Монтаж заземляющих устройств реферат

Обновлено: 03.07.2024

Электрический ток при прохождении через тело человека может вызвать тяжелые травмы, а в некоторых случаях — смерть.
Установлено, что для человека ток 15—25 мА является опасным, а более 50 мА при длительном его прохождении через тело человека может вызвать смерть. Поражение человека электрическим током возможно при соприкосновении его с теми частями электроустановок, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции одной фазы. В этих случаях, чтобы защитить обслуживающий персонал от потенциалов опасной величины, выполняют защитные заземления, т. е. все части установки, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением при повреждении изоляции фазы, соединяют проводниками с землей.
Заземлитель представляет собой металлический проводник или группу проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Металлические проводники, соединяющие заземляемые части установки с заземлителем, называются заземляющими проводниками. Совокупность заземлителей и заземляющих проводников называют заземляющим устройством, а преднамеренное электрическое соединение части электроустановки с заземляющим устройством — заземлением.
Заземляют следующие металлические части электроустановок:
– корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т. п.;
– приводы электрических аппаратов;
– вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
– каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитов и шкафов;
– конструкции распределительных устройств, кабельные конструкции, корпуса кабельных муфт, оболочки и брони силовых и контрольных кабелей и проводов, стальные трубы электропроводки и т. п.
На воздушных линиях напряжением 6—1.0 кВ заземляют железобетонные и металлические опоры, расположенные в населенных местностях, а также каркасы и корпуса электрооборудования (разъединителей, предохранителей, разрядников), установленного на деревянных, железобетонных или металлических опорах.
Не заземляют:
– оборудование, установленное на заземленных металлических конструкциях (на опорных поверхностях должны быть зачищенные и незакрашенные места для обеспечения электрического контакта) ;
– корпуса электроизмерительных приборов, реле, установленных на щитах, в шкафах, а также на стенах камер распределительных устройств;
– съемные или открывающиеся части ограждений, шкафов и камер распределительных устройств, установленных на металлических заземленных каркасах.
Для заземления электроустановок различных напряжений используют общее заземляющее устройство.
Заземлители могут быть естественные и искусственные. Естественными заземлителями являются: металлические конструкции зданий и сооружений, соединенные с землей, проложенные в земле металлические трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей и горючих газов); свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, если их не менее двух.
В том случае, когда сопротивление заземляющего устройства при использовании естественных заземлителей будет удовлетворять требованиям ПУЭ, устраивать дополнительное искусственное заземление не требуется.
В качестве искусственных заземлителей применяют вертикально забитые стальные трубы с толщиной стенок не менее 3,5 мм, угловую сталь, стальные стержни диаметром не менее 6 мм, горизонтально проложенные стальные полосы толщиной не менее 4 мм и общим сечением не менее 48 мм2 и т. п. Сопротивление заземления заземлителей определяется в основном удельным сопротивлением грунта, размером и формой заземлителя, глубиной заложения его в грунте.
Внутреннюю сеть заземления в помещениях РУ выполняют в виде магистрали заземления и ответвлений от них к отдельным корпусам аппаратов.
Последовательное присоединение заземляющих корпусов электрооборудовании к магистрали заземления не допускается. Магистральную заземляющую шину соединяют с заземлителем не менее чем двумя ответвлениями, присоединяемыми к заземлителю в разных местах.
Магистральную заземляющую шину и ответвления к заземляемым частям прокладывают открыто. Открыто проложенные заземляющие проводники окрашивают в черный цвет. При окраске их в иной цвет в местах присоединений и ответвлений необходимо прочертить две полосы черного цвета на расстоянии 150 мм друг от друга.
Сечения заземляющих проводников выбирают из расчета, чтобы при протекании токов однофазных замыканий на землю температура заземляющих проводников в установках выше 1000 В с большими токами замыкания на землю не превышала 400°С, в установках до и выше 1000 В с малыми токами сечение заземляющих проводников выбирают не менее '/з сечения фазных проводников.
В электроустановках напряжением до 1000 В применяют в качестве заземляющих проводников медные и алюминиевые проводники.
Заземляющие проводники соединяют друг с другом сваркой. К заземляемым конструкциям их присоединяют тоже сваркой, а к корпусам аппаратов, машин — сваркой или болтами. Пайкой присоединяют заземляющие проводники к металлическим оболочкам кабелей и проводов.
Проходы заземляющих проводников сквозь стены и перекрытия выполняют в трубах, стальных обоймах или открытых проемах.

