Γείωση του (-) στην έξοδο τροφοδοτικού 24V DC

[Pantelis11]

Υπέθεσα ότι υπάρχει γαλβανική απομόνωση μεταξύ υψηλής-χαμηλής τάσης, αν δεν είναι γειωμένο το σύστημα χαμηλής τάσης απλά όλο το dc σύστημα αποκτά την τάση της φάσης δεν υπάρχει διαδρομή προς την γη σε αυτήν την περίπτωση άρα δεν ρέει ρεύμα για να ενεργοποιηθεί η ΔΔΡ.

[Τρελός Επιστήμων]

Τσάκαλος. Αυτό που λες θεωρητικά στέκει.

Υπάρχουν τέσσερα ενδεχόμενα αν γίνει επαφή καλωδίου τάσης 230 VAC με καλώδιο του (γαλβανικά απομονωμένου) κυκλώματος 24 VDC:

1) Το 24 VDC κύκλωμα θα κινείται σε επίπεδα 230 VAC χωρίς διάσπαση της μόνωσης των καλωδίων του 24 VAC κυκλώματος, γιατί η μόνωση αντέχει (και όχι γιατί δεν υπάρχουν κοντά γειωμένα αντικείμενα). Σε αυτή την περίπτωση δεν θα ανοίξει  ο ΔΔΕ και δε θα πάρουμε μυρωδιά το σφάλμα. Θα κοιμόμαστε ολόρθοι.

2) Αν αποκτήσει το DC κύκλωμα (το οποίο δεν έχει γειωμένο (-) και του οποίου η μόνωση είναι σχεδιασμένη για χαμηλές τάσεις) τάση 230 VAC ίσως υπάρξει διάσπαση της μόνωσης και διαρροή (δεν είμαι σίγουρος, ίσως οι μονώσεις των 24 V DC κυκλωματικών στοιχείων αντέχουν τα 230 VAC) προς κάποιο αρκετά κοντινό γειωμένο αντικείμενο. Και εφόσον υπάρξει διαρροή θα ενεργοποιηθεί ο διακόπτης διαφυγής έντασης, εφόσον η διαρροή είναι μεγαλύτερη των 30 mA. Σε αυτή την περίπτωση, θα χαλάσει σίγουρα η μόνωση του καλωδίου των 24 VDC και ίσως καεί και κανά άλλο εξάρτημα εφόσον περάσει από μέσα του μεγάλο ρεύμα.

3) Αν πάλι έχεις τις ίδιες συνθήκες με το ενδεχόμενο 2) αλλά μικρότερο ρεύμα διαρροής από τα 30 mA, τότε θα έχεις μόνιμα μια διαρροή που πάλι δε θα πάρεις πρέφα γιατί θα κοιμάσαι ολόρθος.

4) Αν όμως δεν υπάρξει αυθόρμητη διαρροή διότι ίσως να μη βρίσκεται κοντά κάποιο γειωμένο αντικείμενο, υπάρχει πιθανότητα η διαρροή να συμβεί (εφόσον, ξαναλέω, δεν αντέχει η μόνωση των καλωδίων τα 230 VAC) όταν θα πάει κάποιος ανυποψίαστος να σκαλίσει τίποτα στον πίνακα, μέσω του σώματός του. Ακόμα και 16mA είναι ικανά να κάνουν ζημιά στον άνθρωπο (βλ. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2763825/). Στα 29 mA θα υπάρξει σίγουρη ζημιά και, να θυμίσω, οι περισσότεροι ΔΔΕ ανοίγουν στα 30 mA.

Οπότε, σε κάθε περίπτωση, από πλευρά ασφάλειας, καλύτερα να κρατάμε τα 24 VDC στα επίπεδα της μηδενικής τάσης της γης.

Βέβαια, υπάρχει η πιθανότητα η γείωση της εγκατάστασης να έχει έντονο θόρυβο και αυτή είναι η μοναδική περίπτωση στην οποία είναι επιθυμητή η γαλβανική απομόνωση του κυκλώματος 24 VDC.

Πάντως, όπως προανέφερες, ο λόγος που γειώνουμε το (-) των 24 VDC είναι για να μην ταξιδεύει η τάση του κυκλώματος 24 VDC σαν το καϊκι στην φουρτούνα.

