Заземление электроустановок. Контур заземления

Страница 26 из 30

Одной из основных причин поражения электрическим током людей и животных в условиях сельскохозяйственного производства является замыкание токоведущих частей на землю или на корпуса электрических машин, трансформаторов и других электрических аппаратов и приборов. Вследствие того, что электрические установки в сельском хозяйстве работают в неблагоприятных условиях (большое число их подвергается воздействию атмосферных осадков, эксплуатируется в пыльной, влажной или агрессивной среде и т. п.), может разрушаться изоляция проводок, образовываться токопроводящая влажная и пыльная пленка на изоляторах, конденсироваться влага между обмоткой и корпусом электрической машины, на корпусах электроустановок появляется потенциал. В ряде случаев такой потенциал представляет большую опасность для обслуживающего персонала и животных.
Следует указать основные причины поражения электрическим током:
прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением:
прикосновение к нетоковедущим, но токопроводящим частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением из-за неисправности изоляции или защитных устройств;
попадание под шаговое напряжение. Особо необходимо выделить нарушение правил техники безопасности и правил технической эксплуатации электроустановок .
По условиям безопасности электроустановки делятся на две категории: напряжением до 1 кВ, которые в основном питаются от трехфазных сетей - трехпроводной с изолированной нейтралью и четырехпроводной с глухозаземлеиной нейтралью и напряжением выше 1 кВ - трехпроводиой с изолированной нейтралью и трехпроводиой с глухозаземлеиной нейтралью.
Для защиты от поражения в электроустановках применяются следующие меры и способы: защитное заземление; защитное зануление; защитное отключение; обеспечение малых напряжений; защитное разделение сетей; контроль и профилактика повреждений изоляции.

Заземление электроустановок.

Заземлением электроустановки называют преднамеренное электрическое соединение ее с заземляющим устройством. Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводов. Заземлителем называется металлический стержень, провод, лист, полоса или металлический предмет другой формы, соединяющий заземляемую часть электроустановки с землей. Устройство, состоящее из ряда заземлителей, соединенных между собой электрически при помощи металлической полосы или провода, образует заземляющий контур или контур заземления. Заземляющим проводником называют металлические проводники, которыми заземляемые части электроустановки соединяются с заземлителем или контуром заземления. Различают защитное и рабочее заземление.

Защитным заземлением является соединение с заземлителем (контуром) металлических частей электроустановки, нормально изолированных от частей, находящихся под напряжением, служащее для того, чтобы обезопасить человека от поражения электрическим током в случае прикосновения к частям электроустановки, оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции.
Действие защитного заземления заключается в том, что оно снижает напряжение между корпусом оборудования, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасного значения. Если корпус электроустановки (рис. 50) не заземлен и оказался в контакте с фазой, то прикосновение человека к такому корпусу равносильно прикосновению к фазе. Если же корпус заземлен, его потенциал относительно земли не превышает безопасного значения. Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью и в сетях напряжением 1 кВ и выше с любым режимом заземления нейтрали.

Рис. 51. Растекание тока у заземлителя и характер изменения потенциала вокруг него: V ном - номинальное напряжение электроустановки; u пр - напряжение прикосновения: - шаговое напряжение



Рис. 50. Схема соединения электроустановки с заземлителем:
Rа - сопротивление заземлителя
Основной электрической характеристикой заземлителя или контура заземления является сопротивление растеканию тока. Если представить заземлитель в виде полусферы, то ток в земле растекается во все стороны от этого заземлителя в радиальных направлениях (рис.51). Наибольшим потенциалом обладает электроустановка. Если пренебречь падением потенциала в заземляющем проводе, потенциал заземлителя окажется равным потенциалу электроустановки. По мере удаления
Рабочее заземление применяют для обеспечения нормальной работы электроустановок. К рабочим заземлениям относят заземления нейтрали генераторов и трансформаторов, заземление средств грозозащиты и т. д.
от заземлителя потенциал снижается. На расстоянии более 20 м слои грунта имеют нулевой потенциал.
Разность потенциалов двух точек, к которым одновременно прикасается человек, называется напряжением прикосновения. Чем дальше человек находится от заземлителя (Unp-UaoM-Uс), тем больше напряжение прикосновения, и наоборот. Таким образом, непосредственно около заземлителя напряжение прикосновения равно нулю. Вместе с тем при отсутствии заземления или неудовлетворительном состоянии изоляции человек, стоящий на земле около рассматриваемой установки и прикоснувшийся к металлическим ее частям, может оказаться под линейным напряжением.
Если человек подходит к установке с поврежденной изоляцией и его ноги касаются земли в точках d и е, то он окажется под действием разности потенциалов этих точек, называемой шаговым напряжением Um, т. е. - Ud-Ue. Чем ближе к заземлителю, тем больше шаговое напряжение, наибольшее - непосредственно у заземлителя. При устройстве заземлений стремятся к тому, чтобы напряжение прикосновения и шаговое напряжение были возможно меньше, что повышает безопасность обслуживания электроустановок. Для понижения напряжения прикосновения и шагового напряжения устраивают сложные заземлители (контуры), добиваясь малых значений сопротивления заземляющего устройства.

Требования, предъявляемые к заземлениям.