Монтаж заземляющих устройств

Монтаж наружного контура заземления производят по рабочим чертежам проекта электроустановки, который учитывает удельное сопротивление грунта в месте монтажа и максимально допустимое сопротивление заземляющего устройства в электроустановке.
По трассе, указанной в проекте, роют траншеи глубиной 0,7 м, на дне которой размечают места погружения электродов с таким расчетом, чтобы расстояния между ними были примерно одинаковыми (обычно не менее 2,5 м), а их количество соответствовало указанному в проекте.
Метод погружения электродов зависит от их формы. Круглые стальные стержни диаметром 12. 16 мм вворачивают в грунт с помощью различных приспособлений. Приспособление ПВЭ (рисунок 1, а) состоит из электрической сверлилки 1, передающей вращательное движение через редуктор 2 и зажимное устройство 3 на стержень. На нижний конец стержня обычно наваривают небольшую металлическую полоску, образующую винтовую линию. Благодаря этому элементарному шнеку, а также усилию, которое рабочий прикладывает к ручкам сверлилки, стержень при вращении довольно быстро погружается в землю. При отсутствии источника электроэнергии для ввертывания стержней применяют приспособление ПЗД-12 с двигателем внутреннего сгорания небольшой мощности (рисунок 1, б).
Уголки погружают в грунт вибромолотом ВМ-2 (рисунок 1, в), представляющим собой электродвигатель 1, на вал которого насажены массивные чугунные диски. Благодаря тому, что диски закреплены на обоих выходных концах вала эксцентрично, при вращении ротора возникает сильная вибрация, которая через пружинные подвески 2 передается на основание 3. Для погружения электрода, основание вибромолота закрепляют на верхнем конце электрода и включают двигатель.

Рисунок 1 – Инструмент и приспособления для погружения электродов:
а — приспособление ПВЭ, б — приспособление ПЗД-12,
в — вибромолот ВМ-2

После погружения вертикальных заземлителей их соединяют между собой горизонтальными заземлителями (стальной полосой сечением не менее 48 мм2 и толщиной не менее 4 мм или стальным прутом диаметром не менее 10 мм) способом электрической, газовой или термитной сварки. Части заземлителя соединяют сваркой внахлестку. Длина нахлестки должна быть равна ширине проводника (при прямоугольном сечении) или шести диаметрам (при круглом сечении), а длина сварного шва должна быть соответственно не менее двойной ширины или шести диаметров. Если на месте производства работ отсутствует электроэнергия, отдельные элементы контура заземления соединяют между собой термитной сваркой.

Рисунок 2 – Соединение заземляющего проводника к трубопроводу.
а — полосы, б — круглого проводника

Для. монтажа контура наружного заземления с использованием естественных заземлителей заземляющие проводники приваривают к трубопроводам (рисунок 2). Все сварные соединения, расположенные в земле, для защиты от коррозии необходимо покрывать плотным слоем битумного лака. Сами заземлители и соединяющие их проводники окрашивать не следует, так как слой краски ухудшает контакт контура с землей.
В случаях, когда сварное соединение по каким-либо причинам затруднено, для присоединения заземляющих проводников к трубопроводам используют винтовые хомуты (полосы шириной не менее 40 мм и толщиной 4 мм). При установке хомутов контактную поверхность трубопровода зачищают до металлического блеска, а поверхность хомута облуживают припоем ПОС-40. Присоединение заземляющего проводника к хомуту должно выполняться сваркой.
Перед засыпкой траншей, в которых смонтирован наружный контур заземления, к нему приваривают стальные полосы или круглые стержни и вводят их внутрь здания, где находится оборудование, подлежащее заземлению. Таких вводов, соединяющих заземлители с внутренней заземляющей сетью, должно быть не менее двух и выполняются они стальными проводниками тех же размеров и сечений, что и для соединения заземлителей между собой. Как правило, вводы заземляющих проводников в здание прокладывают в несгораемых неметаллических трубах, выступающих по обе стороны стены примерно на 10 мм.
В цехе промышленного предприятия, в здании трансформаторной подстанции электрооборудование, подлежащее заземлению, располагается самым различным образом, и для присоединения его к системе заземления в помещении должны быть проложены заземляющие и нулевые защитные проводники. В качестве последних используют нулевые рабочие проводники (кроме взрывоопасных установок), а также: металлические конструкции зданий (колонны, фермы и т. п.); проводники, специально предназначенные для этой цели; металлические конструкции производственного назначения (каркасы распределительных устройств, подкрановые пути, шахты лифтов, обрамление каналов и т. п.); стальные трубы электропроводок; алюминиевые оболочки кабелей; металлические кожухи шинопроводов, короба и лотки; металлические стационарно проложенные трубопроводы любого назначения (кроме трубопроводов, горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления).
Запрещается использовать для указанной цели металлические оболочки трубчатых проводов, несущие тросы, металлорукава, броню и свинцовые оболочки кабелей, хотя сами по себе они должны заземляться или зануляться и иметь надежные соединения на всем протяжении.
Если естественные магистрали заземления использовать нельзя, то в качестве заземляющих или нулевых защитных проводников используют стальные проводники, минимальные размеры которых приведены в таблице 2. Заземляющие проводники в помещениях должны быть доступны для осмотра, поэтому они (за исключением стальных труб скрытой электропроводки, оболочек кабелей и т. п.) прокладываются открыто.
Проход через стены выполняют в открытых проемах, несгораемых неметаллических трубах, а через перекрытия — в отрезках таких же труб, выступающих над полом на 30. 50 мм. Заземляющие проводники проходят сквозь них свободно, за исключением взрывоопасных установок, где отверстия труб и проемов заделывают легко пробиваемым несгораемым материалом.

