Заземлення джерел живлення постійного струму

Чи слід підключати блок живлення постійного струму до землі, чи ні? Відповідь на це не є прямолінійним так чи ні. У цій статті розглядаються переваги та недоліки заземлення джерел живлення постійного струму.

Джерела живлення постійного струму є загальним - можливо, майже гарантованим - компонентом системи управління, особливо тієї, що містить цифровий контролер. Часто обговорюваним питанням енергетичних систем постійного струму є підключення виходу до наземної системи, що з'єднує промислові машини. Чи потрібно це заземлення? Якщо ні, то хороша чи погана ідея встановити цей зв’язок?

Більшість джерел живлення постійного струму, встановлені в шафах управління, виводять загальні 24 В. Комп'ютерні джерела живлення (включаючи блоки живлення PLC або блоки живлення) зазвичай виводять 5 В та +/- 12 В, все з постійною полярністю постійного струму. При дослідженні вихідних проводів вони містять лише клеми + і - і дуже рідко містять захисне заземлення (заземлення). Однак для систем змінного струму ця система наземного зв'язку регулюється і вимагається дуже суворо.

Питання заземлення джерел постійного струму можна розділити на три окремі теми:

Вивчення найбільш важливого аспекту - чи вимагає це норма NEC?
Якщо ні, його слід дослідити в кожному конкретному випадку, зваживши обґрунтування підключення виходу постійного струму до землі
Нарешті, протиставляючи це негативним впливам, які виникають внаслідок такого зв’язку.

Вимоги до коду для заземлення систем постійного струму

Перше суттєве питання, яке завжди потрібно задавати: це необхідний зв’язок та які умови регулюють цей зв’язок?

Відповідь надходить із розділу NEC 250.162, що стосується заземлення двопровідних систем постійного струму, що включає виходи 5 В та 24 В, залежно від вашого випадку. Регламент встановлює сувору межу необхідного заземлення, якщо напруга перевищує 60 В. Оскільки жоден з цих двох випадків не перевищує цієї напруги, ми тоді змушені зважити можливості та визначити, чи робити це необов’язкове підключення.

Отже, коротка відповідь для системи постійного струму 24 В - ні, вихід не потрібно підключати до землі.

Переваги заземленого виходу постійного струму

Перша - і, мабуть, найбільш очевидна - перевага заземленого виходу постійного струму - це елемент захисту. Розглянемо провід, який проходить від вихідного дроту -V до системи заземлення через зелений провід. Якщо провід + V в будь-якій точці системи розхитається і торкнеться заземленої DIN-рейки або металевої шафи операторської станції, він негайно матиме необмежений шлях до землі, перегораючи запобіжник або вимикач.

Цей елемент додає системі невід'ємної безпеки, гарантуючи, що жоден оператор випадково не контактує з напругою під напругою, торкаючись металевого корпусу поблизу точки відмови.

Другою перевагою заземлення системи постійного струму є те, що велика мережа взаємопов’язаних наземних сигналів створює дуже послідовну контрольну точку. Якщо ви вимірюєте напругу за допомогою лічильника, і напруга на переході змінюється через перешкоди, але еталонна ні, це буде дуже шумним сигналом. Однак, якщо посилання також змінюється одночасно через ті самі перешкоди, сигнали відносно один одного насправді будуть досить стабільними. Коли однакові перешкоди є на обох лініях, це називається сигналом загального режиму, і шум вимірюється, коли вимірюється лише один із цих сигналів без посилання на інший.

Часто рекомендується підключати вихід постійного струму до приєднаного заземлення, щоб зменшити або усунути цей загальномодний шум.

Це також зручно для вимірювань, коли еталоном для будь-якого компонента постійного струму може бути будь-який металевий предмет поблизу. Якщо система незаземлена, для проведення вимірювань поблизу повинен бути загальний - провід.

Однак перелік цих переваг не завжди означає, що це слід робити. Є кілька причин, чому корисно також залишити систему необґрунтованою.

Щоб підключити джерело живлення постійного струму до заземлення чи ні?

Якщо постане питання «чи слід підключати джерело живлення постійного струму до землі, чи ні?», Відповідь не є прямолінійною «так» чи «ні». У багатьох випадках це не спричинить жодних проблем. Насправді це забезпечить більшу безпеку заземлення загального -v виходу постійного струму.

У випадках, коли ізоляція приладів важлива, встановлення цього зв’язку буде поганою ідеєю.

Існує безліч причин, які інженери встановили за і проти заземлення систем постійного струму, і багато з них ґрунтуються на конкретних сценаріях та випадках. Зазвичай такі практики є цілком прийнятними і ведуть до різноманітних думок та рішень. Немає відповіді на всі випадки, тому найкращий варіант - зрозуміти переваги та виклики та навчитися володіти усуненням несправностей, щоб системи могли будуватися якомога надійніше.