Обязательность питания цепей управления через трансформатор по МЭК 60204-1-2007

п.9.1.1. "Питание цепи управления", ГОСТа МЭК 60204-1-2007 "Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов." гласит: "Когда используется питание от сети переменного тока, обязательным является использование трансформаторов для питания цепей управления".

В чем физический/технический смысл использования трансформатора, если напряжение цепи управления 220В, трансформатор с обмотками 220/220, первичная обмотка подключена к фазе А и глухозаземленной нейтрали N, нижний вывод вторичной обмотки заземлен (т.е., практически соединен с N)?

Вроде в этом случае можно трансформатор убрать, и взять напряжение управления просто с фазы А через автомат (предохранитель) и N.

Как отсутствие трансформатора повлияет на безопасность? И какую именно безопасность (поражение током, пожаробезопасность, разрушение элементов цепи...)?

не до конца процитировали "В случае, когда машины оснащены только одним пусковым устройством двигателя и максимум двумя приборами управления (например, устройство блокировки, кнопка аварийной остановки), использование трансформаторов может быть необязательным."
возможно здесь собака порылась

Более того трансформатор разделительный.
Вторичная обмотка должна быть изолирована от земли.
Это выполнено в целях безопасности, если использовать 220 В - "фаза-ноль", любое случайное замыкание фазы на раб. ноль в определенных участках цепи управления, может восприниматься как команда и произойти самопроизвольное включение какого-нибудь узла.

Если цепь управления совсем простая (контактор и две кнопки), то тут МЭК разрешает не ставить трансформатор, это понятно. У меня цепь управления посложнее: релейный АВР освещения, в нем 3 контактора, десяток реле, кнопок, преключателей...

>> Более того трансформатор разделительный.
>> Вторичная обмотка должна быть изолирована от земли.
>> Это выполнено в целях безопасности, если использовать 220 В - "фаза-ноль", любое случайное замыкание фазы на раб. ноль в определенных участках цепи управления, может восприниматься как команда и произойти самопроизвольное включение какого-нибудь узла.

Трансформатор не обязательно разделительный и с изолированной от земли вторичной обмоткой. Это требуется, если мы хотим сделать цепь управления безопасной при прямом прикосновении. Тогда она должна быть низковольтной (менее 42 В), трансформатор разделительный и вторичная обмотка не заземляется.
У меня обычная цепь управления в закрытом шкафу.
Замыкание фазы на ноль в цепи управление вызовет срабатывание защитного устройства этой цепи (автомата или предохранителя) и обесточивание цепи управления. Это не может привести к включению чего-либо.

Простой пример, кнопка "ПУСК": на одной клемме ноль напрямую, на другой фаза через катушку. Замыкание этой фазы на корпус не вызовет срабатывания защиты, а включит самовольно этот агрегат при разомкнутой кнопке.

Трансформатор сам по себе прибор разделительный ( в отличии автотр). Вторичная обмотка в цепи управления обычно заземляется и ставится один автомат на фазу, если не заземляется то два автомата на каждый полюс и возможно потркебуется контроль изоляции. Я вижу тут требование безопасности в том что при попадании на фазу вас будет бить транс со всей своей мощностью маленькой, а при его отсутствии будет бить транс с ктп

ГОСТ МЭК 60204-1-2007
9.1.1 ... Эти трансформаторы должны быть с раздельными обмотками.
Как раз разделением цепей и достигается безопасность, одиночное замыкание фазы безопасно что для чел, что для оборудования, замыкание второй фазы приведет к срабатыванию токовой защиты.

>> Простой пример, кнопка "ПУСК": на одной клемме ноль напрямую, на другой фаза через катушку. Замыкание этой фазы на корпус не вызовет срабатывания защиты, а включит самовольно этот агрегат при разомкнутой кнопке.

Кнопка "ПУСК" не может ставиться между катушкой и заземленным нулем, это противоречит п.9.4.3.1 (а1). Поэтому фаза должна идти на кнопку, с кнопки на катушку, с катушки на ноль. Тут замыкание на землю любого проводника не включит катушку.
Кроме того, если собрать цепь, как Вы описали, трансформатор не поможет.

>> 9.1.1 ... Эти трансформаторы должны быть с раздельными обмотками.
>> Как раз разделением цепей и достигается безопасность, одиночное замыкание фазы безопасно что для чел, что для оборудования, замыкание второй фазы приведет к срабатыванию токовой защиты.

Это опять про цепь управления с незаземленной вторичной обмоткой. В такой цепи нужно делать контроль изоляции (п.9.4.3.1 (а2)). Мне это не нужно, у меня цепь управления с заземленным нулем.

>> Трансформатор сам по себе прибор разделительный ( в отличии автотр). Вторичная обмотка в цепи управления обычно заземляется и ставится один автомат на фазу, если не заземляется то два автомата на каждый полюс и возможно потркебуется контроль изоляции. Я вижу тут требование безопасности в том что при попадании на фазу вас будет бить транс со всей своей мощностью маленькой, а при его отсутствии будет бить транс с ктп

Это мнение я встречал на форуме.
Степень поражения человека током зависит от силы тока через него. Сила тока будет равна напряжению (220В в обоих случаях), разделенному на полное сопротивление цепи протекания тока. Без разделительного трансформатора сопротивление будет складываться из сопротивления человека (несколько кОм) + сопротивление проводников (доли Ом) + сопротивление вторичной обмотки трансформатора ктп (доли Ом). С трансформатором цепи управления сопротивление будет складываться из сопротивления человека (несколько кОм) + сопротивление проводников (доли Ом) + сопротивление вторичной обмотки трансформатора цепи управления (единицы Ом). В обоих случаях полное сопротивление определяется сопротивлением человека и практически не зависит от сопротивления всей остальной части цепи. Значит и степень поражения будет практически одинаковой. Согласитесь, от трансформатора мощностью 100 Вт человека вполне может убить при длительном воздействии.

