σφάλματος ρέει κυρίως μέσω του μεταλλικού περιβλήματος του καλωδίου. Ο δίσκος συνήθως δεν θεωρείται εκτεθειμένο-αγώγιμο και συνήθως δεν απαιτεί γείωση - αν και το περίβλημα πρέπει να είναι σωστά γειωμένο.
• Μη-Μεταλλικά Καλώδια: Για καλώδια με μόνωση PVC ή XLPE που παρέχουν προστασία ισοδύναμη με εξοπλισμό κατηγορίας II, το ρεύμα σφάλματος δεν θα ρέει μέσω του δίσκου ακόμη και κατά τη διάρκεια βλάβης της μόνωσης. Έτσι, η γείωση είναι γενικά περιττή σύμφωνα με το IEC 60364-4-41.

Η συγκόλληση εξαρτάται από το αν οι δίσκοι ενδέχεται να εισάγουν εξωτερικά δυναμικά:

Οι περισσότεροι εσωτερικοί δίσκοι κτιρίων, που δεν έχουν επαφή με τη γη, δεν απαιτούν συγκόλληση.

Οι δίσκοι που εκτείνονται από εξωτερικούς χώρους ή έρχονται σε επαφή με τη γη (π.χ., θαμμένα τμήματα) ενδέχεται να εισάγουν εξωτερικά δυναμικά. Αυτά απαιτούν συγκόλληση στον κύριο ακροδέκτη γείωσης (MET) για την αποφυγή επικίνδυνων διαφορών τάσης.

Πρόσθετοι παράγοντες μπορεί να επηρεάσουν τις απαιτήσεις:

• Διαβρωτικά περιβάλλοντα: Απαιτούν υλικά/επικαλύψεις ανθεκτικά στη διάβρωση και τακτική επιθεώρηση των συνδέσεων γείωσης.
• Απαιτήσεις EMC: Οι ευαίσθητες εγκαταστάσεις (νοσοκομεία, εργαστήρια) ενδέχεται να χρειάζονται δίσκους γειωμένους για ηλεκτρομαγνητική θωράκιση.
• Προστασία από κεραυνούς: Οι δίσκοι ενδέχεται να χρειάζονται ενσωμάτωση με συστήματα προστασίας από κεραυνούς σύμφωνα με το IEC 62305.

Η σωστή εκτέλεση απαιτεί:

• Επιλογή αγωγών γείωσης/συγκόλλησης κατάλληλου μεγέθους (τυπικά χαλκού/αλουμινίου με προστασία από τη διάβρωση)
• Διασφάλιση συνδέσεων χαμηλής αντίστασης (μέσω μπουλονιών, συγκόλλησης) με καθαρές επιφάνειες και αγώγιμη πάστα
• Διενέργεια περιοδικών επιθεωρήσεων για διάβρωση, χαλαρές συνδέσεις ή αλλαγές αντίστασης

Βασικά έγγραφα αναφοράς περιλαμβάνουν:

• Σειρά IEC 60364 (ηλεκτρικές εγκαταστάσεις χαμηλής τάσης)
• Σειρά IEC 61557 (εξοπλισμός δοκιμών προστατευτικών μέτρων)
• Σειρά IEC 62305 (προστασία από κεραυνούς)
• Εθνικά πρότυπα όπως το GB 50054 (κώδικας σχεδιασμού χαμηλής τάσης της Κίνας)

Οι απαιτήσεις γείωσης και συγκόλλησης για μεταλλικούς δίσκους καλωδίων δεν είναι καθολικές, αλλά απαιτούν αξιολόγηση κατά περίπτωση, λαμβάνοντας υπόψη τη λειτουργία, τους τύπους καλωδίων, το περιβάλλον και τα ισχύοντα πρότυπα. Αυτή η προσεκτική προσέγγιση διασφαλίζει την ηλεκτρική ασφάλεια για το προσωπικό και τον εξοπλισμό.