Заземление экрана контрольного кабеля пуэ

Вот этот вопрос — заземление экрана контрольного кабеля по ПУЭ — он как будто простой, прописано всё, но на практике каждый раз приходится думать. Многие думают: ?Экран? Заземлил с двух сторон — и порядок?. А потом удивляются, почему в системе наводки, или, что хуже, начинает фонить защита. ПУЭ, конечно, даёт рамки, но в них ещё нужно уметь вписаться, особенно когда речь о современных чувствительных системах управления или АСУ ТП.

Что гласят правила и где начинается реальность

ПУЭ, 7-е издание, раздел 1.7, да и в 3.4 что-то есть. Если коротко, экран контрольного кабеля должен быть заземлён для защиты от электромагнитных помех и в целях безопасности. Часто указывается заземление в одной точке, чтобы не создавать замкнутых контуров для циркулирующих токов. Это теория, от которой отталкиваешься.

Но вот реальность: проект говорит ?заземлить с одной стороны?. А на объекте щит управления в одном здании, а привод — в другом, метров за сто. И кабель проложен в общем кабельном лотке с силовыми линиями. Если заземлить экран только со стороны щита, то со стороны привода он ?висит в воздухе? и становится прекрасной антенной, собирающей все наводки от соседей. Сигнал 4-20 мА начинает прыгать. Знакомо?

Бывает и обратное: заземлили с двух сторон в разных зданиях. Разность потенциалов между заземляющими устройствами этих зданий может быть, пусть и небольшая, но на переменке в 50 Гц её достаточно. По экрану начинает течь уравнительный ток. Это не только дополнительный источник помех, но и нагрев, и в долгосрочной перспективе — риск повреждения самой оплётки. Особенно критично для длинных трасс.

Личный опыт: от неудач к рабочей схеме

Помню объект, котельная, модернизация. Ставили новую систему контроля котлов. Кабели управления — КВВГнг с медным экраном. Проект, естественно, требовал заземления экрана на щите. Сделали. А при пуске — дикие скачки в сигналах с датчиков давления и температуры. Стали разбираться.

Оказалось, сам щит был ?чистым?, но кабельная трасса на 80% шла рядом с силовыми кабелями к мощным насосам. Экран, заземлённый только в конце, не справлялся. Решение было не по учебнику: пришлось организовать так называемое ?комбинированное? заземление. На стороне щита экран заземлили на шину PE жёстко. А на стороне датчиков (в полевых шкафах) подключили экран через блок помехоподавляющих элементов, по сути — через конденсатор на корпус. Это создало для высокочастотных помех путь на землю с двух точек, но разорвало контур для низкочастотных токов. Помогло. Но это уже отход от буквы ПУЭ, требующий обоснования и согласования.

Про кабели и их особенности

Тут важно, какой именно кабель. У нас часто на объектах идут кабели от ООО ?Цинъян Чаосинь Кабель? (их сайт — cxdl.ru). У них в ассортименте как раз есть контрольные кабели, в том числе с экранами. Например, КВВГЭнг или КВВГЭнг-ХЛ. Так вот, в их технических данных обычно чётко указано: экран выполнен из медной оплётки или комбинированный (оплётка+фольга). И это ключевой момент.

Оплётка имеет определённое сопротивление и индуктивность. Ток по ней течёт не как по шине. Для хорошего экранирования на высоких частотах критично, чтобы соединение экрана с землёй было максимально коротким и широким. Частая ошибка — кинуть тоненький проводок от экрана к ближайшей точке заземления. Это почти бесполезно. Нужен либо непосредственный контакт оплётки с металлической заземлённой скобой/хомутом, либо короткая медная шинка.

Кстати, у ООО ?Цинъян Чаосинь Кабель? в продукции заявлены и огнестойкие кабели, и для АСУ ТП. При выборе для ответственных цепей я всегда смотрю не только на сечение жил, но и на конструкцию экрана. Плотность оплётки должна быть высокой, не менее 80%. Иначе его эффективность резко падает, и всё заземление экрана теряет смысл.

Типичные сценарии и ошибки монтажа

Сценарий первый: кабель проложен между двумя заземлёнными шкафами в пределах одного помещения. Здесь правило ?одна точка? работает хорошо. Заземляем на основном шкафу, на другом конце изолируем и оставляем под термоусадкой. Главное — не забыть его изолировать, чтобы он случайно не коснулся корпуса.

Сценарий второй: протяжённая трасса между зданиями с разными заземляющими устройствами. Вот здесь двойное заземление — прямой путь к проблемам. Видел случай на подстанции, где из-за этого токи в экранах контрольных кабелей достигали нескольких ампер. Выход? Идеально — использовать волоконно-оптическую связь или гальваническую развязку. Если нет — то организовывать единую систему уравнивания потенциалов для этих зданий или применять изолирующие трансформаторы в сигнальных цепях. Заземление экрана в такой ситуации делаем строго в одной точке, обычно со стороны источника сигнала или более ?грязного? оборудования.

Ошибка монтажа, которую встречаю постоянно: экран снят, скручен в хвостик и прикручен под болт. Со временем медные волоски обламываются, контакт ухудшается. Правильно — использовать специальные коннекторы для экранов, экранирующие наконечники или зажимные хомуты, которые обеспечивают круговой контакт по всей оплётке.

Мысли насчёт ПУЭ и современных реалий

ПУЭ — документ фундаментальный, но он не всегда поспевает за технологиями. Раньше контрольные цепи — это в основном релейная защита, дискретные сигналы. Сейчас — это микровольтовые аналоговые сигналы от датчиков, высокоскоростные цифровые шины (Profibus, Ethernet). Требования к ЭМС жёстче.

Иногда строгое следование ПУЭ (одна точка) не даёт нужного уровня защиты от помех. Приходится искать компромиссы, опираясь на стандарты по ЭМС, типа ГОСТ Р МЭК 61131-2 для промышленных контроллеров. Там могут рекомендовать иное. Получается, что инженер должен не просто механически выполнить пункт правил, а понять физику процесса: от чего защищаемся (низкочастотные контурные токи или высокочастотные наводки) и подбирать метод заземления экрана контрольного кабеля под конкретную задачу.

В этом смысле, работа с качественным кабелем — это половина успеха. Если взять тот же кабель от ООО ?Цинъян Чаосинь Кабель?, зная, что экран у него выполнен добротно, уже можно быть увереннее, что при правильном монтаже он отработает как надо. Их ассортимент, кстати, включает и специальные кабели для ветроэнергетики и фотоэлектрики, где вопросы ЭМС и заземления тоже крайне важны из-за инверторов и мощных преобразователей.

Итоговые, но не окончательные соображения

Так что, возвращаясь к заземлению экрана контрольного кабеля пуэ. Ключевое — нет универсального рецепта ?на все случаи?. Есть базовый принцип из правил: предотвратить циркуляцию токов по экрану. От него и танцуем.

Сначала анализируем схему: длина трассы, окружение (силовые кабели, ВЧ-установки), наличие разных точек заземления. Потом смотрим на сам кабель, на его экран. И только потом принимаем решение — одна точка, две, или через дополнительные элементы.

Главный совет, который даю молодым коллегам: никогда не пренебрегайте качеством соединения экрана с землёй. Лучше потратить лишний час на установку правильного зажима, чем неделю искать причину нестабильной работы системы. И да, ПУЭ — ваш ориентир, но не слепой командир. Иногда нужно отступить на шаг, чтобы сделать два вперёд к устойчивой работе объекта. Всё приходит с опытом, иногда и горьким, как в той истории с котельной.