В соответствии с сопротивление заземляющего устройства в любое время года не должно превышать следующих значений:
0,5 Ом - для электроустановок напряжением выше 1 кВ с большими токами замыкания на землю;
не более 10 Ом - для электроустановок напряжением выше 1 кВ с малыми токами замыкания на землю;
4 Ом - для электроустановок напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью;
4 Ом - для электроустановок до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью, когда к заземляющему устройству присоединены нейтрали генераторов и трансформаторов, и 10 Ом при мощности этих генераторов и трансформаторов 100 кВт (кВ-А) и менее.
Сопротивление повторного заземления нулевого провода не должно быть более 10 Ом, а электроустановок, сопротивление заземляющих устройств которых не превышает 10 Ом, - не более 30 Ом. Для заземлений электроустановок разных напряжений и назначений следует, когда это возможно, создавать одно общее устройство заземления.
В электрических установках должны заземляться: станины и кожухи электрических машин, трансформаторов, осветительной арматуры и других аппаратов; приводы электрических аппаратов (рубильников, разъединителей и т. д.); вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока и напряжения; каркасы распределительных щитов, шкафов и сборок; металлические конструкции подстанций и открытых распределительных устройств; корпуса кабельных муфт, оболочки кабелей и проводов; трубы электропроводок.
Заземление электроустановок не требуется при номинальном напряжении 36 В и ниже для переменного и 110 В и ниже для постоянного тока во всех случаях, за исключением взрывоопасных установок и электроустановок с двойной изоляцией.

Выполнение заземлений.

Для заземляющих устройств по возможности используют естественные заземлители: проложенные в земле водопроводные, канализационные и другие трубопроводы, кроме трубопроводов горючих жидкостей и газов; металлические конструкции и арматура железобетонных изделий, имеющие надежное соединение с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Для заземления нельзя применять алюминиевые оболочки кабелей и алюминиевые неизолированные провода, так как в почве они окисляются, а окись алюминия обладает изоляционными свойствами.
При отсутствии естественных заземлителей делают искусственные заземлители - вертикально закладывают в землю стальные трубы длиной 2,5-3 м, диаметром 30-50 мм с толщиной стенок не менее 3,5 мм; металлические стержни диаметром 10-12 мм и длиной 10 м; угловую сталь с толщиной полок не менее 4 мм. Применяют также горизонтальные (протяженные) заземлители из стальной прямоугольной полосы, круглой стали и др. В качестве искусственных заземлителей в агрессивных почвах (щелочных, кислых и др.), где они подвергаются усиленной коррозии, применяются медь, омедненный или оцинкованный металл.
Вертикальные заземлители забивают на расстоянии не менее 2,5-3 м друг от друга в землю таким образом, чтобы верхний конец заземлителя находился ниже поверхности земли на 0,6-0,7 м. Причем, чем глубже заложен заземлитель, тем лучше, так как на большей глубине земля не промерзает и не высыхает, а удельное сопротивление грунта практически не изменяется в зависимости от времени года.
Забитые в землю заземлители соединяют стальной полосой толщиной не менее 4 мм, уложенной также на ребро, заземляющие полосы соединяют между собой сваркой внахлест, присоединение полос к заземлителям выполняют также сваркой. Горизонтальные заземлители укладываются на ребро в траншеи глубиной 0,6-0,7 м. После монтажа заемляющего устройства траншеи засыпают землей, не содержащей камней и мусора, и утрамбовывают.
В помещениях заземляющую проводку прокладывают в виде магистралей заземления, имеющих не менее двух соединений с заземлителем. Заземляющую проводку следует располагать так, чтобы она была доступна для осмотра и надежно защищена от механических повреждений. На полу помещений проводку укладывают в специальные канавки. В помещениях, где возможно выделение едких паров и газов, а также в помещениях с повышенной влажностью заземляющие проводники прокладывают вдоль стен с помощью скоб на расстоянии 10 мм от стены. В качестве проводников для внутренней сети заземления используют стальные полосы толщиной не менее 3 мм и сечением не менее 24 мм 2 или круглые стальные проводники диаметром не менее 5 мм.
Каждая заземляемая часть электроустановки должна быть присоединена к заземлителю или заземляющей магистрали с помощью отдельного проводника (рис. 52, с). Последовательное включение нескольких заземляемых частей электроустановки в заземляющий проводник запрещается (рис. 52, б).
Иногда бывает недостаточным раздельное заземление корпусов оборудования. Так, для случая, когда они расположены рядом (рис. 53, с), при пробое одной фазы на корпус /, а другой - на корпус 2 оба корпуса окажутся под напряжением, равным примерно половине линейного. Из-за недостаточного значения токов предохранители могут не перегореть и корпуса могут длительно оставаться под опасным напряжением. Соединение корпусов (или других электроустановок) между собой проводником (рис. 53, б) превращает однофазные замыкания в двухфазное короткое замыкание и приводит к безусловному перегоранию по крайней мере одного из предохранителей.