Edited Αύγουστος 30 , 2021 by Τρελός Επιστήμων

[Τρελός Επιστήμων]

Παρακαλώ πολύ όποιος έχει διαφορετική άποψη για το θέμα, ας την παρουσιάσει τεκμηριωμένη. Αυτό το ζητάω όχι για να αντιπαραθέσουμε τις απόψεις μας, αλλά για να εμπλουτίσω ή να διορθώσω τις δικές μου γνώσεις (αλλά και του όποιου αναγνώστη) σχετικά με την πρακτική ηλεκτρολογία.

Αν σχολιάζαμε κάποιο μη τεχνικό θέμα δε θα με έκαιγε η τεκμηρίωση της διαφορετικής άποψης. 

Ευχαριστώ.

[maneni]

να σχολιάσω αρχικά τα όρια που αναφέρεις για τις επιπτώσεις στον άνθρωπο δεν είναι σωστά. Έως 30mA είναι ασφαλής περιοχή (πιθανές μυϊκές συσπάσεις και αναστρέψιμες επιπτώσεις). Όλα τα ΔΔΡ ενεργοποιούνται σε λιγότερο από 30mA. Τέλος θα πρέπει να διαβάζεις καλύτερα τα κείμενα που βρίσκεις. Ειδικά για τα ηλεκτρολογικά να κοιτάς τα πρότυπα και κανονισμούς που μας αφορούν και είναι οι ευρωπαϊκοί CENELEC ή οι διεθνείς IEC. Η άλλη πλευρά του Ατλαντικού έχει άλλα δεδομένα....

Αυτό που αναφέρεις "ο λόγος που γειώνουμε το (-) των 24 VDC είναι για να μην ταξιδεύει η τάση του κυκλώματος 24 VDC σαν το καϊκι στην φουρτούνα." δεν καταλαβαίνω τι εννοείς.

Σχετικά με τη γείωση του 24VDC, με προβληματίζει ότι στην περίπτωση που αναφέρεται (δηλ η γείωση αποκτήσει δυναμικό 230VAC από κάποιο σφάλμα), αυτό μπορεί και να καταστρέψει εξοπλισμό αλλά κυρίως να προκαλέσει ζημιά σε άνθρωπο. Έτσι ένας τεχνίτης μπορεί να ακουμπήσει πόλο με γυμνά χέρια γνωρίζοντας ότι η τάση 24V είναι ασφαλής. Και πολλές φορές τα κυκλώματα PLC τροφοδοτούνται είτε από ΔΔΡ που έχουν ρυθμιστεί σε μεγάλα όρια διαρροής (πχ πάνω από 300mA) είτε δεν υπάρχει καθόλου ΔΔΡ.   

[miltos]

13 ώρες πριν, maneni said:

Σχετικά με τη γείωση του 24VDC, με προβληματίζει ότι στην περίπτωση που αναφέρεται (δηλ η γείωση αποκτήσει δυναμικό 230VAC από κάποιο σφάλμα), αυτό μπορεί και να καταστρέψει εξοπλισμό αλλά κυρίως να προκαλέσει ζημιά σε άνθρωπο. Έτσι ένας τεχνίτης μπορεί να ακουμπήσει πόλο με γυμνά χέρια γνωρίζοντας ότι η τάση 24V είναι ασφαλής.

Αν η γείωση αποκτήσει δυναμικό,  το τελευταίο που θα μας απασχολήσει είναι ο τεχνίτης που θα ακουμπήσει τον πόλο των υποτιθέμενων 24VDC. Το ίδιο δυναμικό θα έχει αποκτήσει ο μεταλλικός πίνακας, και όλα τα κελύφοι όπου καταλήγει PE.

Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει εξ ορισμού να ενεργοποιηθεί κάποιο μέσο προστασίας από έμμεση επαφή (είτε υπερέντασης, είτε διαφορικής έντασης.)

[Τρελός Επιστήμων]

19 hours ago, maneni said:

να σχολιάσω αρχικά τα όρια που αναφέρεις για τις επιπτώσεις στον άνθρωπο δεν είναι σωστά. Έως 30mA είναι ασφαλής περιοχή (πιθανές μυϊκές συσπάσεις και αναστρέψιμες επιπτώσεις). Όλα τα ΔΔΡ ενεργοποιούνται σε λιγότερο από 30mA. Τέλος θα πρέπει να διαβάζεις καλύτερα τα κείμενα που βρίσκεις. Ειδικά για τα ηλεκτρολογικά να κοιτάς τα πρότυπα και κανονισμούς που μας αφορούν και είναι οι ευρωπαϊκοί CENELEC ή οι διεθνείς IEC. Η άλλη πλευρά του Ατλαντικού έχει άλλα δεδομένα....