Таблица 2 – Минимальные размеры заземляющих проводников

Перед прокладкой стальные шины выправляют, очищают и окрашивают со всех сторон. Места соединения после сварки стыков окрашивают асфальтовым лаком, масляными красками. В сухих помещениях можно воспользоваться нитроэмалями, а в помещениях с сырыми и едкими парами нужно применять краски, стойкие к химически активной среде.
В помещениях и наружных установках с неагрессивной средой в местах, доступных для осмотра и ремонта, допускается выполнять болтовые соединения заземляющих и нулевых защитных проводников при условии, что будут приняты меры против ослабления и коррозии контактных соединений.

Рисунок 3 – Крепление заземляющих проводников дюбелями:
а — непосредственно к стене, б —• с подкладкой

Рисунок 4 – Крепление проводников заземления к стене:
а — плоских, б — круглых

Открыто проложенные заземляющие и нулевые защитные проводники должны иметь отличительную окраску: по зеленому фону полоски желтого цвета шириной 15 мм на расстоянии 150 мм друг от друга. Заземляющие проводники прокладывают горизонтально или вертикально; под углом их можно прокладывать только параллельно наклонным конструкциям здания.
Проводники прямоугольного сечения крепят плоскостью к кирпичной или бетонной стене (рисунок 3) с помощью строительно-монтажного пистолета или пиротехнической оправки. К деревянным стенам заземляющие проводники прикрепляют шурупами. Опоры для крепления заземляющих проводников устанавливают с соблюдением следующих расстояний: между опорами на прямых участках—600. 1000 мм, от вершин углов на поворотах—100 мм, от уровня пола помещения —400. 600 мм.
В сырых, особо сырых и помещениях с едкими парами крепление заземляющих проводников непосредственно к стенам не разрешается, их приваривают к опорам, закрепленным дюбелями (рисунок 4) или вмазанным в стену.

Сегодня мы не представляем себе жизни без электричества. Но, пользуясь электричеством, порой забываем, что имеем дело с потенциально опасным явлением. Опасность, в первую очередь, связана с возможностью поражения людей током, во вторую - с пожарами, возникающими из-за неисправности электрооборудования и проводки. Безусловно, всего этого можно избежать, если своевременно позаботиться о мерах защиты.
В интересах электробезопасности необходимо в первую очередь выполнить заземление.

Содержание

Прикрепленные файлы: 1 файл

Дипломная работа.doc

2.1 Меры защиты от прямого прикосновения----------------- -----------------

2.2 Меры защиты от прямого и косвенного прикосновений----------------

2.3 Меры защиты при косвенном прикосновении----------------- -----------

3 Охрана труда и техника безопасности------------------ ----------------------
4 Монтаж заземления-------------------- ------------------------------ -------------
5 Заземляющие проводники-------------------- ------------------------------ -----

В интересах электробезопасности необходимо в первую очередь выполнить заземление.

Одним из важных моментов обеспечения электробезопасности в жилище человека является заземление проводов. Сегодня же, в век компьютеров и бытовой электротехники, когда нагрузка на провода очень высока, заземление необходимо.

Заземление имеет определенную схему выполнения. Каждое устройство, подключенное к электросети, должно иметь три проводника:

фазный или рабочий проводник, питающий электроприбор,
нулевой или нейтральный проводник,
нулевой защитный проводник для заземления сети.

Заземление в частном доме имеет несколько другую схему исполнения. Здесь в качестве заземлителей могут использоваться различные подходящие для этих целей конструкции.

водопроводные и иные металлические трубы, кроме трубопроводов для горючих жидкостей, горючих и взрывчатых газов и смесей, канализации и центрального отопления;
трубы скважин;
металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие соприкосновение с землей.

Если имеется такая возможность то, можно сделать отвод от этих конструкций. Отвод выполняется с использованием сварки - лишь так обеспечивается необходимая площадь сечения. В качестве заземляющего проводника используют полосовую сталь сечением не менее 48 мм2 при толщине не менее 4 мм или стальной уголок с толщиной полки не менее 2,5 мм. Полосу или уголок прокладывают в помещение, где нужно сделать контур заземления из стальной полосы сечением не менее 24 мм2 и толщиной не менее 3 мм. Другой вариант: к полосе (уголку) приваривается болт, к нему присоединяется медный проводник (от 2,5 мм2), который и будет защитным PE-проводником.

Актуальность представленной темы обусловлена необходимостью иметь навыки монтажа и обслуживания заземляющих устройств электромонтёрами при выполнении ими профессиональных обязанностей.

Целью работы является изучение способов монтажа и обслуживания заземляющих устройств, для обеспечения надежной защиты оборудования.

1 Выявить способы защиты электрооборудования и персонала от поражения током.

2 Определить технологию монтажа заземления.

3 Дать сравнительную характеристику --

Для достижения цели и решения поставленной задачи используется следующие методы исследования :

Теоретические: анализ технической литературы изучение технической документации.