Рис. 52. Схемы присоединения заземляемых объектов к заземляющей магистрали:
1 - заземляющая магистраль; 2 - заземляющее оборудование; 3 - проводник- ответвление



Рис. 53. Заземление корпусов, расположенных рядом
В случае ошибочного применения защитного заземления в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью заземление не обеспечивает надежной защиты. При пробое фазы на корпус электроустановки, как это показано на рис. 54, а, ток протекает по следующему пути: сопротивление защитного заземления R3 - земля - сопротивление заземления нейтрали R0 - обмотка трансформатора - фазный провод - корпус электроустановки. Поскольку сопротивления R0 и /?3 включены последовательно, то фазное напряжение 220 В поделится пропорционально их значениям. Поэтому, если R3> >Ro (как это обычно и бывает), напряжение на корпусе будет опасным - по крайней мере превысит 110 В. На рис. 54, б часть корпусов присоединена к нулевому проводу, а часть заземлена. При пробое фазы на заземленный корпус на обоих корпусах появится опасное напряжение. В этом случае ток замыкания /к потечет по пути: R3 - земля - Ro - обмотка трансформатора - фазный провод - корпус электроустановки. При R0 = =R3 на первом и втором корпусах напряжения будут примерно одинаковыми, равными половине фазного напряжения.

Рис. 54. Схемы неправильного выполнения защитного заземления:
а - в сети с заземленной нейтралью: б - в сети с заземленной нейтралью, где часть установок занулена
Из приведенных примеров следует, что в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью заземлять корпуса токоприемников нельзя; не допускается также соединять часть корпусов с нулевым проводом, а другую заземлять.
Заземляющие проводники присоединяют к заземляемым металлическим корпусам, кожухам электрооборудования сваркой или болтовыми соединениями. Болтовые соединения зачищают стальной щеткой до блеска и смазывают нейтральным вазелином, после затяжки болта контактное соединение покрывают лаком. Заземление электрооборудования, которое часто подвергается перестановке, подвержено вибрации или установлено на движущихся частях технологического оборудования, выполняется гибким проводом. При этом должны быть приняты меры против ослабления контактов: поставлены контргайки, разрезные или замковые шайбы и т. п.

Проверка заземляющих устройств.

Для определения технического состояния заземляющего устройства должны систематически производиться следующие работы: внешний осмотр видимой части заземляющего устройства; осмотр и проверка наличия цепи между заземлителем и заземляемыми элементами; измерение сопротивления заземляющего устройства; проверка пробивных предохранителей трансформаторов; проверка надежности соединений естественных заземлителей; измерение сопротивления петли фаза-нуль; измерение удельного сопротивления грунта для опор линий электропередачи напряжением выше 1 кВ; выборочное вскрытие грунта для осмотра находящихся в земле элементов заземляющего устройства.
Проверка наличия цепи между заземлителем и заземленным оборудованием проводится для выявления непрерывности и надежности цепи заземления, в которой не должно быть обрывов и неудовлетворительных контактов. В простых неразветвленных сетях измерение сопротивления переходных контактов производится непосредственно между заземлителем и каждым заземляемым элементом. В сложных разветвленных сетях измерение сопротивления производится сначала между заземлителем и отдельными участками заземляющей магистрали, а затем между этими участками и заземленными элементами. Перед измерением необходимо убедиться в отсутствии напряжения на корпусах проверяемого оборудования. Для измерений применяют специально предназначенный для таких проверок омметр типа М-372, а также измерительные мосты типов МВУ, УМВ, ММВ или измерители сопротивления заземления типа МС-08. Непосредственное измерение сопротивления заземляющих устройств является основным методом контроля их состояния. Для этого используются измерители типов М-416, МС-08, ИСЗ-01, М-1103.
Для защиты сетей до 1 кВ с изолированной нейтралью от перенапряжений служат устанавливаемые на
трансформаторах пробивные предохранители. Их надежная работа определяется правильной сборкой и постоянным поддержанием в надлежащем техническом состоянии. Поэтому проверку предохранителей необходимо производить как перед вводом в эксплуатацию, так и при каждом ремонте оборудования, перестановке предохранителей или предположении об их возможном срабатывании. При осмотре трансформатора производится также осмотр пробивного предохранителя.
В электрических сетях до 1 кВ с заземленной нейтралью перед сдачей в эксплуатацию объектов и периодически производится проверка соответствия сети требованиям обеспечения отключения аварийного участка . Поврежденный участок надежно отключается, если значение тока однофазногозамыкания 1К отвечает условию:
где Iном - номинальный ток плавкой вставки предохранителя или ток уставки расцепителя автоматического выключателя; k - коэффициент, зависящий от вида защиты.
Для определения тока однофазного замыкания необходимо измерить полное сопротивление цепи однофазного замыкания на корпус или землю. Простейшим является способ измерения сопротивления петли фаза- нуль при помощи амперметра и вольтметра. Используются также приборы МС-08, М-417, ИПЗ-2М, ИПЗ-Т, ИПЗ-Ц и др. Для измерения удельного сопротивления грунта может использоваться измеритель типа М-416.
Каждое заземляющее устройство, находящееся в эксплуатации, должно иметь паспорт, включающий схему заземления, основные технические данные о результатах последних измерений и проверок, сведения о характере произведенных ремонтов и об изменениях, внесенных в устройство заземления.