 

Λοιπόν, από 16 mA και πάνω, οι ανθρώπινοι μύες συσπώνται  και αν πιάσεις με τη λάθος μεριά του χεριού τον υπό τάση αγωγό, τότε ίσως δεν έχεις τη δυνατότητα να τον αφήσεις. Αυτό συμβαίνει κυρίως λόγω του ότι το ρεύμα που θα ρέει μέσα από το σώμα θα είναι AC. Αυτό θα σου προκαλέσει ζημιά, ίσως και σοβαρή αν τα mA είναι πάνω από 20. Αυτό ισχύει και στην Αμερική και στην Ευρώπη και είναι μια πληροφορία που την έχω διασταυρώσει από πολλές πηγές.

Αυτό το οποίο δεν γνώριζα και όντως ισχύει και σε ευχαριστώ που το ανέφερες, είναι πως οι ΔΔΕ ανοίγουν σε ρεύματα μικρότερα των ονομαστικών τιμών τους (δηλαδή ανοίγουν σε ρεύματα μικρότερα των 30 mA, όπως σωστά έγραψες).

19 hours ago, maneni said:

Αυτό που αναφέρεις "ο λόγος που γειώνουμε το (-) των 24 VDC είναι για να μην ταξιδεύει η τάση του κυκλώματος 24 VDC σαν το καϊκι στην φουρτούνα." δεν καταλαβαίνω τι εννοείς.

Εάν δεν γειώσεις το (-) του 24 VDC κυκλώματος, κανείς δεν σου εγγυάται πως το (+) του 24 VDC κυκλώματός σου θα βρίσκεται σε δυναμικό 24 VDC ως προς γη και πως το (-) θα έχει ίδιο δυναμικό με τη γη. Έτσι, λόγω οποιασδήποτε εξωγενούς αιτίας, όπως π.χ. λόγω της άμεσης ή μέσω αντίστασης επαφής ενός καλωδίου του 24 VDC κυκλώματος με κάποιο καλώδιο του 230 VAC κυκλώματος (ή λόγω θορύβου), η τάση των καλωδίων του 24 VDC κυκλώματος θα είναι σε άγνωστα επίπεδα ως προς την τάση γης. Αυτό εννοώ πως θα πλέει σαν το καϊκι στην φουρτούνα. Αν δηλαδή επιβληθεί π.χ. τάση 230 VAC ως προς γη στο (+) του γαλβανικά απομονωμένου 24 VDC κυκλώματος, τότε το (+) αυτό θα έχει τάση 230 VAC ως προς γη και το (-) θα έχει τάση ίδιας φάσης με το (+) αλλά πλάτους 230-24=206 VAC. Το 24 VDC τροφοδοτικό δηλαδή, εφόσον προσφέρει γαλβανική απομόνωση, εξασφαλίζει μονάχα πως θα έχεις διαφορά δυναμικού 24 VDC από το (+) στο (-) του 24 VDC κυκλώματος, χωρίς να σου εξασφαλίζει ποια θα είναι η τάση των (+) και (-) πόλων του 24 VDC κυκλώματος ως προς τη γη.

 

19 hours ago, maneni said:

Σχετικά με τη γείωση του 24VDC, με προβληματίζει ότι στην περίπτωση που αναφέρεται (δηλ η γείωση αποκτήσει δυναμικό 230VAC από κάποιο σφάλμα), αυτό μπορεί και να καταστρέψει εξοπλισμό αλλά κυρίως να προκαλέσει ζημιά σε άνθρωπο. Έτσι ένας τεχνίτης μπορεί να ακουμπήσει πόλο με γυμνά χέρια γνωρίζοντας ότι η τάση 24V είναι ασφαλής. Και πολλές φορές τα κυκλώματα PLC τροφοδοτούνται είτε από ΔΔΡ που έχουν ρυθμιστεί σε μεγάλα όρια διαρροής (πχ πάνω από 300mA) είτε δεν υπάρχει καθόλου ΔΔΡ.   