1 Общие сведения

Заземление устроено в соответствии с требованиями ПУЭ(Правила устройства электроустановок), СНиП-Ш-33-76(Строительные нормы и правила) и инструкции по устройству сетей заземления и зануления в электроустановках (СН 102-76).

Заземление следует выполнять:

а)при напряжениях переменного тока 380 В и выше и постоянного

тока 440 В и выше во всех электроустановках;

б)при напряжениях переменного тока выше 42 В и постоянного тока выше 110 В только в электроустановках, размещенных в помещениях с повышенной опасностью и в особо опасных, а также в наружных установках;

в)при любом напряжении переменного тока и постоянного тока во

Заземлители могут быть использованы как естественные, так и искусственные. Причём, если естественные заземлители имеют сопротивление растеканию, удовлетворяющие требованиям ПУЭ, то устройство искусственным заземлителями не требуется.

В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:

а) проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей;

б) обсадные трубы, металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в непосредственном соприкосновении с землёй;

в) свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле и т.д.

В качестве искусственных заземлителей чаще всего применяют угловую сталь 60x60 мм, стальные трубы диаметром 35-60 мм и стальные шины сечением не менее 100 мм2 .

Стержни длиной 2,5. 3м погружаются (забиваются) в грунт вертикально в специально подготовленной траншее (рис.1.1 ).

Рис. 1 Установка вертикального

заземлителя в траншее ( сквозная по всему тексту нумерация )

Вертикальные заземлители соединяются стальной полосой, которая приваривается к каждому заземлителю.

По расположению заземлителей относительно заземляемого оборудования системы заземления делят на выносное и контурное.

Выносное заземление оборудования показано на (рис.1.2). При выносной системе заземления заземлители располагаются на некотором удалении от заземляемого оборудования. Поэтому заземленное оборудование находится вне поля растекания тока и человек, касаясь его, окажется под полным напряжением относительно земли

Выносное заземление защищает только за счёт малого сопротивления грунта.

Рис.2 Схема выносного заземления:

1-заземляемое оборудование; 2-заземлители

Контурное заземление показано на (рис.1.3). Заземлители располагаются по контуру заземляемого оборудования на небольшом (несколько метров) расстоянии друг от друга. В данном случае поля растекания заземлителей накладываются, и любая точка поверхности земли внутри контура имеет значительный потенциал. Напряжение прикосновения будет меньше, чем при выносном заземлении.

Рис. 3 Контурное заземление

2.1 Меры защиты от прямого прикосновения

Основная изоляция токоведущих частей должна покрывать токоведущие части и выдерживать все возможные воздействия, которым она может подвергаться в процессе ее эксплуатации. Удаление изоляции должно быть возможно только путем ее разрушения. Лакокрасочные покрытия не являются изоляцией, защищающей от поражения электрическим током, за исключением случаев, специально оговоренных техническими условиями на конкретные изделия. При выполнении изоляции во время монтажа она должна быть испытана в соответствии с требованиями (гл. 1.8. Техники безопасности )

В случаях, когда основная изоляция обеспечивается воздушным промежутком, защита от прямого прикосновения к токоведущим частям или приближения к ним на опасное расстояние, в том числе в электроустановках напряжением выше 1 кВ, должна быть выполнена посредством оболочек, ограждений, барьеров или размещением вне зоны досягаемости.

Ограждения и оболочки в электроустановках напряжением до 1 кВ должны иметь степень защиты не менее IP 2X, за исключением случаев, когда большие зазоры необходимы для нормальной работы электрооборудования.

Ограждения и оболочки должны быть надежно закреплены и иметь достаточную механическую прочность.

Барьеры предназначены для защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям в электроустановках напряжением до 1 кВ или приближения к ним на опасное расстояние в электроустановках напряжением выше 1 кВ, но не исключают преднамеренного прикосновения и приближения к токоведущим частям при обходе барьера. Для удаления барьеров не требуется применения ключа или инструмента, однако они должны быть закреплены так, чтобы их нельзя было снять непреднамеренно. Барьеры должны быть из изолирующего материала.

В вертикальном направлении зона досягаемости в электроустановках напряжением до 1 кВ должна составлять 2,5 м от поверхности, на которой находятся люди (рис. 2.1).

Указанные размеры даны без учета применения вспомогательных средств (например, инструмента, лестниц, длинных предметов).

Установка барьеров и размещение вне зоны досягаемости допускается только в помещениях, доступных квалифицированному персоналу.

В электропомещениях электроустановок напряжением до 1 кВ не требуется защита от прямого прикосновения при одновременном выполнении следующих условий:

эти помещения отчетливо обозначены, и доступ в них возможен только с помощью ключа;
обеспечена возможность свободного выхода из помещения без ключа, даже если оно заперто на ключ снаружи;
минимальные размеры проходов обслуживания соответствуют гл. 4.1.

Зона досягаемости в электроустановках до 1 кВ:

S - поверхность, на которой может находиться человек;

В - основание поверхности S;

- граница зоны досягаемости токоведущих частей рукой человека, находящегося на поверхности S;

0,75; 1,25; 2,50 м - расстояния от края поверхности S до границы зоны досягаемости.

