В сетях низких напряжений (до 1000 В), в отличие от сетей высоких напряжений, заземление нейтрали используют тогда, когда это нужно для осуществления защитного зануления или улучшения защитного заземления металлических корпусов электрооборудования. Различают пять типов сетей трехфазного переменного тока:
трехпроводную сеть с изолированной от земли нейтралью, в которой в качестве защитного мероприятия от поражения электрическим током используют заземление корпусов электрооборудования (рис. 3.5, а),для такой сети принято сокращенное буквенное обозначениеIТ, в котором первая буква означает изолированную нейтраль (Iот французского словаisоlе),а втораяместное заземление корпусов (Тот французского словаtеrrе «земля»);
трехпроводную сеть с глухозаземленной нейтралью и, как и в предыдущем случае, с местным защитным заземлением корпусов сетьТТ(рис. 3.5,б);
Рис. 3.5.Заземление нейтрали и использование нейтральных
проводников в трехфазных сетях низкого напряжения
четырехпроводную сеть с глухозаэемленной нейтралью и с использованием нейтрального проводника для зануления корпусов электрооборудования (для заземления их через нулевой нейтральный проводник) сетьIN—C(рис. 3.5,в); первая буква обозначения, как и в случае сетиTT, означает заземление нейтрали, втораязаземление корпусов через нейтральный проводник (Nпеutrе «нейтральный»»), а третьячто этот проводник является одновременно рабочим и защитным (Сотсотbinе «комбинированный, совмещенный»);
пятипроводную сеть с глухозаземленной нейтралью и отдельными рабочим и защитным нейтральными (нулевыми) проводниками сетьТN-S (рис. 3.5,г;букваSот словаsераrе «раздельный»);
частично четырех-, а частично пятипроводную сеть с глухозаземленной нейтралью сетьTN—S(рис. 3.5,д).
Трехпроводные сети типа IТприменяют тогда, когда нет необходимости в рабочем нейтральном проводнике, т.е. когда нет однофазных ЭП, требующих включения на фазное напряжение. К ним относят, например, сети напряжением 220Ви подавляющее большинство сетей напряжением 660В.В таких же случаях используют и сети типаТТ, отличающиеся большей эффективностью таких защитных мероприятий, как защитное заземление и защитное отключение по току утечки.
Наиболее распространенными в настоящее время являются сети типа TN-C, позволяющие, например, реализовать трехфазную систему 220/380В.Совмещение рабочего и защитного нейтральных проводников обеспечивает при этом минимальную стоимость сети. Такое совмещение может, однако, оказаться неприемлемым из-за уменьшенной надежности защитных мероприятий, и в таких случаях прибегают к полностью или частично пятипроводным сетям типовTN-S иТN-С-S. Для повышения эффективности защитных мероприятий используют также повторные заземления защитного нулевого проводника или корпусов электрооборудования, показанные на рис. 3.5 пунктиром.
3.5. Заземляющие устройства и меры электробезопасности
Основные определения.Различают два вида опасности поражения человека электрическим током: 1)прикосновение человека к токоведущим частям электроустановки, находящимся под напряжением; 2)прикосновение человека к конструктивным частям, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции токоведущих частей электроустановки, т.е. при замыкании на землю или при замыкании на корпус.
Основными защитными мерами против поражения человека электрическим током, т. е. мерами электробезопасности, в первом случае является знание и строгое соблюдение правил техники безопасности при монтаже и эксплуатации электроустановок, а также при пользовании электроприборами и электроинструментом. При электромонтажных работах случаи поражения человека электрическим током при прикосновении к частям, находящимся под напряжением, чаще всего имеют место в электроустановках 220-380В(около 80% всех случаев), а также в электроустановках 6и 10кВ(около 20%)[2].
Мерами электробезопасности при повреждении изоляции являются: заземление, зануление, защитное отключение, установка разделяющих трансформаторов, использование малого напряжения, применение двойной изоляции, выравнивание потенциалов.
По требованиям, предъявляемым к электробезопасности, электроустановки подразделяются на:
электроустановки напряжением выше 1кВв сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю);
электроустановки напряжением выше 1кВв сетях с изолированный нейтралью (с малыми токами замыкания на землю);
электроустановки напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью;
электроустановки напряжением до 1кВ с изолированной нейтралью.
Прежде чем перейти к рассмотрению заземляющих устройств и мер электробезопасности, необходимо привести основные определения и дать некоторые пояснения к ним.
Изолированной нейтральюназывается нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реакторы и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление.
Замыканием на землюназывается случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с конструктивными частями, не изолированными от земли, или непосредственно с землей.
Замыканием на корпусназывается случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с их конструктивными частями, нормально не находящимися под напряжением.
Заземляющим устройствомназывается совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
Заземлителемназывается проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей.
Заземляющим проводникомназывается проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем.
Заземлениемкакой-либо части электроустановки или другой установки называется преднамеренное гальваническое соединение этой части с заземляющим устройством.
Искусственным заземлителемназывается заземлитель, специально выполненный для целей заземления.
Естественным заземлителемназываются находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений производственного или иного назначения, используемые для целей заземления.
Напряжением на заземляющем устройстве называется напряжение, возникающее при стекании тока в землю между точкой ввода тока в заземляющее устройство и зоной нулевого потенциала (на рис. 3.6 обозначено Uз).
Напряжением относительно земли при замыкании ни корпусназывается напряжение между этим корпусом и зоной нулевого потенциала (на рис. 3.6 равноUз).
Зоной растеканияназывается область земли, в пределах которой возникает заметный градиент потенциала при стекании тока с заземлителя (на рис. 3.6 эта зона имеет диаметр 30-40м).
Зоной нулевого потенциаланазывается зона земли за пределами зоны растекания (на рис. 3.6эта зона находится на расстоянии 15-20мот заземлителя).
Напряжением прикосновенияназывается напряжение между двумя точками цепи тока замыкания на землю (на корпус) при одновременном прикосновении с ним человека (на рис.3.6 обозначеноUприк).
Напряжением шаганазывается напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю, при одновременном касании их ногами человека (на рис 3.6 оно обозначеноUшаг).
Н
Рис. 3.6. Кривая распределения градиента электрического потенциала в зависимости от расстояния до одиночного заземлителя при замыкании на землю (на заземленный корпус).
Uз — напряжение на заземляющем устройстве, равное электрическому потенциалу на одиночном заземлителе, Uшаг — шаговое напряжение, равное разности электрических потенциалов V1—V2; Uприк — напряжение прикосновения, равное разности электрических потенциалов U3— V3.
а рис. 3.6 для наглядности показано распределение градиента электрического потенциала вокруг одиночного заземлителя (электрода) при растекании тока замыкания на землю. Для уменьшения напряжения прикосновения и напряжения шага принимают меры для выравнивания потенциалов. Это достигается погружением в землю необходимого по расчету числа электродов заземления (заземлителей), располагаемых на расстоянии 3-5модин от другого и соединяемых между собой горизонтальными выравнивающими заземлителями, прокладываемыми на глубине 0,5-0,7мот поверхности земли.
В электроустановках промышленных предприятий в настоящее время вместо устройства искусственных заземлителей ограничиваются использованием естественных заземлителей железобетонных фундаментов промышленных зданий и сооружений.
Током замыкания на землюназывается ток, стекающий в землю через место замыкания (на рис. 3.6 обозначенIз).
Сопротивлением заземляющего устройстваназывается отношение напряжения на заземляющем устройствеUз ктоку, стекающему с заземлителя в землю,Iз.
Защитным отключениемв электроустановках напряжением до 1кВназывается автоматическое отключение всех фаз (полюсов) участка сети, обеспечивающее безопасные для человека сочетания тока и времени его прохождения при замыканиях на корпус или снижении уровня изоляции ниже определенного значения.
Двойной изоляциейЭП называется совокупность рабочей и защитной (дополнительной) изоляции, при которой доступные прикосновению части ЭП не приобретают опасного напряжения при повреждении только рабочей или только защитной (дополнительной) изоляции.
Малым напряжениемназывается номинальное напряжение не более 42В между фазами и по отношению к земле, применяемое в электрических установках для обеспечения электробезопасности.
Разделяющим трансформаторомназывается трансформатор, предназначенный для гальванического отделения сети, питающей ЭП, от первичной электрической сети, а также от сети заземления или зануления.
З
Рис. 3.7. Защитное заземление:
а — в сети с глухозаземленной нейтралью; б — в сети с изолированной нейтралью;
Rз — сопротивление заземляющего устройства; Rч — сопротивление человека; Rи — сопротивление изоляции проводов; А — заземляющий контакт на корпусе светильника; EL — электрическая лампа.
