разделительный трансформатор заземлять

Вопрос заземления разделительного трансформатора — это одна из тех тем, где теория ПУЭ сталкивается с реалиями монтажа на объекте, и где ?как должно быть? не всегда совпадает с ?как получается в итоге?. Часто вижу, как коллеги, особенно те, кто больше работает с силовыми агрегатами, автоматически тянут заземляющую шину на корпус, не вдаваясь в суть. А суть-то как раз в самом названии — ?разделительный?. Его основная задача — гальваническая развязка первичной и вторичной цепей для обеспечения электробезопасности. И вот тут начинаются нюансы, о которых в учебниках пишут мелким шрифтом.

Основная функция и распространённая ошибка

Если брать классический случай — питание переносного электроинструмента или оборудования в особо опасных помещениях (сырые подвалы, цеха с токопроводящими полами), то здесь всё более-менее понятно. Вторичная обмотка трансформатора и все подключённые к ней приборы не должны иметь связи с землёй. Это создаёт так называемую ?плавающую? систему. При пробое изоляции на корпус инструмента опасный потенциал не уходит в землю, а просто ?висит? там. Человек, стоящий на земле и коснувшийся такого корпуса, не замкнёт цепь через своё тело, так как нет второй точки контакта с землёй. Это и есть базовый принцип защиты.

Ошибка возникает, когда монтажники, действуя по привычке, заземляют корпус самого трансформатора на контур заземления здания. Вроде бы логично — любое электрооборудование должно быть заземлено. Но в данном случае это действие само по себе не критично. Корпус заземлить можно и нужно для защиты от пробоя со стороны первичной сети. Проблема в другом — когда от этой же заземлённой точки начинают ?занулять? или заземлять выводы вторичной обмотки или корпуса потребителей. Это полностью нивелирует эффект разделения. Получается мост, по которому опасный потенциал может найти путь.

Увидел как-то на одном из старых объектов в Подмосковье: стоит разделительный трансформатор для питания шлифовальной станции, корпус его надёжно присоединён к шине PE. Но потом кто-то из местных электриков, видимо, для ?надёжности?, соединил нулевую клемму вторичной обмотки с тем же корпусом. Фактически превратил схему в обычный трансформатор с глухозаземлённой нейтралью. Вся защита была сведена на нет. Обнаружили только при плановой проверке изоляции.

Когда заземление вторичной стороны всё же требуется?

Здесь нельзя мыслить категориями ?всегда да? или ?всегда нет?. Есть специфические применения. Например, в медицинских помещениях группы 2 по МЭК , где используются IT-системы электроснабжения (изолированные). Там разделительный трансформатор является её основой. Но! Для контроля состояния изоляции в такой системе обязательно применяется устройство контроля изоляции (УКИ). Оно подключается между полюсами вторичной цепи и землёй. То есть здесь появляется высокоомная связь с землёй для целей мониторинга, но не для защиты от поражения током. Это принципиально важно.

Другой случай — питание чувствительной электронной аппаратуры. Иногда заземление одного из выводов (часто средней точки, если она есть) выполняется для задания общего потенциала и подавления синфазных помех. Но это уже не вопрос электробезопасности, а вопрос электромагнитной совместимости. Делается это через специальные фильтры и резисторы, а не прямым медным проводом сечением 16 кв. мм.

В своей практике при поставках оборудования для лабораторных комплексов мы сталкивались с требованием заказчика: обеспечить питание измерительных стендов через разделительные трансформаторы с заземлённой экранной обмоткой. Экран (если он есть между первичной и вторичной обмотками) действительно всегда заземляется для подавления высокочастотных наводок. Но это опять же не имеет отношения к заземлению силовой вторичной обмотки. Пришлось делать отдельные пояснительные схемы в документации, чтобы избежать путаницы на объекте.