2.2 Меры защиты от прямого и косвенного прикосновений

Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) в электроустановках напряжением до 1 кВ может быть применено для защиты от поражения электрическим током при прямом и/или косвенном прикосновениях в сочетании с защитным электрическим разделением цепей или в сочетании с автоматическим отключением питания.

Токоведущие части цепей СНН должны быть электрически отделены от других цепей так, чтобы обеспечивалось электрическое разделение, равноценное разделению между первичной и вторичной обмотками разделительного трансформатора.

Проводники цепей СНН, как правило, должны быть проложены отдельно от проводников более высоких напряжений и защитных проводников, либо отделены от них заземленным металлическим экраном (оболочкой), либо заключены в неметаллическую оболочку дополнительно к основной изоляции.

Защитное заземление, (зануление), является основной мерой защиты металлоконструкции. Основная цель этого мероприятия — защитить от возможного удара током пользователя прибора при замыкании на корпус в том случае, например поражения электрическим током в случае замыкания фазного провода на, когда нарушена изоляция. Иными словами, заземление является дублером защитных функций предохранителей. Заземлять все электроприборы, имеющиеся в доме, нет необходимости: у большинства из них имеется надежный пластмассовый корпус, который сам по себе защищает от поражения электрическим током. Защитное зануление отличается от заземления тем, что корпуса машин и аппаратов соединяются не с "землей", а с заземленным нулевым проводом, идущим от трансформаторной подстанции по четырехпроводной линии электропередач. Для обеспечения полной безопасности человека сопротивление заземлителей (вместе с контуром) не должно превышать 4 ом. С этой целью два раза в год (зимой и летом) производится их контрольная проверка специальной лабораторией.

Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки электрической сети, электроустановки или оборудования, с заземляющим устройством.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемую часть (точку) с заземлителем. Заземлитель может быть простым металлическим стержнем (чаще всего стальным, реже медным) или сложным комплексом элементов специальной формы. Качество заземления определяется значением сопротивления заземляющего устройства, которое можно снизить, увеличивая площадь заземлителей или проводимость среды — используя множество стержней, повышая содержание солей в земле и т. д. Электрическое сопротивление заземляющего устройства определяется требованиями ПУЭ

Терминология

· Глухозаземлённая нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно. Глухозаземлённым может быть также вывод источника однофазного переменного тока или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трёхпроводных сетях постоянного тока.

· Изолированная нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, не присоединённая к заземляющему устройству или присоединённая к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.

Обозначения

Обозначение на схемах (два символа справа)

Проводники защитного заземления во всех электроустановках, а также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью, в том числе шины, должны иметь буквенное обозначение PE (Protective Earthing) и цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (для шин от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов. Нулевые рабочие (нейтральные) проводники обозначаются буквой N и голубым цветом. Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники должны иметь буквенное обозначение PEN и цветовое обозначение: голубой цвет по всей длине и желто-зеленые полосы на концах.

Обозначения системы заземления

Первая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания:

· T — непосредственное соединения нейтрали источника питания с землёй;

· I — все токоведущие части изолированы от земли.

Вторая буква определяет состояние открытых проводящих частей относительно земли:

· T — открытые проводящие части заземлены, независимо от характера связи источника питания с землёй;

· N — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки с глухозаземленной нетралью источника питания.

Буквы, следующие через чёрточку за N, определяют характер этой связи — функциональный способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников:

· S — функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками;

· C — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечивается одним общим проводником PEN.

Защитная функция заземления

Принцип защитного действия

Защитное действие заземления основано на двух принципах:

· Уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление.

· Отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом. В правильно спроектированной системе появление тока утечки приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств (устройств защитного отключения — УЗО).

Таким образом, заземление наиболее эффективно только в комплексе с использованием устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземленных предметах не превысит опасных величин. Более того, неисправный участок сети будет отключен в течение очень короткого времени (десятые ÷ сотые доли секунды — время срабатывания УЗО).

Разновидности систем заземления

Система TN-C (фр. Terre-Neutre-Combine) предложена немецким концерном AEG в 1913 году. Рабочий ноль и PE-проводник (англ. ProtectionEarth) в этой системе совмещены в один провод. Самым большим недостатком была возможность появления фазного напряжения на корпусах электроустановок при аварийном обрыве нуля. Несмотря на это, данная система все еще встречается в постройках стран бывшего СССР.

Разделение нулей в TN-S и TN-C-S

На замену условно опасной системы TN-C в 1930-х годах была разработана система TN-S (фр.Terre-Neutre-Separe), рабочий и защитный ноль в которой разделялись прямо на подстанции, а заземлитель представлял собой довольно сложную конструкцию металлической арматуры. Таким образом, при обрыве рабочего нуля в середине линии, корпуса электроустановок не получали линейного напряжения. Позже такая система заземления позволила разработать дифференциальные автоматы и срабатывающие на утечку тока автоматы, способные почувствовать незначительный ток. Их работа и по сей день основывается на законах Кирхгофа, согласно которым текущий по фазному проводу ток должен быть численно равным текущему по рабочему нулю току.