Για αυτό λοιπόν, για να μην έχουμε δηλαδή γείωση με μεγάλες τάσεις σε περίπτωση που υπάρξει σφάλμα, φροντίζουμε να κρατάμε την αντίσταση της γείωσης σε χαμηλά επίπεδα, σύμφωνα με τα πρότυπα και τους κανονισμούς. Υπό αυτή τη συνθήκη, ο μόνος τρόπος να αποκτήσει επικίνδυνη τάση η γείωση είναι να κοπεί το καλώδιό της σε κάποιο σημείο (και προφανώς να υπάρξει και επαφή του κομμένου καλωδίου με καλώδιο υπό τάση ως προς γη). Σε οποιαδήποτε άλλη περίπτωση, θα ανοίξουν οι ΔΔΕ, ή οι ασφάλειες αν το ρεύμα σφάλματος είναι μεγάλο. Αν λοιπόν η γείωσή σου δεν είναι πιθανό να κοπεί και η αντίστασή της είναι μέσα στα όρια των προτύπων, είναι επιθυμητή η σύνδεση του (-) του 24 VDC κυκλώματος με τη γη, γιατί αν δεν γίνει αυτή η σύνδεση θα έχεις τα 4 ενδεχόμενα που ανέφερα από πάνω.

Όπως είπε και το παιδί από πάνω, αν έχεις γείωση υπό τάση (ως προς την real γη), τότε το τελευταίο πρόβλημά σου είναι το σε τι επίπεδα τάσης ως προς γη θα κινείται το 24 VDC κύκλωμά σου. Τότε λογικά θα ανοίξει οποιοσδήποτε ΔΔΕ του πίνακα ασφαλίζει γειωμένες συσκευές μόλις υπάρξει διαρροή από τα μεταλλικά κελύφη τους, όχι μόνο ο ΔΔΕ που ασφαλίζει το κύκλωμα του αυτοματισμού. Αν τώρα στον πίνακα δεν υπάρχει ΔΔΕ 30 mA που να ασφαλίζει τις συσκευές με τις οποίες έρχεται σε επαφή ο άνθρωπος, τότε ζήτω που καήκαμε.

Έχω ακούσει πως υπάρχει η περίπτωση κακώς μελετημένης εγκατάστασης ή τυχαίου σφάλματος και ύπαρξης έντονου θορύβου στη γείωση. Αυτό δεν μπορώ να φανταστώ με ποιο μηχανισμό ακριβώς συμβαίνει, αλλά λογικά θα συμβαίνει (δεν είμαι σίγουρος, θα χαρώ κάποιος να με διαφωτίσει). Για αυτό, για να καλύπτονται δηλαδή όλα τα ενδεχόμενα, ο μελετητής και κατασκευαστής του πίνακα καλό είναι να αφήνει τη δυνατότητα στον εγκαταστάτη μέσω ειδικής κλεμούλας να μπορεί να αποσυνδέει το (-) του 24 VDC κυκλώματος από τη γη. Αυτή την πρακτική δεν μπορώ να τη στηρίξω, ούτε να την τεκμηριώσω.

 

Edited Σεπτέμβριος 8 , 2021 by Τρελός Επιστήμων

[miltos]

Για την ιστορία, σε "mini" plc, η κάρτα για αισθητήρια PT100 διάβαζε ένα από αυτά με προβληματικό τρόπο. Αν θυμάμαι καλά είχε έντονες και γρήγορες διακυμάνσεις η τιμή που διάβαζε.

Με τη σύνδεση του (-) στον PE, το πρόβλημα αποκαταστάθηκε πλήρως.

[tek1]

Καλησπέρα και από εμένα.

