Barijere za prenaponsku zaštitu – III deo

Pravilnim izvođenjem uzemljenja u kontrolnoj sobi postrojenja minimalizuju se električne smetnje i osigurava se električna bezbednost kao i bezbednost aplikacija u zoni hazarda.

Serijal „Barijere za prenaponsku zaštitu“

• Barijere za prenaponsku zaštitu – I deo
• Barijere za prenaponsku zaštitu – II deo
• Barijere za prenaponsku zaštitu – III deo
• Barijere za prenaponsku zaštitu – IV deo

Glavna kontrolna soba
Oklopljena gromobranska traka se direktno spaja sa gromobranskom šipkom u zemlji i predviđenim građevinskim strukturama. Putem ekvipotentne mreže gromobranski sistem se povezuje sa glavnim uzemljenjem. Ulazna napojna mreža je zaštićena zaštitinim sistemom u okviru napojne distributivne mreže.

Referentna tačka mora biti glavna zemljovodna sabirnica koja je povezana sa glavnim sistemom uzemljenja i za nju se povezuju svi kablovi od uzemljenja svakog uređaja u postrojenju. Ovakav sistem povezivanja baziran je na metodi povezivanja u vidu zvezde.

SPB-ovi se postavljaju na montažnoj šini i njihovi izlazi za uzemljenja povezuju se direktno na sabirnicu uzemljenja kao i na uzemljenje opreme u sistemu. Kablovi koji se koriste za povezivanje sa sabirnicom zemljovoda moraju biti maksimalno kratki. Pravilna instalacija SPB-ova je veoma bitna. Mora se sprečiti bilo kakav uticaj nezaštićenih kablova na deo opreme koji se štiti. Pravilno fizičko postavljanje kablova mora obezbediti dovoljan razmak između nezaštićenih kablova, kablova uzemljenja i zaštićenih kablova.

Pepperl+Fuchs SPB barijere se izrađuju u dva tipa, neizolovane i izolovane.

Neizolovan tip: K-LB-*.*G (standardno kućište)  ima tipičan napon proboja vod-zemlja od 90V. Ovaj tip se obično koristi tamo gde i sama oprema koja treba da se štiti nije izolovana od zemlje(standardne I/O karte, Zenner barijere,..). Oznaka G na kraju označava neizolovane SPB-ove koji se još odlikuju i sivim gornjim delom kućišta.

Izolovan tip: K-LB-*.* (standardni), F*-LB-* (screw-in montaža zavrtnjem), P-LB-*.* (snap-on montaža) ima tipičan napon proboja od 500V. Koristi se za zaštitu uređaja sa izolacijom od minimalno 500V prema zemlji, što su praktično svi uređaju u polju. Screw-in i snap-on modeli su uvek izolovani.

Izdvojena procesna zona
Izdvojene stanice obično imaju sopstvena  uzemljenja i gromobranske šipke. Regulative za izvođenje ekvipotencijalnog ožičenja zavise od zemlje do zemlje. U nekima je dozvoljeno da svaka zona ima svoje, nezavisno uzemljenje, dok se u nekima zahteva izvođenje ekvipotencijalne mreže  između glavnog uzemljenja fabrike i uzemljenja svake od izdvojenih stanica. Za izvođenje ekvipotencijalne mreže moraju se koristiti provodnici sledećih dimenzija:

• 10 mm2 bakar
• 16 mm2 aluminijum
• 50 mm2 čelik.

Ako se SPB postavi u izdvojenoj zoni on će zaštiti električnu opremu u toj zoni. Može se montirati i na uzemljenoj motažnoj šini ili ušrafiti u samo kužište opreme u polju. Kako su gotovo svi uređaju u polju sa izolacijom od 500V, za ovu namenu se koristi izolirani tip SPB-ova.

U ormarima, SPB-ovi se montiraju na zasebnu šinu. Obično se grupa od 16 SPB-ova montira zajedno i povezuje sa uzemljenjem u ormaru. Ove veze mogu da se nalaze na nezaštićenoj strani SPB-a.

Prilikom međusobnog povezivanja nekoliko SPB-ova mora se voditi računa da zaštićeni kablovi nikada ne nađu u blizini nezaštićenih kablova.

Zona hazarda
Da bi se zaštitila elektronska oprema i u kontrolnoj sobi i u zoni hazarda, moraju se integrisati dva SPB-a u jedno sigurnosno kolo. Poštujući međunarodni standard EN 60079-14 : 1997 sva oprema u ovoj zoni mora biti ili povezana sa jednom tačkom uzemljenja ili potpuno izolovana od zemlje. Po istom standardu se zahteva direktno povezivanje sa zemljom ukoliko nije moguće izvesti izolaciju od min. 500V.

Povezivanje u jednoj tački se izvodi direktnim povezivanjem za ekvipotencijalni sistem ili tačku uzemljenja. Barijera koja se koristi je zener dioda bez galvanske izolacije. Adekvatna veza se mora uspostaviti između zener barijere i uzemljenja glavnog napajanja, a otpornost kabla ne sme biti veća od 1 oma. Da bi se zaštitila zener barijera koristi se neizolovani SPB koji se postavlja sa bezbedne strane diode. Uzemljenje SPB-a se izvodi paralelno sa uzemljenjem zener barijere i  uzemljenjem opreme u zoni hazarda.

Galvanski izolovani merni krug  se koristi kada je kompletna oprema potpuno izolovana u odnosu na zemlju. Barijera se izvodi transformatorom (TIB) i nije potrebno povezivanje sa sistemom glavnog uzemljenja. Da bi se očuvala izolacija galvanski izolovanog kola potrebno je koristiti po jedan izolirani SPB na obe strane kola. Jedan SPB mora biti uz sam TIB sa izolovane strane, a drugi uz opremu u polju, ali van Zone 0. SPB-ovi se povezuju sa uzemljenjem paralelno sa uzemljenjem TIB-a i uređaja u polju.

U ormaru se izolovani SPB-ovi postavljaju na montažnu šinu, a uzemljenja se povezuju grupno za po 16 SPB-ova direktno do sabirnice uzemljenja u ormaru.

Da bi se obezbedilo minimalnih 50 mm razmaka između kola u bezbednoj i kola u zoni hazarda, SPB-ovi i barijere (zener ili TIB) se postavljaju na zasebnoj montažnoj šini kao što je prikazano na crtežu levo.

Oklapanje kablova
Za signalne kablove niskih frekvencija koriste se oklopljeni upleteni dvožični kablovi kako bi se smanjio uticaj električnog polja na signale. U skladu sa IEC 61312-1 standardnom oklopi ovih kablova treba da su povezani sa uzemljenjem minimalno na oba kraja. Stoga kabal između dva SPB-a mora sa oba kraja da bude povezan sa zemljom, što isto važi i za kabal između SPB-a i opreme. Za aplikacije u zoni hazarda, oklop kablova između dva SPB-a se povezuje sa zemljom samo sa jedne strane.