Введение

Описание, характеристика предприятия

Краткая характеристика цеха

Характеристика выполняемых работ

Заземление и зануление электрооборудования. Исполнения зануления. Монтаж устройств защитного заземления

1 Общие сведения

2 Наружный контур заземления и его монтаж

3 Измерение сопротивлений заземляющих устройств

4 Монтаж внутренней заземляющей сети

5 Требования ПУЭ к заземлению электроустановок

Техника безопасности

1 Организация рабочего места электромонтера

2 Требования безопасности перед началом работы

3 Требования безопасности во время работы

4 Требования безопасности в аварийных ситуациях

5 Требования безопасности по окончании работы

Список литературы

Введение

Электротехническая промышленность играет важную роль в решении задач электрификации, технического перевооружения всех отраслей народного хозяйства, механизации, автоматизации и идентификации производственных процессов.

Объем производства электроэнергии в России к 2005 году превышает 1 трлн. кВ/ч. Установленная электрическая мощность отдельных предприятий достигает 3 млн. кВт, а количество электрических машин на них - 100 тыс. шт. годовое потребление электроэнергии на ряде предприятий уже сегодня превышает 5 млрд. кВ/ч. За каждые 10 лет производство и потребление электроэнергии в мире увеличивается примерно в два раза. Рост производительности труда, развитие электроемких электротехнических процессов, реализация мероприятий по охране окружающей среды, внедрение прогрессивных технологий приведут в период 1999-2010 гг. к дальнейшему повышению электровооруженности предприятий.

Важную роль в развитии отечественной электротехники сыграли труды русских ученных и изобретателей П.Н. Яблочкова, А.Н. Лодыгина, М.О. Доливо-Добровольского и др. приоритет в создании и применении трехфазной системы переменного тока принадлежит М.О. Доливо-Добровольскому, который в 1891 г. Осуществил передачу электрической энергии мощностью около 150 кВт при напряжении 15 кВ на расстоянии 175 км. Им же были созданы синхронный генератор, трехфазный трансформатор и асинхронный двигатель.

В 1920 г. Всероссийский съезд Советов утвердил Государственный план электрификации России (ГОЭЛРО), который предусматривал в течение 10-15 лет строительство тридцати новых районных электростанций с объемом производства энергии до 8,8 млрд кВт*ч в год. Этот план был выполнен за 10 лет. С 1930 г. Крупные городские районные тепловые электростанции стали постепенно объединять в электрические системы, которые и настоящее время остаются главными производителями электроэнергии для подавляющего большинства предприятий.

До 1960 г. Мощность крупных генераторов тепловых электростанций составляла 100 МВт. На одной электростанции устанавливали шесть - восемь генераторов. Поэтому мощность крупных ТЭЦ составляла 600-800 МВт. После освоения блоков 150-200 МВт мощность крупных электростанций повысилась до 1200 МВт, а после освоения блоков 300 МВт - до 2400 МВт. В настоящее время вводят тепловые электростанции мощностью 6000 МВт с блоками 500-800 МВт.

Эффективность объединения энергосистем экономией суммарной установленной мощности генераторов за счет совмещения максимумов нагрузки энергосистем, сдвинутых во времени.

В период рыночных реформ в России электроэнергетика, как и прежде является важнейшей жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее составе свыше 700 электростанций общей мощностью 215,6 млн. кВт.

Единая энергосистема России - один из крупнейших в мире высокоавтоматизированных электроэнергетических комплексов, обеспечивающих производство, передачу и распределение электроэнергии и централизованное оперативно-диспечерское управление этими процессами. В составе ЕЭС России параллельно работают около 450 крупных электростанций различной ведомственной принадлежности, суммарной мощности более 200 млн. кВт, а также имеются свыше 2,5 млн. км линий электропередачи различных напряжений, в том числе 30 тысяч км системообразующих ЛЭП напряжением 500, 750, 1150 кВ.

Обслуживание электроустановок промышленных предприятий осуществляют сотни тысяч электромонтеров, от квалификации которых во многом зависит надежная и бесперебойная работа электроустановок. Персонал должен знать основные требования Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей, ГОСТов и других директивных материалов, а также устройство электрических машин, трансформаторов и аппаратов, умело использовать материалы, инструмент, приспособление и оборудование, применяемые при эксплуатации электроустановок.

1. Описание, характеристика предприятия

«Омскшина» завод является одним из ведущих предприятий химической промышленности Омской области. Завод вошел в холдинг СИБУР - Русские шины с 1 января 2006 г., в который также входят почти все российские предприятия шинной промышленности. Готовой продукцией завода являются автомобильные и авиационные шины разного ассортимента.

Предприятие находится недалеко от центра города в промышленной зоне города по улице Будеркина дом 2. фактически основное строительство завода началось осенью 1941 г. В Омск были эвакуированы Ярославский и Ленинградский шинные заводы. 24 февраля 1942 г. с конвейера завода сошла первая шина размером 6,50-20 (для «полуторки»). Этот день принято считать Днем рождения Омского шинного завода. В 1944 г. заводу дважды вручалось Красное знамя Государственного комитета Обороны СССР.

