Как заземлить металлическое ограждение по пуэ. Контур заземления: ПУЭ нормы и правила
Размещено 14.08.2011 (актуально до 22.02.2013)
Какой-либо части электроустановки и другой установки называется преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.
Защитным заземлением называется заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности.
Рабочим заземлением называется заземление какой-либо точки токоведущих частей электроустановки, необходимое для обеспечения работы электроустановки.
Занулением в электроустановках напряжением до 1 кВ называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока и с глухо-заземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока.
Заземлителем называется проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей.
Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформаторы тока).
ГОСТ Р 50571.2-94 предусматривает следующие типы систем заземления электрических сетей: TN-S, TN-C, TN-C-S, IT, ТТ. Для зданий можно встретить в основном схемы TN-S, TN-C, TN-C-S. Схемы IT, TT характерны, как правило, для локальных зон внутри здания и обеспечивают телекоммуникационные системы, питающиеся постоянным током. Буквы и графические символы, используемые в приведенных обозначениях типов систем заземления и на рисунках, расшифрованы в табл. 6.1 и 6.2.
Заземление (зануление) средств вычислительной техники, телекоммуникационных средств и технологического оборудования обеспечивает решение двух основных задач:
Защиту персонала от поражения электрическим током при повреждении изоляции и замыкании одного из проводов питающей линии на корпус оборудования или от появления на корпусе оборудования опасного для человека потенциала по каким-либо другим причинам (например, из-за индуктивных или емкостных связей);
Защиту оборудования и линий обмена информацией (в том числе локальных вычислительных сетей) от помех, которые возникают со стороны питающих сетей из-за разности потенциалов между различными точками цепей заземления и блуждающих токов в цепях заземления вследствие воздействия внешних электромагнитных полей и других причин.
Таблица 6.1. Буквенные обозначения систем заземления и заземляющих проводников
Таблица 6.2. Условные обозначения проводников
Первая задача решается с помощью защитных заземляющих устройств, выполняемых в соответствии с гл. 1.7 ПУЭ, ГОСТ Р 50571.10-96, ГОСТ Р 50571.21-2000, ГОСТ Р 50571.22-2000. Вторая задача решается с помощью прокладки специальных заземляющих или нулевых защитных проводников, соединенных в единую электрическую соединительную сеть.
В соответствии с ГОСТ Р 50571.10-96 в случае, когда заземление требуется как для защиты, так и для нормальной работы электроустановки, в первую очередь следует соблюдать требования, предъявляемые к мерам защиты.
Наличие замкнутых контуров и связей между системами заземления различного назначения может сопровождаться возникновением межсистемных помех заземления, которые не устраняются установкой источников бесперебойного питания и других устройств кондиционирования (улучшения) мощности без гальванической развязки. В ряде случаев, формально выполняя требования ГОСТ 464-79 по организации отдельной системы заземления для средств телекоммуникаций, создают отдельную систему заземления, например для учрежденческой цифровой телефонной станции. При этом не обращается внимания на то, что стандарт требует отдельной системы заземления для полюса системы питания постоянного тока. Питание оборудования от общей сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью и выполнение, казалось бы, обособленного заземления как раз приводят к ситуации, когда образуются контура заземления, вызывающие неустойчивую работу оборудования. Контур заземления, в отличие от жаргонного «контура заземления» (соединения горизонтальных заземлителей в земле), является нежелательным и образуется при наличии связи между двумя заземлителями (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Контур заземления
В образовавшемся контуре заземлитель 1 - электрическая связь (проводник) - заземлитель 2 - среда (земля) могут наводиться токи от внешних электромагнитных полей или протекать блуждающие токи сторонних нагрузок. Все это приводит к электромагнитным помехам в работе оборудования. Локальные вычислительные и телекоммуникационные сети зачастую имеют в своем составе оборудование связи (антенны, модемы и пр.) и подвержены влиянию помех, в том числе от разрядов молнии, поэтому для них важна высокая помехозащищенность. В силу этого обстоятельства устранению контуров следует уделять особое внимание при проектировании и эксплуатации электроустановок зданий.
