Выбор типа заземления при монтаже ИБП: требования ПУЭ и технические решения для объектов B2B

Прежде всего, необходимо разделять два контура: защитное заземление (РЕ) корпуса ИБП и функциональное заземление рабочей точки (нейтрали) на выходе инвертора.
Согласно требованиям ПУЭ (п. 1.7.33 и гл. 7.3), корпуса электроустановок, включая ИБП, подлежат занулению (заземлению) при любых напряжениях переменного тока для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции . Это требование безусловно и не зависит от выбранной далее схемы.

Типы систем заземления на выходе ИБП

Основная задача проектировщика — определить, как именно будет заземлена нейтраль (или один из полюсов) на стороне нагрузки после ИБП. ГОСТ Р 50571.4.44-2019 (п. 444.4.10) прямо указывает: "Заземление вторичной цепи источника бесперебойного питания (ИБП) не является обязательным. Если это заземление не выполняется, питание от ИБП будет осуществляться по типу системы IT, а от основного источника питания будет соответствовать типу заземления низковольтной питающей системы".

1. Сохранение типа системы TN (TN-S / TN-C-S).
    В большинстве стандартных проектов инженеры стремятся сохранить тип заземления питающей сети. Если на вводе в здание реализована система TN (с глухозаземленной нейтралью источника), то нейтраль на выходе ИБП также глухо заземляется. Это обеспечивает совместимость со всей существующей инфраструктурой защитных аппаратов (автоматические выключатели, УЗО).
    Важное техническое ограничение: согласно ПУЭ 7.3.139, для обеспечения автоматического отключения питания при повреждении, проводимость нулевых защитных проводников должна создавать ток короткого замыкания, достаточный для срабатывания защиты . При использовании ИБП с трансформатором на выходе необходимо проводить расчет тока КЗ (петли "фаза-нуль") с учетом его внутреннего сопротивления.

2. Переход на систему IT (изолированная нейтраль).
    В ряде случаев, особенно для питания особо ответственных потребителей первой категории (серверное оборудование, медицинские учреждения), используется техническое решение с системой IT на выходе ИБП. В этом случае нейтраль (или фазы) ИБП не имеют непосредственной связи с землей, либо связь осуществляется через большое сопротивление (пробивной предохранитель согласно ПУЭ 7.3.132) .
    Преимущества: Первое замыкание на корпус не приводит к отключению нагрузки, что критически важно для бесперебойности технологического процесса. Система продолжает работать, выдавая сигнал о повреждении изоляции .
    Как реализовать: Такой режим достигается установкой разделительного трансформатора в выходном каскаде ИБП или выбором модели с опцией "IT". Это позволяет гальванически развязать сеть нагрузки от входной сети .

3. Система TT: обособленный контур.
    В соответствии с рекомендациями ПУЭ-7 для электроустановок до 1 кВ, возможно применение системы TT, при которой открытые проводящие части присоединены к заземлителю, электрически независимому от заземлителя нейтрали источника питания (входной сети). Для ИБП это означает, что его корпуса и, при необходимости, нейтраль выхода подключаются к локальному контуру заземления объекта.
    Применение: Данный тип заземления при монтаже ИБП актуален на объектах со слабыми вводными сетями или высокими требованиями к помехозащищенности. Однако он требует обязательного применения УЗО и тщательного расчета сопротивления локального заземлителя (не более 8 Ом для 380 В).

Электромагнитная совместимость и уравнивание потенциалов

Для крупных производственных объектов, где плотность электронного оборудования высока, критичным становится вопрос электромагнитной совместимости.
ГОСТ Р 50571.4.44-2019 (разд. 444.5) предписывает использование взаимосоединенных заземляющих электродов и создание эффективной системы уравнивания потенциалов.

• Исключение контуров: При монтаже ИБП и питании от него распределительных щитов необходимо избегать использования системы TN-C ниже точки ввода резервного питания, так как объединенный PEN-проводник становится источником электромагнитных помех для чувствительного оборудования . Рекомендуется применять систему TN-S, где нулевой рабочий (N) и защитный (PE) проводники разделены на всем протяжении от ИБП до нагрузки.

• Подавление гармоник: Трехфазные ИБП с двойным преобразованием способствуют разгрузке нейтрального провода от токов высших гармоник (кратных трем), что снижает риск перегрузки и падения напряжения в нейтрали, косвенно повышая безопасность системы заземления.

Заключение

Инженерный выбор типа заземления при монтаже ИБП должен основываться на расчете токов короткого замыкания, анализе требований к бесперебойности питания (IT или TN) и соблюдении норм ПУЭ-7 в части организации защитных проводников. Для ответственных объектов оптимальным решением часто становится организация выходной сети по схеме TN-S с обязательным разделением PEN-проводника на входе в распределительное устройство и применением систем уравнивания потенциалов.

Нужна помощь инженера с выбором схемы заземления для вашего проекта?
Специалисты лаборатории качества электроэнергии «ЗЕВСЭЛЕКТРО» имеют более 10 лет опыта реализации проектов «под ключ» на объектах РФ и СНГ. Мы проведем энергоаудит вашей сети, выполним все необходимые расчеты и предложим решение, соответствующее требованиям ПУЭ и вашим технологическим задачам.

Оставьте заявку на бесплатную консультацию на нашем сайте zeuselectro.com или закажите обратный звонок — наш инженер свяжется с вами для обсуждения технического задания.

Почта: ups@zeuselectro.com

Телефон: +7(495)118-31-59 

Более подробно про решения для B2В: