Добавление резистивного пути между проводниками под напряжением и землей — вопросы безопасности

(Примечание: я нахожусь в Великобритании, поэтому термины «линия» и «нейтраль» относятся к двум проводникам сети под напряжением)

Я пытаюсь составить список вопросов безопасности, о которых мне следует знать, если я решу ввести резистивную цепь между любым из проводников сети под напряжением и землей в устройстве класса I, или решить, следует ли мне полностью отказаться от этой идеи!

Причина этого в том, что я работаю над схемой, которая выполняет ряд диагностических измерений сетевого питания, которое будет встроено в устройство (сопротивление заземления, правильная полярность линии/нейтрали и переменное напряжение), схема отключит питание в случае неисправности. Одна из идей схемы включает резистивные пути между проводниками под напряжением и землей (в других версиях используется емкостное измерение, но есть ряд проблем) — см. «Сценарий 1» на изображении ниже для упрощенной схемы. Я также могу подумать о других ситуациях, когда кто-то может подумать об использовании резистора между токоведущим проводником и землей — например, чтобы убедиться, что Y-конденсаторы в фильтре CM разряжены («Сценарий 2» ниже) — поэтому я

Схема

Земля в устройстве связана с шасси и появляется на нескольких внешних проводниках. Изначально я был против использования резистора между проводниками под напряжением и землей, поскольку это согласуется с гальванической развязкой, однако, по мере того, как я думал об этом больше, я начал склоняться к мнению, что это возможно, если делать это осторожно. Я не нашел никаких источников, посвященных конкретно этому вопросу, однако косвенно, прочитав об испытаниях и правилах электробезопасности, а также руководствуясь здравым смыслом, я составил список требований, выполнение которых может сделать это приемлемым:

  • Сопротивление должно быть достаточно высоким, чтобы свести к минимуму ток утечки - наиболее очевидно, чтобы не отключить УЗО (порог в Великобритании составляет 30 мА), однако гораздо более ограничивающим ограничением является проверка изоляции: например, если я правильно понимаю, во время испытание PAT 500 В постоянного тока применяется между разъемами под напряжением и заземлением, а измеренное сопротивление изоляции не должно быть ниже 1 МОм. Отсюда следует, что общее сопротивление резистивного тракта должно быть не менее 1 МОм плюс запас прочности (может быть, 2 МОм?)
  • Компоненты в резистивном тракте должны иметь достаточную номинальную мощность, чтобы справляться как с рассеянием при нормальном использовании, так и с рассеянием во время проверки изоляции, как описано выше.
  • Резистивный путь не должен создавать риск скачков напряжения на токопроводящих проводниках, достигающих заземляющего проводника, поэтому перед резистивным путем и/или в него следует включить соответствующее подавление переходного напряжения. В моей схеме, показанной в «Сценарии 1», я бы использовал подавление переходных процессов с более высоким напряжением между проводниками под напряжением и землей, а также подавление переходных процессов с более низким напряжением между входами датчиков и землей.
  • Физическая конструкция всех резисторов должна быть такой, чтобы выполнялись требования по зазору и пути утечки между токоведущими проводниками и землей (например, используйте сквозной резистор, если расстояние между выводами превышает 5 мм).

После того, как я составил этот список, я все еще не уверен, что это хорошая идея, отчасти потому, что я никогда не видел, чтобы это делалось, так что вопрос в том, пропустил ли я что-нибудь, или есть какая-то другая причина, по которой резисторы между проводниками под напряжением и земли следует избегать?

Конечно, я знаю, что изоляторы всегда имеют конечное сопротивление, а Y-конденсаторы имеют сопротивление утечки, которое в этом контексте теоретически идентично очень дорогим параллельным резисторам, но эти сопротивления намного выше рассматриваемого здесь мегаомного диапазона!