Από την δικιά μου εμπειρεία στήν βιομήχανια στίς εγκταστάσεις μηχανημλατων (έλαστρα,κλίβανοι,γερανογέφυρες κτλ), στα κυκλώματα αυτοματισμού το 

(-) γειώνετε.Η λογική κατα την άποψη μου είναι σε περίπτωση βραχύκλωματος ως πρός γη να μπορούν να ανταποκριθούν μέσα στα όρια ασφαλείας (χρόνος&τάση επαφής) τα μέσα προστάσιας (μικροαυτόματοι ή γυάλινες κλεμοασφάλειες).Προφανώς σε τέτοια μηχανημάτα για πρακτικούς λόγους δεν υπάρχουν ΔΔΕ.t1.pdf

[maneni]

On 8/9/2021 at 5:26 ΜΜ, Τρελός Επιστήμων said:

Λοιπόν, από 16 mA και πάνω, οι ανθρώπινοι μύες συσπώνται  και αν πιάσεις με τη λάθος μεριά του χεριού τον υπό τάση αγωγό, τότε ίσως δεν έχεις τη δυνατότητα να τον αφήσεις. Αυτό συμβαίνει κυρίως λόγω του ότι το ρεύμα που θα ρέει μέσα από το σώμα θα είναι AC. Αυτό θα σου προκαλέσει ζημιά, ίσως και σοβαρή αν τα mA είναι πάνω από 20. Αυτό ισχύει και στην Αμερική και στην Ευρώπη και είναι μια πληροφορία που την έχω διασταυρώσει από πολλές πηγές...................

δεν ξέρω που βρίσκεις αυτά τα δεδομένα. Εγώ σε όποια βιβλιογραφία διαβάζω αναφέρει αυτά που σου είπα.

Εξ' άλλου δεν είναι δυνατόν να υποχρεώνουν σε μια διάταξη (και όρια) τα οποία δεν σε προστατεύουν. Ξανακοίταξέ το.

Το φαινόμενο "καΐκι στη φουρτούνα" λέγεται floating (στα ελληνικά δεν γνωρίζω δόκιμο όρο). Το έχω δει σε Μ/Σ AC όταν δεν είχα γειώσει τον ουδέτερο. Προφανώς το ίδιο θα συμβαίνει και στο DC. Δεν χρειάζεται να έρθει σε επαφή με 230AC. Ο Μ/Σ όπως τα λες διαμορφώνει την ονομαστική διαφορά δυναμικού (μεταξύ πόλων) αλλά το δυναμικό ως προς γη του (-) ή του ουδετέρου δεν είναι μηδέν. Μηδενίζει όταν γειωθεί.

ΚΑι έχετε δίκιο ως προς την προστασία. Ένα γειωμένο κύκλωμα DC θα ενεργοποιήσει ασφαλιστικές διατάξεις σε περίπτωση σφάλματος μόνωσης με AC. Σε διαφορετική περίπτωση  κινδυνεύει ο χειριστής.   

[Τρελός Επιστήμων]

1 hour ago, maneni said:

δεν ξέρω που βρίσκεις αυτά τα δεδομένα. Εγώ σε όποια βιβλιογραφία διαβάζω αναφέρει αυτά που σου είπα.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2763825/
https://study.com/academy/lesson/effects-of-electric-currents-on-the-human-body.html
https://courses.lumenlearning.com/physics/chapter/20-6-electric-hazards-and-the-human-body/
https://www.wikilectures.eu/w/Physiological_effect_of_electric_current
https://circuitglobe.com/effects-of-electric-current-on-human-body.html

Μη μου πεις ότι δεν είναι paper και ίσως να μην ισχύουν. Τι να πω, εγώ πείθομαι. Ανάφερέ μου εσύ την πηγή που λέει κάτι διαφορετικό. Ναι, δε θα πεθάνεις με τα 20 mA, αλλά θα σου προκαλέσουν ζημιά αν πιάσεις τον αγωγό με τη λάθος πλευρά του χεριού, ίσως και σοβαρή αν υπάρχει παρατεταμένη επαφή (μη με κάνεις να ξαναγράφω αυτά που έγραψα παραπάνω).

Άλλωστε, είπαμε, σε λιγότερα από 30 mA ανοίγει ένας ΔΔΕ των 30 mA. Άρα τα πρότυπα καλά τα λένε, και εσύ καλά τα λες, και εγώ όντως στην αρχή τα είπα λίγο τραγικά ότι ίσως δε θα σε προστατέψει ο ΔΔΕ απόλυτα, αλλά εν τέλει καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι όντως θα μας προστατέψει ο ΔΔΕ και δε θα πεθάνουμε από ηλεκτροπληξία, όπως σωστά είπες στην αρχή της κουβέντας. Απλά προτιμώ να προβλέπω το χειρότερο σενάριο έκβασης γιατί όπως λένε, κάλλιο γαϊδουρόδενε παρά γαϊδουρογύρευε.