Практические наблюдения и выбор оборудования

Многое зависит от качества самого трансформатора. Если взять дешёвый агрегат с плохой межобмоточной изоляцией, то при пробое вопрос его заземления станет академическим — поражение током может произойти прямо через корпус. Поэтому выбор производителя — это первый шаг к безопасности. Мы в своей работе, например, часто ориентируемся на проверенных поставщиков силового оборудования, таких как ООО Хэнань Цзиньюй Электрик. Не реклама ради, а для примера. На их сайте jydq.ru можно увидеть, что они специализируются на силовом оборудовании, включая распределительные трансформаторы на 10 кВ и 35 кВ и сухие трансформаторы. Важен сам подход: производитель, который делает ставку на качественную базовую изоляцию, понимает её важность и для разделительных моделей, даже если они не являются его основным продуктом.

На объекте первое, на что смотрю после монтажа — это сопротивление изоляции. Мегомметром на 2500 В проверяю сопротивление между первичной и вторичной обмотками, а также между каждой обмоткой и корпусом. Значения должны быть не ниже тех, что указаны в паспорте (обычно сотни МОм в сухом состоянии). Если цифры низкие, никакое правильное или неправильное заземление не спасёт. Трансформатор нужно сушить или менять.

Ещё один момент — физическое расположение. Стараюсь, чтобы клеммы вторичной обмотки были максимально удалены от заземлённого корпуса и первичных клемм. Лучше, если они будут в отдельной изолированной коробке. Это снижает риск случайного контакта или перекрытия по пыли, влаге.

Реальный кейс: ремонт в пищевом цехе

Был у меня случай на одном молокозаводе. В моечном отделении, где постоянно вода и пар, стоял насос, запитанный через разделительный трансформатор. Схема была собрана вроде бы верно: корпус трансформатора заземлён, вторичная цепь ?плавает?. Но периодически срабатывали УЗО на вводе в это помещение. Долго искали причину.

Оказалось, что проблема была не в схеме, а в кабеле. Длинный кабель от трансформатора к насосу, проложенный в сырой ПВХ-гофре, со временем набрал влаги. Образовался своего рода ?конденсатор? между жилами вторичной цепи и землёй через эту влажную изоляцию. Ёмкостной ток утечки был достаточным для срабатывания чувствительного УЗО. То есть, формально цепь была изолирована, но фактически — имела ёмкостную связь с землёй. Решили заменой кабеля на более качественный, с плотной изоляцией, и прокладкой в сухом месте. Этот случай хорошо показывает, что даже при идеальной схеме подключения разделительный трансформатор не панацея. Всё зависит от состояния всей цепи в агрессивной среде.

После этого случая всегда рекомендую заказчикам для таких условий не просто разделительный трансформатор, а его комбинацию с устройством защитного отключения (УЗО), специально предназначенным для работы в таких схемах. Но это уже тема для отдельного разговора.

Итоговые соображения и выводы

Так как же всё-таки правильно — разделительный трансформатор заземлять? Резюмирую свой опыт. Корпус и экран (если есть) — заземляем всегда. Это защита от пробоя из первичной сети. Вторичную обмотку и все подключённые к ней приборы — оставляем изолированными от земли. Это и есть суть разделения. Любое отклонение от этого правила должно быть строго обосновано спецификой применения (IT-системы, задачи ЭМС) и реализовано так, чтобы не создавать прямого низкоомного пути для тока утечки.

Самое главное — понимать, для чего именно вы ставите этот трансформатор. Если для электробезопасности людей в опасных помещениях, то строго следуем принципу гальванической развязки. Если для других целей — тщательно просчитываем схему. И никогда не забываем про качество самого оборудования и состояние кабельных линий. Лучшая теория разбивается о плохую изоляцию или сырую стену.

В конце концов, разделительный трансформатор — это инструмент. Как молоток. Можно забить им гвоздь, а можно и по пальцам попасть. Всё зависит от знаний и аккуратности того, кто держит его в руках. В нашем деле эти знания часто сводятся к простому, но важному вопросу: а куда, собственно, пойдёт ток, если что-то где-то пробьёт? Ответ на него и есть руководство к действию.