На практике встречается также ошибочное заземление отдельного электроприемника или группы электроприемников на обособленный заземлитель, не связанный с нейтралью трансформатора (рис. 6.2). Эта схема заземления напоминает схему ТТ, с той лишь разницей, что при этом нарушается п. 1.7.39 ПКЭ, который гласит: «В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью или глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а также с глухозаземленной средней точкой в трехпроводных сетях постоянного тока должно быть выполнено зануление. Применение в таких электроустановках заземления корпусов электроприемников без их зануления не допускается...». Это требование вызвано тем, что обеспечить электробезопасность при такой схеме невозможно. На рис. 6.2 показан вынос потенциала при коротком замыкании на корпус электроприемника, заземленного на обособленный заземлитель.
Рис. 6.2. Вынос потенциала на незанулённый корпус оборудования
Потенциал на корпусе будет обусловлен падением напряжения в фазном проводнике до точки КЗ и падением напряжения в сопротивлении заземлителя 2, в среде (в земле и конструкциях) и в сопротивлении заземлителя 1. Сопротивление цепи короткого замыкания при этом будет больше сопротивления цепи «фаза-ноль», исходя из параметров которого выбирается защитный автомат, и короткое замыкание, скорее всего, не будет отключено действием максимальной токовой защиты. При этом на корпус будет вынесен потенциал, близкий к фазному напряжению, что создаст угрозу для жизни людей. Отключение КЗ произойдет за счет действия тепловой защиты автоматического выключателя, но время отключения КЗ при этом превысит нормируемые значения.
Характеристики устройств защиты и полное сопротивление цепи «фаза-ноль» должны обеспечивать автоматическое отключение питания в пределах нормированного времени при замыканиях на открытые проводящие части.
Это требование выполняется при соблюдении следующего условия:
Z s I a
где Z s - полное сопротивление цепи «фаза-ноль»; I а - ток, меньший тока короткого замыкания, вызывающий срабатывание устройства защиты за время, являющееся функцией номинального напряжения Uo; Uo - номинальное напряжение (действующее значение) между фазой и землей.
Предельно допустимые времена отключения для систем TN составляют:
Uo = 220 В, время отключения - 0,4 с;
Uo = 380 В, время отключения - 0,2 с.
Таким образом, неправильно выполненное заземление приводит к образованию нежелательных контуров и вызывает электромагнитные помехи в работе оборудования, а также создает угрозу для жизни людей.
В современном мире практически невозможно представить жизнь без техники, работающие с помощью электричества. Можно сказать, что она довольно прочно вошла в жизнь многих и без нее трудно представить «нормальную» жизнь. Но бывает такое что любимое и такое нужно оборудование может внезапно превратиться в источник опасности для жизни. Именно, чтобы избежать таких ситуаций и нужно использовать контур заземления.(рис.1)
Почти все современные дома оснащены всевозможной электротехникой, которая является частью нашей повседневной жизни. Но в случае нарушения изоляции она может превратиться из незаменимого помощника в оборудование, представляющее реальную угрозу для жизни. Чтобы она не возникала, в домах устраивают контур заземления.
Для чего нужен контур заземления?
Заземление – это устройство специальной конструкции, которое будет соединяться с землей (грунтом). В таком случае в такое соединение включают электрические приборы, которые в нормальном своем состоянии не находятся под напряжением. А вот при нарушении условий эксплуатации или иных причин приведших к повреждению изоляции – оно может возникнуть. Поэтому так важно соблюдать нормы заземления контура заземления.
Все дело заключается в следующем – ток всегда стремиться туда, где находиться наименьшее сопротивление. Так при нарушении в оборудование происходит выход тока на корпус изделия. Техника начинает работать с перебоями и постепенно приходить в негодность. Но намного страшнее другое – при прикосновении к такой поверхности, человек получает такой разряд, что просто погибает.
Но при использовании – контура заземления будет происходить следующие. Напряжение будет распределяться между существующим контуром и человеком. Вот только контур заземления в данном случае будет обладать меньшим сопротивлением. И это значит, что человек хоть и почувствует неудобство, но все же весь основной ток уйдет через контур в грунт.
Важно! При устройстве контура заземления важным будет помнить, и соблюдать все необходимое для устройства его с минимальным сопротивлением.
Контур заземления – виды и его устройство
В основном для заземления используются металлические стрежни, которые играют роль электродов. Они соединяются между собой и углубляются на достаточное расстояние в землю. Такая конструкция соединяется с щитом, установленным в доме. Для этого используется полоса из металла нужной толщины. (рис.2)
Само расстояние, на которое погружают электрод, напрямую зависит от высоты расположения грунтовых вод. Чем их залегание выше, тем и выше система заземления. Но при всем этом удаление ее от нужного объекта составляет от одного метра до десяти метров. Это расстояние является важным условием и должно строго соблюдаться.
Расположение электродов зачастую носить форму геометрической фигуры. Зачастую – это треугольник, линия или квадрат. На форму влияет площадь, которую следует обязательно обхватить и удобство монтажа.
Важно! Система заземления в обязательном порядке располагается ниже уровня промерзания грунта, которое существует в конкретном месте.
Основные типы контуров заземления
Так существуют два основных типа технологических решений. Это контуры заземления – глубинный и традиционный.
Так при традиционном способе расположение электродов следующие – одни располагается горизонтально, а остальные вертикально. Первым электродом является стальная полоса, а вторыми являются соответственно стрежни из металла. Все они должны иметь допустимые значения по своему размеру.
Необходимо учитывать, что место для устройства конура необходимо подбирать из того, что он должно быть мало людным. Наилучшим для этого будет подходить теневая сторона с постоянной влажностью почвы.
Но у данного контура заземления существуют и свои минусы:
- довольно трудное и физически тяжелое его устройство;
- металлические изделия, из которой состоит контур подвержено коррозии, что не только его разрушает, но им ожжет служить причиной ухудшения проводимости;
- так как он расположен в верхней части земли, то очень сильно зависит от параметров окружающей среды, которые могут изменить его проводимые характеристики.
Глубинный способ намного эффективнее традиционного. Его изготавливают специализированные производства. И он обладает рядом достоинств:
- соответствует всем установленным нормам;
- срок службы значительно продолжительный;
- не зависит от окружающей среды, благодаря глубине залегания;
- монтаж довольно прост.
Необходимо учитывать, что после устройства любого из типов контура заземления, необходимо проверить его соответствие на все требования и надежность. Для этого необходимо пригласить специализированных экспертов. У них должна быть лицензия на проведения такой деятельности. После проверки выдается соответствующие заключение. На контур заземления необходимо завести паспорт к нему приложить протокол об проводимых испытаниях и разрешение на использование.(рис. 3)
Важно! Нельзя экономить на материалах при устройстве контура заземления (рис. 4). Иначе его работа будет полностью сведена к нулю.
Контур наружного заземления
Эта система служит для подстанции трансформатора и является замкнутой. Состоит из небольшого количества электродов. Они располагаются по вертикали. Заземлитель по горизонтали, он изготавливается, и полос стали 4*40 мм.
Контур заземления должен обладать сопротивление в 40 м, не как не больше, а земля максимально – 1000 м/м. В настоящее время согласно правилам можно увеличить значения, но не более чем в десять раз для грунта. Из этого можно сделать вывод, что для достижения значения в 40 м нужно произвести вертикальную установку восьми электродов по пять метровых. Они должны быть изготовлены из круга при его диаметре 16 мм. Или можно использовать десять трех метровых, при использовании уголка из стали 50*50 мм.
Наружный контур отводиться от края здания больше чем на метр. Элементы располагающиеся горизонтально закапываются в траншею на расстояние 700 мм от уровня поверхности почвы. Полоску располагают ребром.
Таким образом понятно, что следует четко руководствоваться существующими нормами. Так контур заземления ПУЭ отражен в главе 1.7. Н так же необходимо следить за всеми изменениями в требованиях, которые могут случаться довольно часто.
В промышленности заземление используется давно, в жилом фонде оно стало использоваться относительно недавно. Правда, в правилах устройства электроустановок (ПУЭ) о заземлении написано немало. Здесь четко расписано, как должен проводиться заземляющий контур, какие элементы должны в нем использоваться, параметры заземляющих контуров и все остальное. Вот почему к этой системе защите от утечек тока необходимо относится со всей ответственность, имеется в виду монтаж, расчет и обслуживание. Итак, заземление (ПУЭ лежит в основе) определяет безопасность эксплуатации электрических сетей.