На сегодняшний день «Омскшина» - второе крупнейшее предприятие по производству шин на территории России. В истории омского шинного четко прослеживается три этапа:

С 1942 по 1964 гг. - период становления и развития в военные и послевоенные годы;

С 1964 по 1993 гг. - время расширения производства, достижения высоких экономических показателей и развития социальной сферы, закончившееся периодом спада производства;

С 1993 г. по настоящее время - период приватизации и перестройки производства, завоевания новых позиций на рынке.

2. Краткая характеристика цеха

Готовой продукцией автокамерного цеха являются автомобильные камеры различного ассортимента, а также товарная резина.

Оборудование которым оснащен автокамерный цех и его количество представлено в таблице 1.

Таблица 1. − Перечень оборудования установленного в автокамерного

№ п/пНаименование оборудованияКоличество1Резиносмеситель РС 270×3032Резиносмеситель РС 270×4033Гранулятор МЧТ 380/450 34Сушилка барабанная для гранул35Вальцы индивидуальные См 2100 660/66046Вальцы индивидуальные См 2130 660/66027Вальцы индивидуальные Пд 800 550/55018Вальцы индивидуальные Пд 630 315/31519Вальцы индивидуальные Пд 320 160/160110Вальцы индивидуальные Др 800 490/610111Вальцы агрегатные См 2100 660/660312Турбовоздуходувка ТВ - 80 - 1,6813Агрегат измельчения резиновых отходов АПР 420/400114Машина одночервячная МЧТ - 250 315Машина одночервячная МЧТ - 200116Агрегат камерный317Агрегат флепповый118Станок стыковочный для ездовых камер ВМИ ЕПЕ1319Станок стыковочный для ездовых камер МИНЛАНД520Станок стыковочный для ездовых камер РОССИЯ221Индивидуальный вулканизатор камер ИВК - 458122Индивидуальный вулканизатор камер ИВК - 552723Индивидуальный вулканизатор камер ИВК - 75924Индивидуальный вулканизатор камер ИВК - 85225Вулканизатор ободных лент ВОЛ4926Пресс вулканизационный гидравлический1427Станок шероховальный 828Станок гиба вентилей929Станок обрезки камерных рукавов230Станок пробивки отверстий во флеппах431Станок для вырубки пяток вентилей132Устройство для заворачивания золотников433Нож пневматический для резки каучука334Установка проверки автокамер на герметичность2

3. Характеристика выполняемых работ

Во время производственной практики я занимался различными работами, связанные непосредственно с моей специальностью - электромонтер. Каждый рабочий день начинался с обхода оборудования и осмотра электроустановок. Также в свою очередь проверялись средства индивидуальной защиты: коврики, боты, перчатки. После осмотра оборудования делалась запись в «Сменном (оперативном) журнале для дежурного персонала по учету работ технического обслуживания и ремонта электрооборудования». Так же в журнале фиксировался перечень работы, задание на смену. Помимо определенного задания приходилось выполнять работы по устранению неполадок мешающих производительности труда основного производства, т.е. замена сгоревшей лампочки над вулканизатором камер или замена сгоревшего двигателя на пробойнике второй шприц машины. Отключение и запуск оборудования (после выходного дня) регистрируется в журнале.

Приходилось заниматься слесарными работами, изготовление крепежных элементов для временной проводки. Так же приходилось выполнять такелажные работы на прямую не связанные с монтажом или обслуживанием, увезти сгоревший электродвигатель на перемотку.

Выполнение технического обслуживания производилось на трансформаторной подстанции №26, обслуживание электрических машин (электродвигателя), а так же на распределительном устройстве 10 кВт. Обслуживание представляла собой очистку установки от грязи и пыли, протяжка болтовых соединений.

4. Заземление и зануление электрооборудования. Исполнения

зануления. Монтаж устройств защитного заземления

.1 Общие сведения

При повреждении изоляции электрооборудования различные его металлические нетоковедущие части могут случайно оказаться под напряжением, создавая опасность поражения человека электрическим током. Прикасаясь к оборудованию с поврежденной изоляцией, человек становиться проводником для тока в землю. Токи от 0,05 А опасны для человека, а токи 0,1 А смертельны.

Значение тока, проходящего в землю, зависит от электрического сопротивления тела человека и напряжения поврежденной установки. Сопротивления тела человека колеблется в широких пределах: от нескольких сотен до тысяч Ом, поэтому опасность для его жизни и здоровья могут представлять установки и с относительно небольшим напряжением по отношению к земле.

Напряжением относительно земли при замыкании на корпус является напряжение между этим корпусом и точками земли, находящиеся вне зоны растекания токов в земле, но не ближе 20 метров от этой зоны.

Одной из основных мер защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к установкам, случайно оказавшиеся под напряжением, является устройство защитного заземления.

Заземление - это преднамеренное электрическое соединение какой-либо части установки с землей, выполняемое при помощи заземлителей и заземляющих проводников.

Заземлитель - это металлический проводник или группа проводников, заложенных в грунт.

Заземляющий проводник - это металлический проводник, соединяющий заземляемые части электроустановки с заземлителями.

Заземляющим устройством называют совокупность заземлителей и заземляющих проводников. Безопасность людей достигается только в том случае, если заземляющие устройство будет иметь во много раз меньшее сопротивление, чем наименьшее сопротивление тела человека.

Сопротивлением заземляющего устройства называется сумма сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников, и оно должно быть в пределах, определенных предварительным расчетом. Максимально допустимое сопротивление заземляющих устройств определяется напряжением установки, значениями токов замыкания на землю, наличием нейтрали и некоторыми другими условиями и устанавливаются действующими ПУЭ (правила устройства электроустановок). Ток замыкания на землю - ток, проходящий через землю в месте замыкания.

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции металлические нетоковедущие части электрооборудования заземляют. Комплекс мер и технических устройств, предназначенных для этой цели, называют защитным заземлением. Защитное заземление представляет собой преднамеренное соединение с землей под средством заземляющих проводников и заземлителей нетоковедущих металлических частей электроустановок (рукояток приводов разъединителей, кожухов трансформаторов, фланцев опорных изоляторов, корпусов трансформаторных подстанций и т.п.).

Задача защитного заземления заключается в создании между металлическими конструкциями или корпусом защищаемого устройства и землей электрического соединения достаточно малого сопротивления; при однофазных замыканиях на землю или на корпус токопроводящих поврежденных частей электроустановок такое соединение обеспечивает снижения тока до значения, не угрожающие жизни и здоровью человека, так как электрическое сопротивление его тела во много раз выше сопротивления металлического проводника, соединенного с землей. Замыкание на землю это случайное электрическое соединение находящихся под напряжением частей электроустановки непосредственно с землей или с ее конструктивными частями, не изолированы от земли.

Защитное заземление принимают во всех сетях с изолированной нейтралью и в сетях с напряжением выше 1000 В с заземленной нейтралью. В последних точки однофазного замыкания протекают через землю и вызывают отключение аварийного участка.

Рисунок 1. − Схема трехфазной сети с изолированной нейтралью (а) и

режимы ее работы при прикосновении человека к линейному проводу

(б); заземление одного линейного провода и прикосновение человека к

другому (в); прикосновение человека к линейному проводу в системе с

заземленной нейтралью (г) и в системе с заземленными нейтралью и

другими линейными проводом (д)

В сети с глухозаземленной нейтралью электроприемники получают питание от обмоток источника тока, соединенных в звезду, нулевая точка которых надежно соединена с землей. Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

Заземление нейтрали. В ПУЭ указывается, что городские электрические сети свыше 1000 В должны выполняться трехфазными с изолированной нейтралью, а распределительные сети в новых городах трехфазными четырехпроводными с наглухо заземленной нейтралью при напряжении 380/220 В. Однако распространены также сети с напряжением 220/127 В с изолированной нейтралью, в которых применяются пробивные предохранители.

Обмотки силовых трансформаторов отечественного производства с напряжением 110 кВ и выше также рассчитываются на работу с заземленной нейтралью, так как они имеют неполную изоляцию нулевых выводов.

На рис. 1 показаны вторичные обмотки трансформатора Тр, питающего четырехпроводную сеть напряжением 380/220 В, нейтраль которой изолирована. Пусть в рассматриваемый момент изоляция совершенно исправна. Тем не менее три сопротивления R,соединенные в звезду, нейтралью которой является земля, условно показывают не совершенство изоляции проводов, которая в какой-то степени все же проводит ток. Три конденсатора С, соединены в звезду, нейтралью которой также служит земля, условно изображают электрическую емкость проводов относительно земли, что в электроустановках переменного тока весьма важно, так как емкость проводит переменный ток.

Какие же напряжения действуют в рассматриваемой электроустановке? Между линейными проводами напряжение 380 В, а между каждым линейным проводом и нейтралью трансформатора - 220 В, так как земля оказалась нейтралью соединений звезд из трех равных сопротивлений R и трех равных емкостей С. Если же линейным проводом относительно нейтрали трансформатора имеет такое же напряжение, как и относительно земли, то между нейтралью трансформатора и землей напряжение равно нулю, но, конечно, только если сеть не нагружена либо нагрузка всех фаз одинакова.

Рисунок 2. − Работа схемы трехфазной сети с глухозаземленной

нейтралью при прикосновении человека к токопроводящему проводу

(а), заземления (б) и занулении (в) электродвигателя

Прикосновение человека, стоящего на земле, к одному из линейных проводов небезопасно, так как через несовершенную изоляцию провода и тело человека пройдет ток (рис. 2). Сила этого тока, а следовательно, и степень опасности определяются значениями сопротивлений, емкостей конденсаторов и фазным напряжением. В этом случае человек находится под напряжением 220 В.

Но что произойдет, если один из линейных проводов заземлится, а человек, стоящий на земле, прикоснется к другому линейному проводу? Из рис. 3 видно, что человек окажется теперь не под фазным, а под линейным напряжением 380 В, что значительно опаснее.

В сетях с заземленной нейтралью человек, стоящий на земле и прикоснувшийся к линейному проводу, попадает под фазное напряжение. Если при этом заземляется другой линейный провод, то предохранитель перегорит, но повышения напряжения с фазного до линейного не произойдет.