Также можно наблюдать систему TN-C-S, где разделение нулей происходит в середине линии, однако, в случае обрыва нулевого провода до точки разделения, корпуса окажутся под линейным напряжением, что будет представлять угрозу для жизни при касании.

Система TN-C-S

В системе TN-C-S трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землёй. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с точкой заземления трансформаторной подстанции. Для обеспечения этой связи на участке трансформаторная подстанция — электроустановки здания применяется совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник (PEN), в основной части электрической цепи — отдельный нулевой защитный проводник (PE).

Система TT

В системе TT трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землёй. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с землёй через заземлитель, электрически независимый от заземлителя нейтрали трансформаторной подстанции.

Система IT

В системе IT нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части заземлены. Ток утечки на корпус или на землю в такой системе будет низким и не повлияет на условия работы присоединенного оборудования. Система IT применяется, как правило, в электроустановках зданий и сооружений специального назначения, к которым предъявляются повышенные требования надежности и безопасности, например в больницах для аварийного электроснабжения и освещения.

Зануление — это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок, не находящихся в нормальном состоянии под напряжением, с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора, в сетях трехфазного тока; с глухозаземленным выводом источника однофазного тока; с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности. Защитное зануление является основной мерой защиты при косвенном прикосновении в электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.

Принцип действия

Принцип действия зануления

Принцип работы зануления: если напряжение (фаза) попадает на соединенный с нулем металлический корпус прибора, происходит короткое замыкание. Автоматический выключатель, включенный в поврежденную цепь срабатывает от короткого замыкания и отключает линию от электричества. Кроме этого, отключение электричества от линии может выполнять плавкий предохранитель. В любом случае, ПУЭ регламентируют время автоматического отключения поврежденной линии. Для номинального фазного напряжения сети 380/220 В. оно не должно превышать 0,4 с.

Зануление осуществляется специально предназначенными для этого проводниками. При однофазной проводке — это, например, третья жила провода или кабеля. Для того, чтобы отключение аппарата защиты произошло в предусмотренное правилами время, сопротивление петли "фаза-ноль" должно быть небольшим, что, в свою очередь, накладывает на все соединения и монтаж сети жесткие требования качества, иначе зануление может оказаться неэффективным. Помимо быстрого отключения неисправной линии от электроснабжения, благодаря тому, что нейтраль заземлена, зануление обеспечивает низкое напряжение прикосновения на корпусе электроприбора. Это исключает вероятность поражения током человека.

Различают зануление систем TN-C, TN-C-S и TN-S:

Система зануления TN-C

Устройство зануления.PNG Простая система зануления, в которой нулевой проводник N и нулевой защитный PE совмещены на всей своей длине. Совместный проводник обозначается аббревиатурой PEN. Имеет существенные недостатки, главный из которых - высокие требования к системам уравнивания потенциалов и сечению PEN-проводника. Применяется для электроснабжения трехфазных нагрузок, например асинхронных двигателей. Применение данной системы в однофазных групповых и распределительных сетях запрещено:

Не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник.

Система зануления TN-C-S

Усовершенствованная система зануления, предназначенная для обеспечения электробезопасности однофазных сетей электроустановок. Она состоит из совмещенного PEN-проводника, который соединен с глухозаземленной нейтралью питающего электроустановку трансформатора. В точке, где трехфазная линия разветвляется на однофазные потребители (например в этажном щите многоквартирного дома или в подвале такого дома) PEN-проводник разделяется на PE- и N-проводники, непосредственно подходящие к однофазным потребителям.

Система зануления TN-S

Наиболее совершенная, дорогая и безопасная система зануления, получившая распространение, в частности, в Великобритании. В этой системе нулевой защитный и нулевой проводники разделены на всей своей длине, что исключает вероятность ее выхода из строя при аварии на линии или ошибке в монтаже электропроводки.

Обеспечение безопасности жизнедеятельности – задача первостепенного приоритета для личности, общества и государства. С момента своего появления на Земле человек перманентно живёт и действует в условиях постоянно изменяющихся потенциально опасностей. Реализуясь в пространстве и времени, опасности причиняют вред здоровью человека, который проявляет в нервных потрясениях, болезнях, инвалидных и летальных исходах и др. Профилактика опасности и защита от них – актуальнейшая гуманная, социально-экономическая и юридическая проблема, в решении которой государство не может быть не заинтересованным.Для обеспечения электробезопасности необходимо строгое выполнение ряда организационно-технических мероприятий установленных правилами устройства электроустановок, правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. Опасное и вредное воздействие на людей электрического тока, электрической дуги и электромагнитных полей проявляется в виде электротравм и профессиональных заболеваний. Электробезопасность в помещении обеспечивается техническими способами и средствами защиты, а так же организационными и техническими мероприятиями.

Заземляющие устройства и соединение с ними (заземление или зануление) корпусов электрооборудования выполняют для обеспечения безопасности людей, обслуживающих электроустановки и пользующихся электроэнергией на производстве и в быту.

Файлы: 1 файл

заземляющие устройства.doc

МОНТАЖ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

НАЗНАЧЕНИЕ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Электросети выполняют проводниками, изолированными друг от друга и от земли. Однако в сетях имеют место утечки тока через изоляцию. Электросети представляют собой протяженный конденсатор, обкладками которого являются токоведущие проводники и земля. Между проводами и землей проходит емкостный ток. Таким образом, между изолированными проводниками и землей всегда существует электрическая цепь, замкнутая через сопротивление изоляции и емкость сети (рис.1).

Рис.1. Схема электрической цепи, обусловленная наличием сопротивления изоляции R и емкости С проводников в сети трехфазного тока

Прикосновение не только к голым, но и к изолированным частям, находящимся под напряжением, включает человека в электрическую цепь. Ток, проходящий через тело человека, будет тем больше, чем выше напряжение сети, чем больше ее емкость и меньше сопротивление ее изоляции.

Наибольшую опасность представляют случаи повреждения изоляции токоведущих частей, при которых доступные для прикосновения металлические корпуса электрооборудования и конструкции, поддерживающие провода и кабели, оказываются под полным напряжением. На эти случаи для обеспечения безопасности людей предусматривают преднамеренное соединение с землей металлических корпусов электрооборудования, а также других металлических частей, которые могут оказаться под напряжением при нарушении изоляции токоведущих частей, с помощью заземляющих проводников и заземлителей.

Ниже приведены определения терминов, относящиеся к элементам заземляющих устройств в электрических установках.

Заземлители - металлические проводники, находящиеся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземлители делят на искусственные и естественные.

Заземляющие проводники - металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановки с заземлителями (рис.2).

Рис.2. Защитное металлическое соединение корпусов электрооборудования в установках 380/220 В с заземленной нейтралью:

1 - заземляющие проводники;

3 - электродвигатель, корпус которого занулен;

4 - светильник, корпус которого занулен

Заземляющее устройство - совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Замыкание на землю - случайное электрическое соединение токоведущей части непосредственно с землей или с нетоковедущими электропроводящими конструкциями или предметами, неизолированными от земли.

Замыкание на корпус - случайное электрическое соединение токоведущей части с металлическими нетоковедущими частями электроустановки.

Нулевой защитный проводник - проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом.

Нулевой рабочий проводник в электроустановках напряжением до 1000 В - проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях многофазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухо-заземленной точкой источника в трехпроводных сетях постоянного тока.

Магистраль заземления или зануления - соответственно заземляющий или нулевой защитный проводник с двумя или более ответвлениями.

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Зона растекания тока - зона земли, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный токами замыкания на землю, может быть условно принят равным нулю.

Зона нулевого потенциала - зона земли за пределами зоны растекания.

Напряжение на заземлителе - напряжение между заземлителем и какой-либо точкой зоны нулевого потенциала при стекании тока с заземлителя в землю.

Напряжение относительно земли - напряжение относительно точки земли, находящейся вне зоны растекания тока замыкания на землю.

Сопротивление растеканию заземлителя - отношение напряжения на заземлителе к току, стекающему с него в землю.

Сопротивление заземляющего устройства - сопротивление, слагающееся из сопротивления растеканию заземлителя и сопротивления заземляющих проводников.

Ток замыкания на землю - ток, проходящий в электрической цепи через место замыкания на землю.

Напряжение прикосновения (U ) - напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек (рис.3).

Шаговое напряжение (U ) - напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага (0,8 м), на которых одновременно стоит человек (рис.3).

Глухозаземленная нейтраль - нейтраль генератора или трансформатора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно.

Рис.3. Кривая распределения потенциала в зависимости от расстояния до заземлителя:

Е - потенциал заземлителя;

Е - Е - разность потенциалов на расстоянии шага

Изолированная нейтраль - нейтраль генератора или трансформатора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через аппараты, компенсирующие емкостный ток сети, трансформаторы напряжения или другие аппараты, имеющие большое сопротивление.

Заземляющие устройства выполняют различно в зависимости от напряжения и системы электроснабжающей сети - с глухозаземленной или изолированной нейтралью генераторов (трансформаторов).

В электроустановках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью или глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а также с глухозаземленной средней точкой постоянного тока выполняется зануление с целью обеспечения надежного автоматического отключения от электросети оборудования, имеющего поврежденную изоляцию, в минимально короткий срок. Для этого зануляёмые части электрооборудования присоединяют к заземленному нулевому проводу сети (рис.4,а). Как видно из рисунка, замыкание на корпус светильника является коротким замыканием в первой фазе сети (цепь замыкания показана стрелками), что вызывает перегорание предохранителя в этой фазе, отключение светильника и снятие напряжения с его корпуса. В соответствии с ПУЭ наиболее распространенные электроустановки 380/220 В выполняются с глухозаземленной нейтралью.