Термины заземляющей системы
Прежде чем переходить к рассмотрению правил монтажа заземления, необходимо обозначить термины, которыми пользуются специалисты, проводя данный тип работ.
- Во-первых, что такое заземляющее устройство? Это конструкция, состоящая из заземлителя и заземляющих проводников.
- Во-вторых, что такое заземлитель? Это проводник из металла, который непосредственно соединяется с землей.
- В-третьих, что такое заземляющие проводники? Это система металлических проводников, которые соединяют заземлитель с электрическим оборудованием.
Обратите внимание, что заземление электроустановки искусственным способом называется преднамеренным. Есть такое понятие, как сопротивление заземляющего устройства. Это, по сути, сумма сопротивлений заземлителя и заземляющих проводников. Если говорить о сопротивлении самого заземлителя, то это напряжение относительно земли к проходящему по металлическому проводнику току.
Заземлители искусственные и естественные
С терминами разобрались, теперь можно рассмотреть, какие проводники можно использовать в качестве заземлителя. По заголовку раздела становится понятным, что они могут быть или естественными, или искусственными.
К естественным относятся металлические системы подземных трубопроводов (водопровод, канализация, скважины) или металлические конструкции зданий и сооружений, глубоко входящие в землю.
Внимание! Трубопроводы, проложенные под землей, могут быть использованы в качестве естественного заземления лишь в том случае, если стыки труб были соединены газо- или электросваркой. Использовать в данных целях нефте-, газо- и бензопроводы запрещается. В ПУЭ это четко обозначено.
Что касается искусственных заземлителей, то для этого чаще всего используются металлические профили, которые вбиваются в землю на глубину от 2,5 до 3 м. Чаще всего для этих целей применяются стальные уголки с шириною полки 50 мм, арматуру или трубы. Обязательное условие – это оставить над поверхностью земли 10 см торчащего профиля. Заземлителей должно быть или четыре, или три, они устанавливаются или квадратом, или треугольником. Торчащие концы обвязываются круглой арматурой диаметром 10-16 мм или стальной полосой шириною 30 мм. Все стыки производятся только электросваркой.
Показатели сопротивления
Показатели сопротивления очень важны, когда идет речь о сетях с разным напряжением. Это четко зафиксировано в ПУЭ.
- В электрических установках до 1000 вольт сопротивление должно составлять не больше 4 Ом.
- Выше 1000 вольт – сопротивление не более 0,5 Ом.
- Если в сети используются установки и больше и меньше 1000 вольт, то за расчетный показатель берется наименьший.
Правила монтажа
Внимание! Все соединения заземляющей системы производятся только сваркой, где два элемента или участка соединяются внахлест. Качество такого соединения проверятся ударом килограммового молотка. Сварные стыки обязательно надо обработать лаком на основе битума.
Теперь, что касается проводки заземляющих проводников. Их можно проводить по бетонным и кирпичным конструкциям, как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. Крепление к конструкциям производится дюбелями, между которыми можно оставлять расстояние:
- на прямолинейных участках в диапазоне 600-1000 мм;
- на изгибах и поворотах не более 100 мм.
Расстояние от напольного основание до места крепежа должно составлять 400-600 мм. Если заземляющая система проводников будет прокладываться во влажных помещениях, то под них необходимо будет уложить подкладки толщиною не меньше 10 мм.
Правила заземления трубопроводов
Заземление трубопроводов – мероприятие обязательное, закрепленное в ПУЭ. Именно таким образом можно повысить безопасность их эксплуатации, ведь в трубных системах скапливается статическое электричество, плюс всегда есть вероятность попадания молнии в трубы. Требования правил устройства электроустановок обеспечить заземлением не только трубопроводы внешние, но и внутренние (технологические и коммуникационные).
В ПУЭ четко регламентировано, как должно проводиться заземление трубопроводов.
- Во-первых, система труб должна быть единой непрерывной сетью, соединяемой в единый контур.
- Во-вторых, к заземляющей системе трубопроводы должны быть подключены минимум в двух точках.
Что касается первой позиции, то это не значит, что сама трубопроводная система должна быть непрерывной. Здесь будет достаточно обеспечить соединение участков или отдельных трубопроводов в одну единую сеть, для чего чаще всего используются так называемые межфланцевые перемычки. По сути, это обычный медный провод марки или ПВЗ, или ПуГВ. Крепление перемычек к трубопроводу обеспечивается сваркой, болтовым соединением или устанавливается хомут заземления для труб.
Что касается второй позиции, то специалисты рекомендуют не разбрасываться по всей линии технологической цепочки, просто провести соединение в начале и конце контура.
Заключение по теме
Обычно система заземления работает достаточно долго, особенно это касается той ее части, которая располагается внутри помещений. Но иногда приходиться менять какие-то элементы или целые участки. Повторное подключение и сборка линии не требует каких-то других нюансов проведения работ. Главное – это плотное примыкание всех частей друг к другу, никакого обрыва, коррозии стыков и других изъянов.
Похожие записи:
Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью
Куда должен быть присоединен заземляющий проводник, если
в PEN-проводнике, соединяющем нейтраль трансформатора или генератора с шиной PEN
РУ до I кВ, установлен ТТ?
Ответ
. Должен быть присоединен не к нейтрали трансформатора или
генератора непосредственно, а к PEN- проводнику, по возможности сразу на ТТ.
В таком случае разделение PEN-проводника на RE- и N- проводники в системе TN-S
должно быть выполнено также за ТТ. ТТ следует размещать как можно ближе к выводу
нейтрали трансформатора или генератора.
Каким должно быть сопротивление заземляющего устройства, к которому
присоединены нейтрали генератора или трансформатора, или выводы источника
однофазного тока?
Ответ
. Должно быть в любое время года не более 2, 4 и 8 Ом соответственно
при 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника
однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом
использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных
заземлений PEN- или PE- проводника ВЛ до 1 кВ при количестве отходящих линий
не менее двух.
Каким должно быть сопротивление заземлителя, расположенного
в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора, или
вывода источника однофазного тока?
Ответ.
Должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственного при линейных
напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220
и 127 В источника однофазного тока. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом×м
допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 ρ раз, но не более
десятикратного.
В каких точках сети должны быть выполнены повторные заземления PEN-
проводника?
Ответ
. Должны быть выполнены на концах ВЛ или ответвлений от них длиной
более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве
защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение
питания.
Каким должно быть общее сопротивление растеканию заземлителей (в том
числе естественных) всех повторных заземлений PEN- проводника каждой ВЛ в любое
время года?
Ответ
. Должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных
напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220
и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию
заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом
соответственно при тех же напряжениях. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом×м
допускается увеличивать указанные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного.
Заземляющие устройства в электроустановках напряжением до 1 кВ
с изолированной нейтралью
Какому условию должно соответствовать сопротивление заземляющего
устройства, используемого для защитного заземления ОПЧ (открытая проводящая
часть) в системе IT?
Ответ
. Должно соответствовать условию:
R ≤ U пр /I
где R - сопротивление заземляющего устройства, Ом;
U пр - напряжение прикосновения, значение которого принимается равным
50 В; I - полный ток замыкания на землю, А.
Какие требования предъявляются к значениям сопротивления заземляющего
устройства?
Ответ
. Как правило, не требуется принимать значение этого сопротивления
менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если
соблюдено условие
R ≤ U пр /I,
а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВА, в том числе
суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.
Заземлители
Что может быть использовано в качестве естественных заземлителей?
Ответ
. Могут быть использованы:
o металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся
в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий
и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных,
слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;
o металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
o обсадные трубы буровых скважин;
o металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части
затворов и т.п.;
o рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные
пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;
o другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения;
o металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые
оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.
Допускается ли использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих
жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации
и центрального отопления?
Ответ
. Использовать не допускается. Указанные ограничения не исключают
необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству
с целью уравнивания потенциалов.
Заземляющие проводники
Какое сечение должен иметь заземляющий проводник, присоединяющий
заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине
в электроустановках до 1 кВ?
Ответ
. Должен иметь сечение не менее: медный - 10 мм> 2 ,
алюминиевый - 16 мм 2 , стальной - 75 мм?.
Главная заземляющая шина
Что следует использовать в качестве главной заземляющей шины внутри
вводного устройства?
