1.1 Βασικές αρχές εφαρμογής και ειδικές απαιτήσεις διάταξης γείωσης ΣΕΠ - Computer Room

Μία διάταξη γείωσης μπορεί ταυτόχρονα να χρησιμοποιηθεί ως γείωση προστασίας ηλεκτρικής εγκατάστασης και ως γείωση λειτουργίας και προστασίας Συστημάτων Επεξεργασίας Πληροφοριών (ΣΕΠ) και γενικώς εγκαταστάσεων με ίδιες απαιτήσεις όπως:

  • πληροφοριακά μέσα σε κτίρια,
  • τηλεπικοινωνίες και τηλεματική,
  • PABX,
  • τοπικά δίκτυα υπολογιστών,
  • συναγερμός και ανίχνευση πυρκαγιάς κ.λπ.

Εν συντομία σε εγκαταστάσεις μετάδοσης σημάτων που χρησιμοποιούν τη γη σαν επίπεδο αναφοράς σημάτων, δηλαδή όπου υπάρχει η ανάγκη "καθαρής γείωσης", όπως συνηθίζεται να λέγεται. Η βασική παράμετρος που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη σε εγκαταστάσεις ΣΕΠ είναι το σύστημα σύνδεσης γειώσεων (ΤΤ, TN S, TN C).
Οι παραπάνω εγκαταστάσεις, που λειτουργούν με εφαρμογές της ηλεκτρονικής και πληροφορικής, έχουν την ιδιομορφία ότι είναι ιδιαίτερα ευπαθείς από την ποιότητα παροχής της ηλεκτρικής ενέργειας, όπως απώλεια τάσης, άφιξη κρουστικού κύματος ή επιστροφές του ουδετέρου της υπόλοιπης εγκατάστασης με προφανή επακόλουθα. Όταν τα επακόλουθα αυτά συνδέονται με τη διάταξη γείωσης, η δυσλειτουργία των ΣΕΠ συνδέεται με θόρυβο που προκαλείται από αρμονικές μεγάλου εύρους που εμφανίζονται στα ρεύματα των αγωγών γείωσης.

Οι παραπάνω εγκαταστάσεις, που λειτουργούν με εφαρμογές της ηλεκτρονικής και πληροφορικής, έχουν την ιδιομορφία ότι είναι ιδιαίτερα ευπαθείς από την ποιότητα παροχής της ηλεκτρικής ενέργειας, όπως απώλεια τάσης, άφιξη κρουστικού κύματος ή επιστροφές του ουδετέρου της υπόλοιπης εγκατάστασης με προφανή επακόλουθα. Όταν τα επακόλουθα αυτά συνδέονται με τη διάταξη γείωσης, η δυσλειτουργία των ΣΕΠ συνδέεται με θόρυβο που προκαλείται από αρμονικές μεγάλου εύρους που εμφανίζονται στα ρεύματα των αγωγών γείωσης.

Είναι λάθος αυτό που συμβαίνει στην πράξη και δυστυχώς διατυπώνεται σε πολλές δημοσιεύσεις, τεχνικά βοηθήματα, εισηγήσεις σεμιναρίων ή ακόμη και σε μελέτες στις οποίες, αντί του διαχωρισμού των αγωγών [Ν] και [ΡΕ], προδιαγράφεται η σύνδεση του αγωγού προστασίας – λειτουργίας των ΣΕΠ σε χωριστή διάταξη γείωσης από εκείνη που συνδέεται ο [PE] της ηλεκτρικής εγκατάστασης, την οποία και ονομάζουν "καθαρή" γείωση, τονίζοντας μάλιστα ότι δεν πρέπει να υπάρχει καμία ηλεκτρική σύνδεση με τον αγωγό [ΡΕ]. Με τον τρόπο αυτό, εκτός του ότι αυξάνεται ο κίνδυνος ηλεκτροπληξίας σε περίπτωση σφάλματος, είναι σχεδόν βέβαιη η καταστροφή των συσκευών σε περίπτωση κεραυνόπτωσης, καθώς ο διαχωρισμός αυτός έχει σαν συνέπεια την ανάπτυξη διαφορετικών τάσεων σε αγωγούς συνδεδεμένους σε χωριστές διατάξεις γείωσης που συνυπάρχουν στον ίδιο χώρο ή και στην ίδια συσκευή.

Εάν, παρά το λεπτομερή σχεδιασμό και την επιμελημένη εγκατάσταση, υπάρχουν θόρυβοι, μπορεί να κατασκευαστεί χωριστή διάταξη γείωσης ως γείωση προστασίας – λειτουργίας ΣΕΠ, υπό την προϋπόθεση ο αγωγός που θα συνδέεται σε αυτή τη γείωση και ο [PE] να συνδέονται ισοδυναμικά μέσω σπινθηριστή τάσης
διάσπασης ≤ 50V σε κάθε συσκευή που συνδέουν, ή όταν απέχουν μεταξύ τους τόση απόσταση, ώστε ένα άτομο να μπορεί να έρθει συγχρόνως σε επαφή μαζί τους.