Прикосновение к токопроводящему элементу в сети с глухозаземленной нейтралью очень опасно, так как при этом образуется замкнутая цепь, по которой под действием напряжения с фазы А через тело человека, обувь, пол, землю и заземление нейтрали течет поражающий ток. Опасно также прикосновение к электроприемнику, в котором произошло замыкание на заземленный корпус.

Кроме обеспечения минимального сопротивления заземляющего устройства, важно также обеспечить равномерное распределения напряжения вокруг защищаемого аппарата и по всей площади электроустановки. Максимальный потенциал (U3) имеют заземлитель, соединенный с корпусом поврежденного аппарата, и грунт, соприкасающийся с заземлителем. По мере удаления от заземлителя потенциал на поверхности земли падает, достигая постепенно нулевого значения. Сопротивления грунта на этом расстоянии называется сопротивлением растеканию.

Человек, прикасающийся к корпусу аппарата с поврежденной изоляцией, оказывается под напряжением, значение которого определяется падением потенциала на участке между точкой прикосновения его к аппарату и точкой касания земли ногами. Это напряжение называется напряжением прикосновения (Uприк). Между ступнями человека, приближающегося к поврежденному аппарату, также будет разность потенциалов, называемая напряжением шага (Uшаг), значение которого зависит от ширины шага и расстояния до места повреждения.

Рисунок 3. − Схема возникновения шагового напряжения

Напряжение шага и напряжение прикосновения возникает, если в заземленной сети происходит однофазное замыкание на землю. Пусть через вертикальный заземлитель З (рис. 3.), расположенный в точке 0, в землю течет ток однофазного замыкания. По мере удаления от заземлителя плотность тока и вызываемое им падение напряжения непрерывно уменьшается, т.е. если в точке 0 максимальный потенциал, то потенциал в точке грунта, расположенной далее 20 м от заземлителя, практически равен нулю. Изменение потенциала грунта в зависимости от расстояния от точки 0 характеризуется кривой АМ. Разделив расстояние 0М на отрезки длиной 0,8 м (средняя ширина шага человека), по этой кривой легко узнать, под какое напряжение попадает человек, находящийся на определенном расстоянии от заземлителя. Например, если ноги идущего человека находятся на расстоянии 1,6 и 2,4 м от заземлителя, то потенциалы грунта характеризуются точками В и Г кривой АМ, а отрезок ВЖ в определенном масштабе определяет разность потенциалов, т.е. напряжение.

Напряжение, под которым может оказаться человек, идущий в зоне растекания по земле тока однофазного замыкания, называют напряжением шага. Это напряжение уменьшается по мере удаления от заземлителя (ВЖ<БЕ<АД) и на расстоянии более 20 м от заземлителя оно практически исчезает.

Поражения людей из-за появления напряжения шага в случае однофазного замыкания на землю очень редки вследствие малых значений этого напряжения. Но если это напряжение возникает при падении на землю оборвавшегося провода воздушной линии, оно может достигать больших значений. В таких случаях выходить из зоны действия напряжения шага следует, используя сухие доски, листы пластика и другие изоляционные материалы, а при их отсутствии - мелкими шагами.

Опасно также напряжение, возникшее при работе защитного заземления, в режиме однофазного замыкания на землю. Если через заземлитель в землю течет ток I3, то на сопротивление заземляющего устройства R3 он создает падения напряжения I3 R3, т.е. напряжения прикосновения. Прикасаясь в этом случае к корпусу аппарата с поврежденной изоляцией, человек может попасть либо под полное напряжение I3 R3, либо под его часть. Наиболее опасны случаи, когда приемник с поврежденной изоляцией и человек, прикоснувшиеся к нему, находятся на расстояниях более 20 м от заземлителя, и если человек стоит непосредственно на земле в сырой подбитой гвоздями обуви.

4.2 Наружный контур заземления и его монтаж

Для обеспечения безопасности людей осуществляют защитное заземление электроустановок. Заземлению подлежат:

металлические кожухи и корпуса электроустановок, различных агрегатов и приводов к ним, светильников, металлические каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов;

металлические конструкции и металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки кабелей и проводов, стальные трубы электропроводки;

вторичные обмотки измерительных трансформаторов.

Заземлению не подлежат:

арматура подвесных и штыри опорных изоляторов, оборудование установленное на заземленных металлических конструкциях, так как на их опорных поверхностях должны быть предусмотрены зачищенные незакрашенные места для обеспечения электрического контакта;

корпуса электроизмерительных приборов и реле, установленные на щитках, щитах, шкафах, а также на стенах камер распределительных устройств;

металлические оболочки контрольных кабелей в случаях, которые оговариваются в проекте особо.

Защитное заземление состоит из наружного устройства, представляющий собой искусственные или естественные заземлители, проложенные в грунте и соединенные между собой в общий контур, и внутренней сети, состоящей из заземляющих проводников, прокладываемых по стенам помещения, в котором находится установка, и присоединяемых к наружному контуру.

Металлические заземлители, заложенные в грунт, имея большую площадь соприкосновения с землей, обеспечивают малое электрическое сопротивление контура.