Ответ
. Следует использовать шину PE.
Какие требования предъявляются к главной заземляющей шине?
Ответ
. Ее сечение должно быть не менее сечения PE (PEN) - проводника
питающей линии. Она должна быть, как правило, медной. Допускается применение
ее из стали. Применение алюминиевых шин не допускается.
Какие требования предъявляются к установке главной заземляющей шины?
Ответ
. В местах, доступных только квалифицированному персоналу, например,
щитовых помещениях жилых домов, ее следует устанавливать открыто. В местах,
доступных посторонним лицам, например, подъездах и подвалах домов, она должна
иметь защитную оболочку - шкаф или ящик с запирающейся на ключ дверцей.
На дверце или на стене над шиной должен быть нанесен знак.
Как должна быть выполнена главная заземляющая жила в случае, если здание
имеет несколько обособленных вводов?
Ответ
. Должна быть выполнена для каждого вводного устройства.
Защитные проводники (PE-проводники)
Какие проводники могут использоваться в качестве PE-проводников
в электроустановках до 1 кВ?
Ответ
. Могут использоваться:
-
специально предусмотренные проводники, жилы многожильных кабелей, изолированные
или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами, стационарно
проложенные изолированные или неизолированные проводники;
-
ОПЧ электроустановок: алюминиевые оболочки кабелей, стальные трубы
электропроводов, металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов
и комплектных устройств заводского изготовления;
-
некоторые сторонние проводящие части: металлические строительные конструкции
зданий и сооружений (фермы, колонны и т.п.), арматура железобетонных
строительных конструкций зданий при условии выполнения требований, приведенных
в ответе на вопрос 300, металлические конструкции производственного назначения
(подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов,
обрамления каналов и т.п.).
Могут ли быть использованы в качестве PE-проводников сторонние
проводящие части?
Ответ
. Они могут быть использованы, если отвечают требованиям настоящей
главы к проводимости и, кроме того, одновременно отвечают следующим требованиям:
непрерывность электрической цепи обеспечивается либо их конструкцией, либо
соответствующими соединениями, защищенными от механических, химических и других
повреждений; их демонтаж невозможен, если не предусмотрены меры по сохранению
непрерывности цепи и ее проводимости.
Что не допускается использовать в качестве PE-проводников?
Ответ
. Не допускается использовать: металлические оболочки изоляционных
труб и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке,
металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей; трубопроводы
газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей,
трубы канализации и центрального отопления; водопроводные трубы при наличии
в них изолирующих вставок.
В каких случаях не допускается использовать нулевые защитные проводники
в качестве защитных проводников?
Ответ
. Не допускается использовать в качестве защитных проводников
нулевые защитные проводники оборудования, питающегося по другим цепям, а также
использовать ОПЧ электрооборудования в качестве нулевых защитных проводников для
другого электрооборудования, за исключением оболочек и опорных конструкций
шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления, обеспечивающих
возможность подключения к ним защитных проводников в другом месте.
Какими должны быть наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников?
Ответ
. Должны соответствовать данным таблице 1
Таблица 1
Сечение фазных проводников, мм 2 | Наименьшее сечение защитных проводников, мм |
---|---|
S≤16 | S |
16 | 16 |
S>35 | S/2 |
Допускается, при необходимости, принимать сечение защитных проводников менее
требуемых, если оно рассчитано по формуле (только для времени отключения ≤ 5 с): :
S ≥ I √ t/k
где S - площадь поперечного сечения защитного проводника, мм
2 ;
I - ток КЗ, обеспечивающий время отключения поврежденной цепи защитным аппаратом
или за время не более 5 с, А;
t - время срабатывания защитного аппарата, с;
k - коэффициент, значение которого зависит от материала проводника, его
изоляции, начальной и конечной температур. Значения k для защитных проводников
в различных условиях приведены в табл. 1.7.6-1.7.9 главы 1.7 Правил устройства
электроустановок (седьмое издание).
Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники
(PEN-проводники)
В каких цепях могут быть совмещены в одном проводнике (PEN-проводник)
функции нулевого защитного (PE) и нулевого рабочего (N) проводников?
Ответ
. Могут быть совмещены в многофазных цепях в системе TN для
стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения
не менее 10 мм
2 по меди или 16 мм
2 по алюминию.
В каких цепях не допускается совмещение функций нулевого защитного
и нулевого рабочего проводников?
Ответ
. Не допускается в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве
нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный
третий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ до 1
кВ к однофазным потребителям электроэнергии.
Допускается ли использование сторонних проводящих частей в качестве
единственного PEN-проводника?
Ответ
. Такое использование не допускается. Это требование не исключает
использования открытых и сторонних проводящих частей в качестве дополнительного
PEN-проводника при присоединении их к системе уравнивания потенциалов.
Когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены, начиная
с какой-либо точки электроустановки, допускается ли объединять их за этой точкой
по ходу распределения энергии?
Ответ
. Такое объединение не допускается.
Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников
системы управления и выравнивания потенциалов
Как должны быть выполнены присоединения заземляющих и нулевых защитных
проводников и проводников уравнивания потенциалов к ОПЧ?
Ответ
. Должны быть выполнены при помощи болтовых соединений или сварки.
Как должно быть выполнено присоединение каждой ОПЧ электроустановки
к нулевому защитному или защитному заземляющему проводнику?
Ответ
. Должно быть выполнено с помощью отдельного ответвления.
Последовательное включение в защитный проводник ОПЧ не допускается.
Можно ли включать коммутационные аппараты в цепи PE- и PEN- проводников?
Ответ.
Такое включение не допускается за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных розеток.
Какие требования предъявляются к розеткам и вилкам штепсельного
соединения, если защитные проводники и/или проводники уравнивания потенциалов
могут быть разъединены при помощи того же штепсельного соединения?
Ответ
. Они должны иметь специальные защитные контакты для присоединения
к ним защитных проводников или проводников уравнивания потенциалов. Переносные
электроприемники
Какие меры могут быть применены для защиты при косвенном прикосновении
в цепях, питающих переносные электроприемники?
Ответ
. В зависимости от категории помещения по уровню опасности поражения
людей электрическим током могут быть применены автоматическое отключение
питания, защитное электрическое разделение цепей, сверхнизкое напряжение,
двойная изоляция.
Какие требования к подключению к нулевому защитному проводнику в системе TN или к заземлению в системе IT металлических корпусов переносных электроприемников при применении автоматического отключение питания?
Ответ
. Для этого должен быть предусмотрен специальный защитный (PE)
проводник, расположенный в одной оболочке с фазными проводниками (третья жила
кабеля или провода - для электроприемников однофазного и постоянного тока,
четвертая или пятая жила - для электроприемников трехфазного тока),
присоединяемый к корпусу электроприемника и к защитному контакту вилки
штепсельного соединения. Использование для этих целей нулевого рабочего (N)
проводника, в том числе расположенного в общей оболочке с фазными проводниками,
не допускается.
Как должны быть дополнительно защищены штепсельные розетки с номинальным
током не более 20 А наружной установки, а также внутренней установки,
но к которым могут быть подключены переносные электроприемники, используемые вне
зданий либо в помещениях с повышенной опасностью?
Ответ
. Должны быть защищены УЗО с номинальным отключающим
дифференциальным током не более 30 мА. Допускается применение ручного
электроинструмента, оборудованного УЗО-вилками.
Передвижные электроустановки
Что должно быть применено для автоматического отключения питания?
Ответ.
Должно быть применено: устройство защиты от сверхтоков в сочетании
с УЗО, реагирующим на дифференциальный ток, или устройством непрерывного
контроля изоляции, действующим на отключение, или УЗО, реагирующим на потенциал
корпуса относительно земли.
Отсутствие заземления электрооборудования или неправильное его выполнение может привести к производственному травматизму, выходу из строя приборов автоматизации или неправильной их работе, погрешности показаний измерительной техники. Это происходит в результате пробоя изоляции между токоведущими частями и корпусом оборудования. В результате на корпусе появляется напряжение и протекает электрический ток, который может нанести травму человеку и привести к сбоям в работе электрических устройств. Чтобы этого избежать, часть установки, не находящуюся в нормальном состоянии под напряжением, соединяют с заземляющим устройством. Этот процесс называется заземлением.
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, мм 2 | Наименьшее сечение защитных проводников, мм 2 |
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.