анулениемв электроустановках напряжением до 1кВназывается преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью трансформатора или генератора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока. На рис. 3.7, о показаны зануление корпуса светильника и путь основного тока замыкания на корпус светильника.
Нулевым защитным проводникомв электроустановках напряжением до 1кВназывается проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока. На рис. 3.7,анулевой защитный проводник показан пунктиром между заземляющим контактомАна светильнике и магистралью зануления, обозначенной цифрой «0». Магистраль зануления «0» одновременно выполняет функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников.
Согласно правилам техники безопасности (ПТБ) заземление или зануление должно применяться во всех электроустановках напряжением 380 В и выше переменного тока и 440Ви выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках при переменном токе напряжением выше 42Ви до 380Ви при постоянном токе выше 110В и до 440В.
Заземление и зануление не требуется при напряжении до 42 Впеременного тока и до 110Впостоянного тока во всех случаях, кроме специально оговоренных в ПТБ. В качестве заземляющих в первую очередь должны использоваться естественные заземляющие устройства. Необходимость сооружения искусственных заземлителей, выравнивающих полос и контуров заземления внутри зданий в каждом отдельном случае должна быть обоснована в проекте.
Промышленные электроустановки, а также электроустановки жилых, общественных и других зданий гражданского назначения напряжением до 1 кВвыполняются с глухозаземленной нейтралью. Как видно из риз. 3.7,а,в таких электроустановках замыкание на корпус при повреждении изоляции является коротким замыканием фазы (цепь тока короткого замыкания показана стрелками). При этом должно произойти перегорание предохранителя в фазе с поврежденной изоляцией, отключение ЭП (в данном случае светильника) от источника тока и, следовательно, снятие напряжения с его корпуса.
Для обеспечения быстрого автоматического отключения участка сети, на котором в результате нарушения изоляции произошло однофазное короткое замыкание, фазные и нулевые защитные проводники должны быть рассчитаны так, чтобы значение однофазного тока замыкания на землю было:
не меньше трехкратного номинального тока плавкой вставки ближайших к месту повреждения изоляции плавких предохранителей;
трехкратного номинального тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую характеристику;
1,4-кратного тока уставки электромагнитного расцепителя (отсечки) автоматического выключателя с номинальным током до 100 А;
1,25-кратного тока уставки автоматического выключателя с номинальным током более 100/4.
Если при нарушениях изоляции безопасность не может быть обеспечена системой заземления или зануления, ПТБ рекомендуют применять в качестве основной или дополнительной меры защиты защитное отключение.
В электроустановках напряжением до 1 кВна торфяных разработках, в шахтах, на передвижных и других электроустановках с повышенными требованиями к безопасности применяют электрические сети с изолированной нейтралью (рис. 3.7,б).В таких электроустановках в качестве защитной меры должно применяться заземление всех нетоковедущих элементов, которые могут оказаться под напряжением при повреждениях изоляции, или защитное отключение. Кроме того, такая трехфазная сеть с изолированной нейтралью или однофазная сеть с изолированным выводом, связанная с. сетью напряжением выше 1кВчерез трансформатор, должна иметь защиту от опасности проникания в нее напряжения выше 1кВпри повреждении изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений питающего трансформатора. Эта защита осуществляется пробивным предохранителем, включаемым между нейтралью и заземлением или фазой и заземлением на стороне низшего напряжения у каждого понижающего трансформатора.
В электроустановках напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью в качестве меры безопасности должно быть выполнено заземление (см. рис. 3.6) и приняты меры выравнивания потенциалов, применены устройства контроля состояния изоляции, обеспечивающие возможность быстрого отыскания замыканий на землю (защита от замыканий на землю с действием на сигнал). В установках с повышенными требованиями к безопасности (передвижные электроустановки, установки на торфяных разработках, в шахтах) должна применяться защита от замыканий на землю с действием на отключение выключателя элементов сети с поврежденной изоляцией.
Если в электроустановках напряжением до 1 кВв качестве защитной меры применяются разделяющие трансформаторы с вторичным напряжением не более 380Вили трансформаторы, понижающие напряжение до безопасного (не более 42В),то заземление вторичной обмотки разделяющего трансформатора не допускается; корпус трансформатора должен быть заземлен или занулен; от одного разделяющего трансформатора должен питаться только один ЭП с номинальным током плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя на первичной стороне не более 15А.
В качестве разделяющих трансформаторов могут быть использованы понижающие трансформаторы со вторичным напряжением 42 Ви ниже повышенной надежности при условии, что от каждого трансформатора питается не более одного ЭП с номинальным током плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя на первичной стороне не более 15А. У понижающих трансформаторов, не являющихся разделяющими, должен быть заземлен или занулен корпус, а также один из фазных выводов или нейтраль (средняя точка) вторичной обмотки.
Если по каким-либо причинам невозможно выполнить заземление, зануление или применить защитное отключение, допускается осуществлять обслуживание электрооборудования с изолирующих площадок при условия исключения возможности одновременного прикосновения к электрическим и другим частям оборудования или к частям здания, а прикосновение к незаземленным (незануленным) частям, представляющее опасность, возможно только с изолирующих площадок.
В электроустановках до 1 кВс изолированной нейтралью (рис. 3.7,б) и во всех установках выше 1кВзаземление и выравнивание потенциалов должно обеспечивать безопасное значение напряжения прикосновенияUприки напряжения шагаUшаг и снижение тока, проходящего через тело человека, до безопасного значения. Для этого сопротивление заземленияRз , включенного в цепь тока замыкания на землю параллельно телу человека (рис. 3.7,б), должно быть мало по сравнению с сопротивлением тела человекаRч.
Выбор заземляющих устройств.Заземляющие устройства электроустановок выполняются или по условиям соблюдения нормированных значений к их сопротивлениюRз, либо к напряжению прикосновенияUприк. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1кВс эффективно заземленной нейтралью рекомендуется выполнять по расчетным условиям допустимого напряжения прикосновения, а всех прочих электроустановокпо условиям допустимых сопротивлений заземляющего устройства. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1кВсети с эффективно заземленной нейтралью, выполненные по условиям соблюдения требований к его сопротивлению, должны иметь в любое время года сопротивлениеRз,0,5Ом,включая сопротивление естественных заземлителей.
При расчете указанного заземляющего устройства по условиям допустимого напряжения прикосновения сопротивление его определяется по допустимому напряжению на заземляющем устройстве Uз, и току замыкания на землю. При этом в любое время года при стекании с заземляющего устройства тока замыкания на землю значение напряжения прикосновения (напряжения на теле человекаUтне должно превышать следующих допустимых значений в зависимости от длительности воздействия (ГОСТ 12.1.038-82):
Uприк=Uт,В……. 500 400 200 130 100 65
t,с……………………0,1 0,2 0,5 0,7 1,0 3,0
Расчетная длительность воздействия определяется как сумма времени срабатывания защиты и времени отключения выключателя. При этом за время срабатывания защиты принимается:
для рабочих мест, на которых при производстве оперативных переключений возможны короткие замыкания с переходом на конструкции (например, для мест управления разъединителями с ручным приводом), время действия резервной защиты;
для всей остальной территории данной электроустановки время действия основной зашиты.
Для электроустановок напряжением выше 1 кВс эффективно заземленной нейтралью помимо указанных должны соблюдаться следующие общие требования:
напряжение на заземляющем устройстве Uз,при стекании с него тока замыкания на землюIз(см. рис. 3.6) не должно превышать 10кВ.Если в таких электроустановках исключена возможность выноса потенциала за пределы зданий и внешних ограждении, тоUздопускается выше 10кВ;
при напряжениях Uзот 5 до 10кВдолжны осуществляться меры по защите изоляции отходящих кабелей связи и телемеханики и по предотвращению выноса опасных потенциалов за пределы электроустановки.
В сетях электроустановок напряжением выше 1 кВ сизолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства,Ом,должно быть:
если заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ,то Rз125/Iз, при этом должны выполняться также требования, предъявляемые к заземлению (занулению) электроустановок напряжением до 1кВ;
если заземляющее устройство используется только для установок напряжением выше 1 кВ,тоRз250/Iз , но не более 10Ом.
В сетях электроустановок напряжением до 1 кВс глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства не должно превышать:
в сетях трехфазного тока напряжением 660 Ви однофазного тока напряжением 380ВRз2Ом;
в сетях трехфазного тока напряжением 380 Ви однофазного тока напряжением 220ВRз4Ом;
в сетях трехфазного тока напряжением 220 Ви однофазного тока напряжением 127ВRз8Ом.
Указанные величины Rздолжны быть обеспечены с учетом использования естественных заземлителей (в том числе и повторных заземлителей нулевого провода).
В электроустановках напряжением до 1 кВс глухозаземленной нейтралью правилами устройства электроустановок допускается при удельном сопротивлении земли> 100Ом•мувеличение расчетного значения сопротивления заземляющего устройства в 0,01раз против приведенных выше нормированных значений. При этом максимально допустимое сопротивление заземляющего устройства не должно превышать нормированное значение более чем в 10 раз.
В электроустановках напряжением выше 1 кВ, атакже до 1кВ сизолированной нейтралью при> 500Ом•мдопускается повышать значение сопротивления заземляющих устройств в 0,002раз, но также не более чем в 10 раз.
В сетях напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства электроустановки не должно превышать 4 Ом.
Для электроустановок малой мощности при мощности генератора или трансформатора 100 кВАи менее сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 10Ом.Если при этом параллельно работает несколько генераторов или трансформаторов, их суммарная мощность не должна превышать 100 кВА.
Для обеспечения выравнивания потенциалов строительные конструкции, стационарно проложенные трубопроводы, металлические конструкции технологического оборудования должны быть присоединены к арматуре железобетонных колонн или фундаментов зданий. Если замерами или расчетами установлено, что естественные заземлители не обеспечивают нормированные значения сопротивления растеканию или напряжения прикосновения, то применяют совместное использование естественных и искусственных заземлителей. При этом контур искусственных заземлителей должен быть соединен с арматурой железобетонных фундаментов не менее чем в двух местах. При этом соединение должно выполняться выше уровня планировки прилегающей территории.
Источник: StudFiles.net
Заземляющее устройство
Заземляющее устройство – система, состоящая из заземляющего контура и проводников, обеспечивающих безопасное прохождение тока через землю. Исходя из Правил Устройства Электроустановок, естественными заземлителями могут быть:
- Каркасы зданий (железобетонные или металлические), которые соединены с землей.
- Защитная металлическая оплетка проложенных в земле кабелей (кроме алюминиевой)
- Трубы скважин, водопроводов, проложенных в земле (кроме трубопроводов с горючими жидкостями, газами, смесями)
- Опоры высоковольтных линий электропередач
- Неэлектрифицированные железнодорожные пути (при условии сварного соединения рельсов)
Для искусственных заземлителей, по правилам, используют неокрашенные стальные прутки (с диаметром более 10 мм), уголок (с толщиной полки более 4 мм), листы (с толщиной более 4 мм и сечением в разрезе более 48 мм2). Для создания системы с искусственным заземлением возле сооружения вкапывают или вбивают в землю металлические пруты, уголок или листы с указанными выше толщиной и сечением, но длиной не менее 2,5 м. Затем их сваркой соединяют между собой с помощью прутковой или листовой стали. От поверхности земли данная конструкция должна находиться более 0,5 м. По требованиям, контур заземления здания должен иметь не менее двух соединений с заземлителем.
В зависимости от назначения, заземление оборудования делится на два типа: защитное и рабочее. Защитное заземление служит для безопасности персонала и предотвращает возможность поражения человека электрическим током вследствие случайного прикосновения к корпусу электроустановки. Защитному заземлению подлежат корпуса электроустановок и электрических машин, которые не закреплены на «глухозаземленных» опорах, электрошкафы, металлические ящики распределительных щитов, металлорукав и трубы с силовыми кабелями, металлические оплетки силовых кабелей.
Рабочее заземление используют в том случае, когда для производственной необходимости в случае повреждения изоляции и пробоя на корпус требуется продолжение работы оборудования в аварийном режиме. Таким образом, например, заземляют нейтрали трансформаторов и генераторов. Также, к рабочему заземлению относят подключение к общей сети заземления молниеотводов, которые защищают электроустановки от прямого попадания молний.
Согласно Правилам Устройства Электроустановок обязательно подлежат заземлению электрические сети с номинальным напряжением свыше 42 В при переменном токе и свыше 110 В при постоянном.
Классификация систем заземления
Различают следующие системы заземления:
- Система ТN (которая в свою очередь разделяется на подвиды TN-C, TN-S, TN-C-S)
- Система TT
- Система IT
Буквы в названиях систем взяты из латиницы и расшифровываются так:
Т – (от terre) земля
N – (от neuter) нейтраль
C – (от combine) объединять
S – (от separate) разделять
I – (от isole) изолированный
По буквам в названиях систем заземления можно узнать, как устроен и заземлен источник питания, а также принцип заземления потребителя.
Система ТN
Это наиболее известная и востребованная система заземления. Основным ее отличием является наличие «глухозаземленной» нейтрали источника питания. Т.е. нулевой провод питающей подстанции напрямую соединен с землей.
TN-C – подвид системы заземления, которая характеризуется объединенным заземляющим и нейтральным нулевым проводником. Т.е. они идут одним проводом от питающего трансформатора до потребителя. Отсутствие отдельного РЕ (защитного нулевого) проводника в данной системе однозначно является недостатком. Система TN-C широко использовалась в советских зданиях и непригодна для современных новостроек, т.к. в ней отсутствует возможность выравнивания потенциалов в ванной комнате.
TN-S – система, в которой защитный проводник системы уравнивания потенциалов и рабочий нулевые проводники идут раздельными проводами от источника питания до электроустановки. Эта система только обретает широкое применение при подключении зданий к электроснабжению. Является наиболее безопасной. К недостаткам можно отнести ее дороговизну, т.к. требуется монтаж дополнительного проводника.
TN-C-S – система, в которой нулевой защитный проводник и нейтральный рабочий идут совмещенным проводом, а разделяются на входе в распределительный щит. По требованиям Правил Устройства Электроустановок для этой системы необходимо дополнительное заземление.
Система TT
Это система, в которой питающая подстанция и электроустановка потребителя имеют различные, независимые друг от друга заземлители. Областью применения системы ТТ являются мобильные объекты, имеющие электроустановки потребителей. К ним относят передвижные контейнеры, ларьки, вагончики и т.д. В большинстве случаев для потребителя в системе ТТ применяется модульно-штыревое заземление.
Система IT
Система, в которой источник питания разделен с землей через воздушное пространство или соединен через большое сопротивление, т.е. изолирован. Нейтраль в этой системе соединена с землей через сопротивление большой величины. Система IT используется в лабораториях и медицинских учреждениях, в которых функционирует высокоточное и чувствительное оборудование.
Требования к заземлению электродвигателя
Согласно требованиям и правилам установленный электродвигатель перед пуском должен быть заземлен. Исключением являются те случаи, в которых корпус электродвигателей установлен на металлическую опору, соединенную с землей через металлоконструкцию здания или через проводник заземлителя. В остальных случаях корпус электродвигателя должен быть соединен проводом с контуром заземления здания, выполненного из полосы металла при помощи сварки.
Это является рабочим заземлением. В противном случае при нарушении изоляции между обмоткой двигателя или токопроводом и корпусом электродвигателя защитное устройство не сработает и не отключит питание. А двигатель продолжит работу.
Каждая электрическая машина должна иметь индивидуальное соединение с заземлителем. Последовательное соединение электродвигателей с контуром заземления запрещено, т.к. при нарушении одного из соединений с заземлителем, вся цепь будет изолирована от земли. Для установки защитного заземления, необходимо наличие дополнительного заземляющего проводника в силовом кабеле, один конец которого подключают к клеммной коробке электродвигателя, а другой к корпусу электрошкафа управления двигателем. Электрошкаф предварительно должен быть соединен с землей. В случае пробоя между токопроводом и этим заземляющим проводником образуется ток короткого замыкания, который разомкнет защитное или коммутирующее устройство (тепловое или токовое реле, защитный автомат).
Сечение заземляющего проводника, удовлетворяющее требованиям Правил Устройства Электроустановок приведено в таблице 1:
Таблица 1
| Сечение фазных проводников, мм2 | Наименьшее сечение защитных проводников, мм2 |
| S≤16 | S |
| 16 < S≤35 | 16 |
| S>35 | S/2 |
Сечение фазных проводников рассчитывается по токовой нагрузке потребителя.
Требования к заземлению сварочных аппаратов
Как и для любого технологического оборудования, потребляющего электрический ток, для сварочных аппаратов существуют правила подключения заземления. Помимо необходимости заземления корпуса сварочной электроустановки с контуром заземления здания, заземляют один вывод вторичной обмотки аппарата, а ко второму, соответственно подключается электрододержатель. При этом вывод вторичной обмотки, требующей заземления, должен быть обозначен графически и иметь стационарное выведенное крепление, для удобного соединения с заземлителем. Переходное сопротивление контура заземления не должно превышать 10 Ом. В случае необходимости увеличения электрической проводимости контура заземления, увеличивают контактную площадь соединения.
Последовательное соединение сварочных аппаратов с заземлителем также запрещено. У каждого аппарата должно быть отдельное соединение с заземленной магистралью здания.
Заземление электроустановок потребителей – это не формальность, а необходимая техническая мера безопасности, которая позволит не только стабилизировать работу оборудования, но и спасти жизнь персоналу, обслуживающему и контактирующему с ним.
Источник: electry.ru
Заземляющие устройства состоят из заземлителей, находящихся в конкретном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.
В качестве заземлителей используют электроды из угловой стали и трубы, при всем этом число их должно быть более 2-ух. Электроды соединяют меж собой металлической полосой сечением 25X4 мм (рис. 1). Для понижения сопротивления растеканию электроды следует располагать на расстоянии более 2,5-3 м один от другого.
Работы по забивке вертикальных заземлителей, обычно, делают механизированным методом, например, с помощью передвижного копра. В случае угрозы усиленной коррозии используют омедненные либо покрытые цинком трубы. Расположенные в земле заземлители не должны быть покрашены.
Присоединение заземляющей сети к заземлителям под землей должно выполняться сваркой внахлестку, длина сварочных швов должна быть равна двойной ширине при прямоугольном сечении либо 6 поперечникам при круглом сечении заземляющего проводника (рис.2). От каждого заземляющего элемента должна идти отдельная шина конкретно к заземлителю либо к сборной заземляющей полосе, соединенной с заземлителем.
Последовательное включение в заземляющую полосу нескольких заземляемых частей установки воспрещается. Заземляющие шины присоединяют к корпусам машин болтовыми соединениями либо сваркой.
В качестве естественных заземлителей могут быть применены проложенные в земле водопроводные трубы, обсадные трубы артезианских колодцев, металлические конструкции построек и сооружений, имеющие надежное соединение с землей, свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле.
Дюралевые оболочки кабелей в качестве заземлителей не могут быть применены.
Естественные заземлители должны быть связаны с заземлением более чем 2-мя проводниками, присоединенными в различных местах к заземлителю. Использование в качестве естественных заземлителей трубопроводов с горючими жидкостями либо газами, также чугунных трубопроводов и временных трубопроводов на строительных площадках не допускается.
Железные трубы проводки, применяемые в качестве заземляющих проводников, обязаны иметь надежные соединения (рис. 3). К примеру, при открытой прокладке железных труб соединение их производится муфтами на резьбе. При сокрытой прокладке железные трубы соединяются муфтами на пакле с суриком.
Электросварные тонкостенные железные трубы при использовании их в качестве заземляющих проводников имеют толщину стены более 1,5 мм, при этом все соединения труб должны быть проварены с каждой стороны в 2-ух точках (см. рис. 3).
Во всех случаях сокрытой прокладки, также в сетях с заземленной нейтралью при открытой прокладке соединения труб следует дополнительно приваривать с каждой стороны в 2-ух точках.
При прокладке проводов в железных трубах и использовании труб в качестве заземляющих проводников должны быть устроены железные соединения между трубами и корпусами электрического оборудования, в которые вводятся трубы.
В помещениях растворных узлов, котельных, насосных и т. п. заземляющие проводники следует прокладывать на расстоянии от стенок более 10 мм.
Прокладка заземляющих проводников через стенки должна производиться в трубах либо других жестких обрамлениях. Открыто проложенные заземляющие проводники, также конструкции, провода и полосы сети заземления должны быть покрашены в темный цвет. Допускается расцветка открытых заземляющих проводников в другие цвета в согласовании с расцветкой помещения, но при всем этом они обязаны иметь в местах присоединений и ответвлений более 2-ух полос темного цвета на расстоянии 150 мм одна от другой. Заземляющие проводники для передвижных (переносных) электроприемников должны быть медными и иметь сечение более 1,5 мм2.
Сумма сопротивлений, слагающаяся из сопротивления заземлителя относительно земли и сопротивления заземляющих проводников, составляет сопротивление заземляющего устройства. В установках напряжением до 1000 в оно должно быть в хоть какое время года менее 4 ом. Исключение составляют заземляющие устройства трансформаторов (либо генераторов) мощностью 100 ква и наименее. В этих случаях заземляющие устройства могут иметь сопротивление менее 10 ом.
В установках напряжением выше 1000 в с большенными токами замыкания на землю (выше 500 а) обязательно искусственное заземление с сопротивлением 0,5 ом, но менее 1 ом.
Сопротивление совмещенного заземляющего устройства установки различных напряжений должно удовлетворять требованиям той установки, для которой сопротивление выходит минимальным.