Рис.4. Защитное заземление:

а - в сети с заземленной нейтралью;

б - в сети с изолированной нейтралью;

R сопротивление заземляющего устройства;

R - сопротивление тела человека;

R - сопротивление изоляции проводов

В электроустановках до 1000 В с изолированной нейтралью, а также во всех установках выше 1000 В выполняется заземление, предназначенное для снижения тока, протекающего через тело человека, до безопасного значения. Для этого заземляемые части электрооборудования присоединяют к заземляющему устройству, сопротивление которого R должно быть мало по сравнению с сопротивлением тела человека (рис.4, б).

Электрическое сопротивление тела человека изменяется от 800 до 100 000 Ом. Оно зависит от многих факторов: состояния здоровья, нервной системы, психического состояния, влажности кожи, состояния одежды, обуви и других причин.

Сопротивление заземляющих устройств в электроустановках до 1000 В с изолированной нейтралью согласно ПУЭ должно быть не более 4 Ом, а в электроустановках 220, 380 и 660 В с глухозаземленной нейтралью соответственно не более 8, 4, 2 Ом.

В электроустановках 3-35 кВ сопротивление заземляющих устройств должно быть 125/I , но не более 10 Ом. (I - расчетный ток замыкания на землю, значение которого задается энергосистемой). Если заземляющее устройство одновременно используется для установок до 1000 В, то сопротивление его не должно превышать указанных выше значений для этих установок.

Заземление или зануление в электроустановках выполняют: при 380 В и выше переменного и 440 В и выше постоянного тока во всех случаях; при напряжении 42 В и выше переменного тока и ПО В постоянного тока - в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.

Во взрывоопасных установках заземление или зануление выполняют при любых напряжениях.

Заземлению или занулению подлежат корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п.; приводы электрических аппаратов; вторичные обмотки измерительных трансформаторов; каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемные или открывающиеся части конструкций, если на последних установлено электрооборудование напряжением переменного тока выше 42 В или постоянного тока выше 110 В; металлические конструкции РУ, металлические кабельные конструкции и кабельные соединительные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, стальные трубы электропроводки, корпуса шинопроводов, лотки, короба, тросы и стальные полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме тросов и полос, по которым проложены кабели с заземленной или зануленной металлической оболочкой или броней), а также другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования; металлические оболочки и броня кабелей и проводов напряжением переменного тока до 42 В и постоянного тока до 110 В, проложенных на общих металлических конструкциях, в том числе в общих трубах, коробах, лотках и т.п., вместе с кабелями и проводами, металлические оболочки и броня которых подлежат заземлению или занулению; электрооборудование, установленное на опорах ВЛ (разъединители, предохранители, конденсаторы и т.п.); металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников; электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков, машин и механизмах.

Указанные выше металлические части заземляют или зануляют как на стационарных, так и на передвижных электроустановках и переносных электроприёмниках.

Заземлению или занулению не подлежат корпуса электроприемников с двойной изоляцией, а также корпуса электроприемников, подключаемых к сети через разделительный трансформатор.

Разрешается не выполнять преднамеренного заземления или зануления корпусов электрооборудования, аппаратов и электромонтажных конструкций, установленных на заземленных (зануленных) металлических конструкциях РУ, щитах, шкафах, щитках, станинах станков, машин и механизмов, при условии обеспечения надежного электрического контакта с заземленными или зануленными основаниями металлических конструкций РУ, а также других металлических конструкций, связанных с установкой электрооборудования, при условии надежного электрического контакта между этими конструкциями и установленным на них заземленным или зануленным электрооборудованием, однако эти конструкции не могут быть использованы для заземления или зануления установленного на них другого электрооборудования; арматуры изоляторов всех типов, оттяжек, кронштейнов и осветительной арматуры, установленных на деревянных опорах ВЛ и деревянных конструкциях открытых подстанций, если заземление не требуется по условиям защиты от атмосферных перенапряжений, а также случаев прокладки по деревянной опоре кабеля с заземленной оболочкой или неизолированного заземляющего проводника, когда перечисленные части, расположенные на этой опоре, должны быть заземлены (занулены); съемных или открывающихся частей металлических камер РУ, шкафов, ограждений и т. д., если на съемных или открывающихся частях не установлено электрооборудование или напряжение последнего не превышает 42 В переменного тока или 110 В постоянного тока; металлические скобы, закрепы, обоймы и отрезки металлических труб для проходов через стены и тому подобные элементы открытой прокладки по строительным конструкциям бронированных и небронированных кабелей и изолированных проводов.

Рис.5. Схема присоединения заземляющих проводников к элементам оборудования.

Каждая заземляемая или зануляемая часть электроустановки присоединяется к сети заземления (зануления) при помощи отдельного ответвления (Рис.6.5). Последовательное включение в заземляющий или нулевой защитный проводник заземляемых (зануляемых) частей электроустановки запрещается. При этом разрешается последовательное включение нескольких стационарных металлических конструкций (рельсовых путей, обрамлений каналов, строительных ферм и колонн и т.п.), используемых в качестве заземляющих (нулевых защитных) проводников или магистралей заземления (зануления). Под один заземляющий болт на магистрали заземления (зануления) разрешается присоединять только один проводник.

Читайте также: