Попытаюсь вам ответить на ваши вопросы. Но начну немного из далека. Для чего необходимо защитное заземление, всем понятно – защита персонала от поражения электрическим током.
Поэтому сфокусируюсь на функциональном заземление (FE).
Допустим прибор работает от 230 В. От сети 230В в прибор попадают помехи, также появляются помехи, которые генерирует сам прибор (например, источник питания) и если есть FE эти помехи сразу сливаются в туда.
Так же в приборе есть изолированное питание: 5В; 3,3В; 1,8В, 1,1 В и прочие. Эти цепи расположены на материнской плате прибора. И если эти цепи не имеют специально предусмотренной связи с FE, а имеют только паразитные связи (емкостные, через корпус, индуктивные), то эта плата становится «плоской» антенной и в определенных конфигурациях может возникнуть паразитный резонанс, при котором плата резонирует полигонами земли и питания с заземлением и проводами, которые расположены рядом. И фактически плата становится эффективным излучателем. Паразитным токам некуда деваться, и они гуляют по плате. И в результате получаем много проблем.
Если же в приборе есть специально предусмотренная линия, проводник, цепь, которая связывает эти цепи так или иначе с функциональным заземлением (оно имеет низкий импеданс в широкой полосе частот) – то все помехи стекают туда.
Теперь ближе к жизни.
Допустим, прибор выпустили (Цепь функциональной земли не закладывалась в приборе), приходим в лабораторию, и начинаем испытывать, например, на наносекундные помехи. ГОСТ говорит: положите прибор над пластиной заземления на расстояние 15 см. И вот прибор находится над пластиной заземления и в этот момент у него образовались паразитные связи с этой пластиной, емкости паразитные образовались. Подается помеха через емкостные клещи, например, на интерфейс RS485. И вот помеха попала в линию RS485 и она должна вернутся к генератору, от которого она была подана. Чтобы вернуться к генератору – она должна попасть на заземление, чтобы попасть на заземление есть следующие варианты:
• Пойти через паразитную ёмкость, которая образовалась между прибором и металлической пластиной заземления через эти 15 см . Менее выраженный путь.
• Путь через трансформатор, далее в кабель питания – потом, если 230 В ,то она емкостным образом связывается с защитным заземлением , к которому подключен генератор помехи. Помеха будет проходить тут. Наиболее явный и выраженный путь.
Испытания пройдены все хорошо. Прибор куплен пользователем и монтируется на реальном объекте, например, в щит. И как можно догадаться, изменились условия, эксплуатации прибора. Корпус прибора уже не в 15 см от металлической пластины. А в плотную к щиту. И путь утечки помехи через паразитную емкостную связь между прибором и металлом щита может стать доминирующим – и прибор стал сбоить (например, паразитный ток решил прогуляться по цепи reset).
И вот неприятная ситуация возникает. По ГОСТ прибор испытания прошел, а в реальных условиях не работает. Всем обидно.
И получается, что у нас нет воспроизводимости результатов. Так как в зависимости от условий монтажа, картина меняется.
Допустим теперь прибор сделали с функциональным заземлением. Теперь появился доминирующий путь для стекания помех через функциональное заземление с низким импедансом. И теперь добились повторяемость результатов.
Функциональное заземление тем или иным способом (через емкости, фильтры и прочее) связано цифровой землей процессора и других элементов.
Какие можно сделать выводы.
1. Не подключать функциональное заземление, и если в процессе ПНР прибор работает стабильно. То так и оставляем.
2. Если заметны проблемы с помехоустойчивостью (ошибки, потери пакетов, подвисания) – подключаем к функциональному заземлению.
В ГОСТ говорится, что функциональное заземление допускается подключать к защитному, в случае отсутствия помех в защитном заземление. Акцентирую ваше внимание - допускается, а не говорится, что подключайте, и все у вас будет хорошо.
Почему подключать к защитной земле вместо функционального прибора не самый лучший выход?
Потому что нужно понимать, какие помехи могут там быть и какое оборудование к нему подключено.
Допустим, на объекте есть электродвигатель и частотный преобразователь, а может даже их несколько. Они естественно подключены к защитной земле (PE). И допустим прибор вместо FE подключили к PE. И все то, что сливается в PE частотным преобразователем и двигателем пойдет в прибор.




Ответить с цитированием