Сети напряжением до 1000 в, связанные через трансформатор с сетями напряжения выше 1000 в, должны иметь или глухое заземление нейтрали либо фазы обмотки напряжением до 1000 в, либо заземление нейтрали либо фазы через пробивной предохранитель.
В электроустановках с глухозаземленной нейтралью надежное автоматическое отключение покоробленных участков сети обеспечивается железной связью корпусов электрического оборудования с заземленной нейтралью электроустановки (рис. 4)
Для железной связи употребляют нулевой провод, который, помимо заземления у источника питания, обязан иметь повторные заземления, выполняемые на концах воздушных линий и их ответвлений. Не считая того, нулевой провод повторно заземляют не менее чем через каждый километр воздушной линии.
В качестве заземлителей передвижных электрических станций и подстанций целенаправлено использовать переносные (инвентарные) заземлители в виде стержней либо особые буравы, ввинчиваемые в землю. В текущее время промышленность выпускает литые (из дюралевого сплава) конические стержни, имеющие на конце бронзовые литые наконечники в виде бурава (рис. 5). В верхней части стержня помещается контактный болт и поперечное отверстие, в которое вставляется железный стержень либо лом.
Бурав ввинчивают в землю так, чтоб контактный болт находился над поверхностью земли на 2— 3 см.
При томном грунте за ранее следует откопать яму глубиной до 0,5 м.
Во время ввертывания бурава в землю, так же как и во время работы передвижной подстанции, следует заливать воду в полую среднюю часть бурава. Заземлители необходимо располагать на расстоянии 3—3,5 м.
Проверку сопротивлений заземления и состояния внешней части заземляющей проводки нужно производить при приеме в эксплуатацию и в дальнейшем не пореже одного раза в год. Результаты испытаний и осмотра заземлений должны оформлять актами.
Подключение в сеть передвижных м е-х а н и з м о в. Для питания передвижных строй устройств, сварочных преобразователей и трансформаторов, также электрифицированного инструмента должны устанавливаться подключательные пункты (например, распределительные силовые шкафы, пусковые ящики либо щитки с рубильником и предохранителями и др.) с заземляющим зажимом (болтом) на корпусе.
В четырехпроводных сетях с глухим заземлением нейтрали заземляющий зажим (болт) подключательного пт должен быть накрепко соединен с нулевым проводом сети, а через него — с заземленной нейтралью питающего трансформатора (генератора).
Питание электродвигателей строительного механизма либо сварочного преобразователя от подключательного пт должно выполняться четырехжильным шланговым кабелем.
Заземляющую жилу четырехжильного кабеля, питающего строительный механизм, одним концом подсоединяют к заземляющему зажиму (болту) подключательного пт, другим концом — к заземляющему зажиму (болту) корпуса механизма. Этим достигается металлическая связь корпуса оборудования с заземленной нейтралью установки.
При отсутствии шланговых кабелей для питания перемещаемых строй устройств, сварочных преобразователей и трансформаторов, также электроинструмента допускают в виде исключения многожильные гибкие провода (к примеру, типа ПРГ) с изоляцией на напряжение не ниже 500 в, заключенные в резиновый шланг.
В сетях с изолированной нейтралью заземляющий зажим (болт) подключательного пт должен быть соединен с заземляющим устройством (рис. 6 а).
В качестве заземляющего устройства рекомендуется использовать заземляющий контур питающей трансформаторной подстанции (рис. 6 б). Допускается также применение местного заземляющего устройства. При соединении корпуса подключательного пт заземляющим контуром питающей трансформаторной подстанции (электростанции) эту связь следует осуществлять:
а) при питании по воздушной полосы — методом подвески на опорах специального заземляющего проводника, один конец которого присоединяют к корпусу (заземляющему зажиму) подключательного пт, а другой — к заземляющему контуру подстанции (электростанции); для заземляющего проводника может быть использован дюралевый, медный либо металлической провод (сечение провода выбирают зависимо от нагрузки); для заземляющих железных проводов малое сечение 25 мм2;
б) при питании по кабельной полосы — методом использования железной (свинцовой) оболочки кабеля в качестве заземляющего проводника.
При естественных заземлителях (водопровод, металлоконструкции построек, находящиеся в земле, и др.) в зоне установки подключательного пт его корпус следует соединить с помощью сварки с этими заземлителями в различных местах более чем 2-мя проводниками. После чего замеряют сопротивление приобретенного заземляющего устройства.
Источник: Л. Я. Брискин “Электробезопасность на строительстве.”
Источник: elektrica.info