Από τα παραπάνω προκύπτει ότι για την ομαλή λειτουργία των ΣΕΠ πρέπει να επιλέγεται το σύστημα σύνδεσης της γείωσης TNS ή το ΤΤ. Αντίθετα, το σύστημα TNC δεν ενδείκνυται διότι, καθώς ο αγωγός [PEΝ] της ηλεκτρικής εγκατάστασης (βλ. Εικόνα 3) διαρρέεται με το ρεύμα επιστροφής των καταναλώσεων, προκαλεί "θορύβους" στα μεταδιδόμενα σήματα των ΣΕΠ, οι οποίοι είναι εντονότεροι, εάν η τιμή της γείωσης είναι σχετικά μεγάλη και εάν υπάρχουν μεγάλες μονοφασικές καταναλώσεις.

Στην Εικόνα 1, εξηγείται σχηματικά πως θα πρέπει να γίνεται η συνδεσμολογία γειώσεων και ουδετέρου για την αποφυγή θορύβων.

Σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις είναι σύνηθες να χρησιμοποιείται το σύστημα σύνδεσης γείωσης TN C, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται θόρυβοι σε ηλεκτρονικές συσκευές. Το βασικό πρόβλημα σε τέτοιες περιπτώσεις είναι ότι δεν υπάρχει διαχωρισμός του αγωγού του ουδετέρου (Ν) από τον αγωγό προστασίας (ΡΕ), με αποτέλεσμα, όπως προαναφέρθηκε, οι συσκευές ΣΕΠ να διαρρέονται με το ρεύμα επιστροφής των καταναλώσεων και να προκαλούνται "θόρυβοι" στα μεταδιδόμενα σήματα των ΣΕΠ.

Μια λύση είναι οι επηρεαζόμενες συσκευές να τροφοδοτούνται μέσω μετασχηματιστή (Μ/Σ) απομόνωσης, ο οποίος στη έξοδο θα παρέχει σύστημα σύνδεσης γείωσης TN S μόνο. Το ηλεκτρόδιο γείωσης που θα χρησιμοποιεί ο Μ/Σ απομόνωσης, μπορεί να είναι το υφιστάμενο ηλεκτρόδιο της εγκατάστασης (είτε τοπικό ράβδου είτε θεμελιακό), αλλά συνιστάται η ενίσχυσή του, ιδιαίτερα εάν πρόκειται για τοπικό ηλεκτρόδιο (π.χ. τρίγωνο). Επίσης όλα τα ευαίσθητα μηχανήματα θα πρέπει να τροφοδοτούνται από το Μ/Σ απομόνωσης, συμπεριλαμβανομένου και του αγωγού προστασίας και σε καμία περίπτωση να μην συνδέονται σε οποιαδήποτε άλλη παροχή. Σε περιπτώσεις όπου οι ευαίσθητες συσκευές δεν είναι δυνατόν να συγκεντρωθούν όλες μαζί ώστε να τροφοδοτούνται από τον ίδιο Μ/Σ, τότε θα πρέπει να χρησιμοποιούνται περισσότεροι Μ/Σ απομόνωσης.

Εικόνα 6Η αποτελεσματικότητα των συμπληρωματικών ισοδυναμικών συνδέσεων των συσκευών ΣΕΠ εξαρτάται από τη σύνθετη αντίσταση (ωμική + επαγωγική) που παρουσιάζουν οι αγωγοί ισοδυναμικών συνδέσεων, τόσο μεταξύ τους, όσο και με το ηλεκτρόδιο γείωσης.

Εφαρμόζοντας, κατά την κατασκευή της θεμελιακής γείωσης και των αγωγών γείωσης, τις οδηγίες που αναφέρονται στο προηγούμενο κεφάλαιο, επιτυγχάνεται η ελάχιστη δυνατή σύνθετη αντίσταση των συσκευών με τη γείωση. Επίσης, εγκαθιστώντας περιμετρικά του χώρου των μηχανημάτων ζυγό γείωσης υπό μορφή κλειστού δακτυλίου, που συνδέεται σε όλους τους ακροδέκτες γείωσης του χώρου που έχουν κατασκευαστεί, όπως αναφέρεται παραπάνω, το πολύ κάθε 5m, επιτυγχάνεται η ελάχιστη δυνατή, σύνθετη αντίσταση της ισοδυναμικής σύνδεσης μεταξύ των συσκευών.

Ένα άλλο πρόβλημα που δημιουργείται στα ΣΕΠ είναι από τη δημιουργία θορύβου ή παραμόρφωσης σημάτων από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, όπου και εδώ τα φαινόμενα αυτά ελαχιστοποιούνται με κατάλληλα πλέγματα γειώσεων, το άνοιγμα των οποίων υπολογίζεται κατά περίπτωση, ανάλογα με το εύρος συχνοτήτων που προκαλούν τις παρεμβολές καθώς και με κατάλληλες ισοδυναμικές συνδέσεις.