В системе с глухозаземленной нейтралю рабочий ноль имеет электрическую связь с защитным нулем.

Я бы не подходил с электробезопасности с простой арифметикой с омами и вольтами. Слишком уж разные источники тока (кстати этот вопрос еще и мало изучен). И как насчет уровня токов кз и для человека и для оборудования. А сваршиков и 36В убивает причем без длительного воздействия.

В п.3, 5 допустил неточность, замыкание рабочего нуля на корпус вызовет включение агрегата.


Сообщение отредактировал gomed12 - 26.1.2011, 15:05

Да, простая арифметика тут весьма приблизительна, но вроде видно, что при попадании человека под это напряжение управления, и в случае наличия, и в случае отсутствия трансформатора человеку будет весьма плохо. Поэтому вроде довод, что трансформатор нужен для безопасности человека, малоубедителен, этот трансформатор не обеспечивает этой безопасности.
Уровень тока кз для человека мы и рассмотрели. Уровень тока кз для оборудования, когда сопротивление замыкания =0, ток кз определится сопротивлением остальной части цепи. Если транс есть, то это вторичная обмотка транса и провода цепи (в сумме 2-5 Ом). Если транса нет, то это вторичная обмотка транса ктп, кабели питания до шкафа управления (10мм2, длина метров 50) и провода цепи (в сумме около 0,2 Ом). Да, меньше, но ток кз получается 1-2 кА, что вполне приемлемо. И с этой стороны смысла в трансе вроде не видно.
Вот и не знаю, что думать: можно убрать транс, или следовать требованию МЭК вслепую, не понимая, чем оно обосновано.

>> В п.3, 5 допустил неточность, замыкание рабочего нуля на корпус вызовет включение агрегата.

Так я и говорю, так включать катушку нельзя: с FU надо на SB1, а второй конец KM на N (п.9.4.3.1 (а1), рис.3).

Возможно, но уверяю вас, что есть взаимосвязанные привода с многочиленными датчиками, в которых возможно замыкание раб. нуля на корпус.
Кроме всего, при проектировании с использованием разделительного транса, отпадает необходимость постоянно контролировать эту проблему.

Здравствуйте все, здравствуйте уважаемый 'gomed12'.
Вообще при составлении схемы принципиальной катушка пускателя должна быть подключена к рабочему нулю, и между катушкой и нулем разрешается включать только контакт теплового реле, а иначе, произойдет то, что у Вас изображено на схеме. Подключение катушки так, как нарисовано в приведенной Вами схеме, считается (или уже в прошедшем времени?) серьезной ошибкой. Привести литературу или ссылку на норматив сейчас не готов. Но для примера, можно заглянуть в типовые схемы блоков БУ, ПУ, ящиков РУС, ЯУ, Я5000. Во всех схемах предлагаемые заводами-изготовителями блоков или ящиков, где используется для управления ~220В в сети 380/220, схема уже собрана так, что катушка пускателя уже предполагается подключенной со стороны нуля, а кнопки, ключи управления и блок-контакты все со стороны фазы. Это касалось и для цепей управления на выделенном постоянном или переменном напряжении, не связанном с главными силовыми цепями. Как исключение, катушка реле (пускателя) иногда ставилась в середину цепи управления, но исключительно для максимальной минимизации контактов реле в схемах релейно-контактной автоматики. То есть при этом удавалось сэкономить количество используемых контактов реле и не размножать их в большом количестве. При этом обязательна была проверка на ложное срабатывание и его последствия для составленной схемы. Но это как ИСКЛЮЧЕНИЕ.
С уважением.

OBON, здравствуйте!
Не хочу быть голословным, но постараюсь найти доказательства.
Ведь как сказано в ГОСТ МЭК 60204-1-2007 для одиночных приводов допускается прямое питание цепей управления без транса, где еще можно исключать вышесказанное.

Все таки повторюсь что ток кз зависит от источника тока (в данном случае транса), а уже во вторую от омов (Вы слишком просто определяете уровень тока к.з. - он не так близок к закону Ома). К тому же транс управления отделяет цепь управления от силовой цепи сглаживая коммутационные и прочие всплески напряжения)

Да я бы особо не старался избавиться от транса управления, но в АВР на 3 входа - 1 выход нужно, чтобы напряжение управления было при наличии напряжения на любом из входов. Получается нужно ставить 3 транса. Боюсь заказчика такие доводы не убедят в необходимости 3-х трансов.

На АВР обычно трансы и не ставят, а стойкость к кз предохранители могут обеспечить

Искать не стал.
Как известно, при реконструкции и новом строительстве сети рекомендуют переводить на систему заземления TNS (TNС-S).
Если цеховые сети переведены на систему заземления TNS и если при этом у станков цепи управления 220 В с глухозаземленной нейтралю и после разделения PE и N снова объединяются, то понятно, оборудование функционировать не будет.
При изолировании нуля от корпусов ухудшится надежность работы оборудования не менее чем в 2 раза.
Это связано поиском утечек с нуля на корпус, нулей этих в сложном оборудовании могут быть немеренное количество.
Это все было, когда цепи управления по мет.конструкциям оборудования прокладывались пучками из провода с одинарной изоляцией и корпус использовался как PEN-проводник.
Теперь 602304 рекомендует использовать цепи управления с низким напряжением, усиленной изоляцией и ее контролем.

Сообщение отредактировал gomed12 - 27.1.2011, 10:23

ГОСТ 60204 в области применения относится к управлению механизмами, а АВР скорее всего относится к области распредустройств.