Законодательный предел тока утечки на землю составляет 5 мА или 1 мА в Великобритании, в зависимости от класса устройства.
В соответствии с правилами электропроводки 16-го издания «Максимально допустимые токи утечки перечислены в Приложении L ко 2-му изданию Руководящих указаний 1 и варьируются от 0,25 мА для устройств Glass II до 3,5 мА для оборудования информационных технологий (см. {7.8.2}) . )». В 7.8.3 упоминается: «Любая часть оборудования, имеющая ток утечки более 3,5 мА, должна быть снабжена табличкой рядом с первичным подключением питания, которая гласит: - «БОЛЬШОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ ТОКА УТЕЧКИ перед подключением питания»».
Спасибо - просто для ясности, цифра «30 мА», которую я упомянул в первом пункте, является просто ссылкой на предел срабатывания УЗО, требование сопротивления изоляции >= 1 МОм, о котором я упоминал, на самом деле приводит к <= 0,24 мА при 240 В переменного тока. , что подходит не только для класса I, но и для класса II.
Земля используется в качестве защитного проводника, поэтому ни в коем случае нельзя подавать ток. Во-вторых, заземляющий проводник и заземление соединяются вместе в электрошкафу перед УЗО (если оно есть). Непонятно, зачем вам это нужно, возможно, с описанием вашего тестового устройства вы могли бы лучше помочь.
@MarkoBuršič Небольшая утечка на землю из-за фильтрующих конденсаторов электромагнитных помех в источниках питания — это нормально.
@MarkoBuršič Согласен, что непонятно, зачем это нужно.
Да, я предполагал, что резисторы потребляют ток, который находится в пределах ограничений по току утечки. Извините, что не стал подробно описывать схему — просто хотел исследовать общий вопрос использования резисторов между токоведущими проводниками и землей. Чтобы устранить любую двусмысленность, схема является частью устройства, которое распределяет питание на другое подключенное оборудование, предназначенное для использования в живых звуковых инсталляциях, где возможны неправильная проводка или плохое питание - поэтому устройство анализирует сетевой вход и подключает только подключенный оборудование, если сеть проходит все диагностики.
Если устройство предназначено для измерения для проверки проводки, то я бы сказал, что проблем с использованием резисторов нет. Возможно, вы могли бы поискать какой-нибудь другой форум, чтобы узнать, как создаются тестеры установки. Для Великобритании такие приборы продаются под торговыми марками Alphatek, Metrel / Eurotest.
Мой совет - не делай этого. Вы пытаетесь сделать свое оборудование достаточно умным, чтобы обнаруживать опасность и отключаться. Мой совет: вместо этого просто добавьте к своему оборудованию устройства защиты цепи, такие как GFCI или AFCI. Признаюсь, я не прочитал весь ваш длинный вопрос, и приношу свои извинения. Но это было довольно долго.
@mkeith - спасибо, однако вопрос был об общей концепции использования резисторов между проводниками под напряжением и землей и о том, можно ли это сделать безопасно, а не о том, как реализовать описанную мной конкретную схему защиты - схема защиты - это просто текущий сценарий в какие такие резисторы появляются, что вызывает вопрос. Однако, чтобы ответить на ваш комментарий, устройство действительно будет иметь УЗО / УЗО и автоматические выключатели, и моя схема будет работать в сочетании с ними, чтобы обеспечить дополнительные функции диагностики, безопасности и управления - так что в данном случае это необходимая функция конструкции!

Ответы (1)

(Этот ответ относится к правилам Великобритании, поскольку спрашивающий находится в Великобритании.)

Учитывая сопротивление 2 МОм, как обсуждалось в вашем вопросе, ток утечки на землю будет приемлемым при 0,1 мА.

Еще один момент, который следует учитывать, заключается в том, что конденсаторы класса Y/класса X, которые обычно используются для подавления радиопомех, проходят испытания на безопасность и должны выдерживать обрыв цепи . То же самое может быть не так для резисторов, которые вы решите использовать.

В соответствии с правилами электромонтажа 16-го издания существует ограничение на ток утечки на землю для приборов класса 1:

5.9.3

Максимально допустимые токи утечки перечислены в Приложении L ко 2-му изданию Руководящих указаний 1 и варьируются от 0,25 мА для устройств Glass II до 3,5 мА для оборудования информационных технологий (см. {7.8.2}).

Приборы с более высокой утечкой должны иметь предупреждающие этикетки и надежное заземление.

7.8.2

Любая часть оборудования, имеющая ток утечки более 3,5 мА, должна быть снабжена табличкой рядом с первичным подключением питания, которая гласит:

ВЫСОКИЙ
ТОК УТЕЧКИ Необходимо заземлить перед подключением питания

5.9.3
7.8.2

примечание: кажется вероятным, что должно быть какое-то регулирование, предотвращающее соединение между током и землей с помощью стандартных резисторов болота, у которых гораздо больше шансов выйти из строя из-за короткого замыкания, чем у конденсаторов с номиналом Y ... но я не знаю, что это правило, поэтому не упоминайте его в ответе, если оно существует.
Спасибо - я имел в виду посмотреть характеристики отказа резисторов, прежде чем выбирать деталь. В худшем случае я буду использовать плавкие резисторы (обычно маломощные) последовательно с сетью для дополнительной защиты. Я приму это как ответ, если никто не представит противоречивую информацию...
BS7671 — это стандарт установки, а не стандарт оборудования, поэтому вы не ожидаете найти в нем подробное описание внутреннего устройства оборудования. На самом деле, обычный подход к надежности резисторов состоит в том, чтобы включить 2 или более резисторов одинакового номинала последовательно, поэтому, если один из них закоротит, утечка не увеличится так резко (это не так хорошо работает с конденсаторами, отсюда и существование специальных резисторов). предохранительные конденсаторы)