Για παράδειγμα το μαγνητικό πεδίο που αναπτύσσεται από κεραυνικό πλήγμα επί ενός κτίσματος που διαθέτει ΣΕΠ ή στην γειτονική περιοχή, μπορεί να προκαλέσει την καταστροφή τους, εφόσον δεν διαθέτουν κατάλληλα μέτρα θωράκισης/γείωσης. Γι’ αυτό το λόγο πρέπει να προβλεφθεί η κατασκευή πλέγματος διαστάσεων το πολύ 5x5m, εγκιβωτισμένο στο δάπεδο, στους τοίχους και στην οροφή του χώρου που πρόκειται να εγκατασταθούν τα ηλεκτρονικά συστήματα. Επιβάλλεται να συνδέεται κάθε 5m με τη θεμελιακή γείωση ή τον ολπισμό της πλάκας δια μέσου κατακόρυφων αγωγών γείωσης. Οι αγωγοί του πλέγματος θα πρέπει κάθε 5m να συνδέονται με τον οπλισμό του κτίσματος αποκλειστικά και μόνο με σφιγκτήρες για την απαγωγή μέρους του ηλεκτρικού ή κεραυνικού ρεύματος, καθώς επίσης κάθε 1m με σφιγκτήρες ή με επιμελημένη σύσφιξη με σύρμα για ισοδυναμική σύνδεση.

Εικόνα 7Προκειμένου να είναι ευχερής και ελέγξιμη η σύνδεση των ΣΕΠ με τον περιμετρικό ζυγό, θα πρέπει να τοποθετείται σε τέτοιο ύψος, ώστε τα μηχανήματα που θα εγκατασταθούν να μην κάνουν δύσκολη μέχρι αδύνατη την προσέγγισή του. Η ιδανικότερη θέση του ζυγού είναι να βρίσκεται όσο το δυνατό πλησιέστερα στο δάπεδο που είναι εγκιβωτισμένο το πλέγμα, ώστε να περιορίζεται στο ελάχιστο δυνατό το μήκος του αγωγού γείωσης. Αυτό μπορεί να συμβεί μόνο εάν οι συσκευές είναι τοποθετημένες σε υπερυψωμένο ψευδοδάπεδο που καθιστά δυνατή την άμεση σύνδεσή τους με το ζυγό, οπότε οι ακροδέκτες γείωσης και ο περιμετρικός ζυγός τοποθετούνται κάτω από αυτό. Εάν οι συσκευές είναι τοποθετημένες στο δάπεδο, ένα ύψος όδευσης του περιμετρικού ζυγού και των ακροδεκτών 2m έως 2,5m, καθιστά εύκολη την προσέγγισή του χωρίς να καλύπτεται από τα μηχανήματα.

Η λύση αυτή μπορεί να εφαρμοστεί μόνο εάν οι αγωγοί γείωσης και ισοδυναμικών συνδέσεων διαρρέονται με ρεύμα βιομηχανικών συχνοτήτων ή κεραυνού, ενώ, εάν διαρρέονται από ρεύμα υψηλών συχνοτήτων, το μήκος των αγωγών αυτών δεν πρέπει να υπερβαίνει1 τα 80cm. Αυτό θα μπορούσε να γίνει μόνο για ΣΕΠ τοποθετημένα σε δάπεδα πάνω από τη θεμελιακή γείωση. Πρακτικά, για να ξεπεραστεί το πρόβλημα για τα ΣΕΠ που πρόκειται να εγκατασταθούν σε ψηλότερα επίπεδα του κτίσματος, κατασκευάζονται σε κάθε επίπεδο πλέγματα εγκιβωτισμένα στο σκυρόδεμα ή κάτω από το ψευδοδάπεδο, τα οποία συνδέονται κάθε 5m με τη θεμελιακή γείωση ή, εάν υπάρχει, με το πλέγμα που βρίσκεται στο αμέσως χαμηλότερο επίπεδο και στη συνέχεια με τη θεμελιακή γείωση. Η λύση αυτή δίνει τη δυνατότητα διατήρησης του μήκους των 80cm.

Στον περιμετρικό ζυγό των συσκευών θα πρέπει να συνδεθούν ισοδυναμικά:

  • η θωράκιση όλων των ομοαξονικών καλωδίων των συσκευών,
  • η θωράκιση κυματοδηγών και καλωδίων κεραιών,
  • η θωράκιση ενεργειακών ή τηλεπικοινωνιακών καλωδίων,
  • οι ακροδέκτες γείωσης των απαγωγών κρουστικών υπερτάσεων (SPD),
  • ο κύριος αγωγός προστασίας [PE] που καταλήγει στο χώρο,
  • το Σύστημα Αντικεραυνικής Προστασίας (ΣΑΠ), αν υπάρχει και εφόσον δεν τηρείται η απόσταση ασφαλείας,
  • οι μεταλλικοί σωλήνες ύδρευσης, αερίου και θέρμανσης που καταλήγουν στο χώρο,
  • οι μεταλλικοί αεραγωγοί κλιματισμού που καταλήγουν στο χώρο,
  • οι σχάρες των καλωδίων,
  • εκτεταμένες μεταλλικές κατασκευές που καταλήγουν στο χώρο, όπως π.χ. ικριώματα κ.λπ.

 
 
 
           Copyright © ΕΛΕΜΚΟ ΑΒΕΕ. All rights reserved.