Для заземления электроустановок в первую очередь должны использоваться естественные заземлители - проложенные в земле металлические трубопроводы (кроме трубопроводов с горючими, легковоспламеняющимися и взрывчатыми жидкостями или газами); обсадные трубы; металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, надежно соединенные с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, и нулевые с повторными заземлителями рабочие провода воздушных линий напряжением до 1000 В. Естественные заземлители должны присоединяться к заземляющей магистрали электроустановки не менее чем в двух местах.

Присоединение заземляющих проводников к заземлителями, а также соединение заземляющих проводников между собой производится сваркой, причем длина нахлестки должна быть равна двойной ширине проводника при прямоугольном его сечении и шести диаметрам - при круглом. При Т - образном соединении внахлестку двух полос длина нахлестки определяется их шириной.

Присоединение заземляющих проводников к трубопроводам выполняется сваркой (рис. 4.) или, если это не возможно, хомутами со стороны ввода трубопроводов в здание. Сварочные швы, расположенные в земле, после монтажа для защиты от коррозии покрываются битумом.

Рисунок 4. - Присоединение к трубопроводу сваркой заземляющего

проводника с прямоугольным (а) и круглым, (б) сечением и хомутом

Если естественных заземлителей нет или они не удовлетворяют расчетным требованиям, монтируют контур наружного заземления из искусственных заземлителей, которые могут быть вертикальными, горизонтальными и углубленными.

Вертикальные заземлители - это вбитые в землю стальные трубы или угловая сталь, а также ввернутые в землю стальные стержни. Проложенные в землю стальные полосы толщиной не менее 4 мм или круглая сталь диаметром не менее 10 мм являются горизонтальными искусственными заземлителями, играющими роль самостоятельных элементов заземления или служащие для связи друг с другом вертикальных заземлителей.

Разновидностью горизонтальных заземлителей являются углубленные заземлители, закладываемые на дно котлованов при сооружении фундаментов опор воздушных линий и строящихся зданий. Их изготавливают в мастерских монтажной организации после предварительного замера из полосовой стали с сечением 30×4 мм или круговой стали диаметром 12 мм. Форма заземлителей, их число сечение и размещение определяется проектом.

В качестве заземляющих проводников могут использоваться:

естественные проводники, т.е. металлические конструкции зданий;

металлические конструкции производственного назначения (подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников);

стальные трубы электропроводок;

металлические оболочки кабелей (но не броня).

Для зануления достаточно во всех случаях алюминиевой оболочки кабелей, а свинцовой, как правило не достаточно.

Во взрывоопасных помещениях применяются специально проложенные заземляющие проводники, а естественные рассматриваются как дополнительная мера защиты. При заземленной нейтрали (сетей 380/220 или 220/127 В) зануление электроприемников взрывоопасных установок должно производиться отдельно выделенными жилами проводок и кабелей; при изолированной нейтрали для заземления могут применяться стальные проводники.

Использование голых алюминиевых проводников в качестве заземляющих запрещается из-за быстрого разрушения их вследствие коррозии.

Монтаж наружного контура заземления и прокладка внутренней заземляющей сети производится по рабочим чертежам проекта электроустановки.

Выполнение пробивных работ, установка закладных частей, подготовка свободных отверстий, борозд и других проемов, закладка проходных труд в стены и фундаменты, рытье земляных траншей для прокладки наружного контура заземления осуществляется на первой стадии подготовки к элементарным работам.

Внешний контур заземления прокладывается в земляных траншеях глубиной 0,7 м. искусственные заземлители в виде отрезков стальных труб, круглых стержней и уголков длинной 3…5 м заглубляются в грунт свертыванием или вибропогружением так, чтобы головка электрода оказалась на глубине 0,5 м от поверхности земли. Заглубленные заземлители соединяют друг с другом стальными полосами с сечением 40×4 мм с помощью сварки. Места приварки полосы к заземлителям покрывают разогретым битумом для защиты от коррозии. Расположенные в земле заземлители и заземляющие проводники не должны быть окрашенными. Траншеи с уложенными в них заземляющими проводниками и заземлителями засыпают землей, не содержащей камней и строительного мусора.

Естественные заземлители связываются с заземляющими магистралями электроустановки не менее чем двумя проводниками, присоединенными в разных местах. Соединение заземляющих проводников с протяженными заземлителями (трубопроводы) выполняются вблизи от вводов их в здания при помощи сварки или хомутов, контактная поверхность которых обслуживается. Трубы в местах накладки хомутов зачищаются. Места и способы присоединения приемников тока выбираются с таким расчетом, чтобы при разъединении трубопровода для ремонтных работ обеспечивалось непрерывное действие заземляющего устройства. У водомеров и задвижек устраивают обходные соединения.

Внутренняя заземляющая сеть выполняется открытой прокладкой внутри помещения по строительным поверхностям голых стальных проводников с прямоугольным и круглым сечениями. На рисунке 5 показаны примеры прокладки, крепления и соединения проводников защитного заземления.

Рисунок 5. - Варианты прокладки (а) и крепления плоских и круглых

шин обоймами (б), электросваркой (в) и встреливаемыми дюбелями (г),

сваркой внахлестку (д) и приваркой к электроду (е)

Открыто прокладываемые голые заземляющие проводники располагаются вертикально, горизонтально или параллельно наклонным конструкциям зданий. Проводники с прямоугольным сечением устанавливаются большой плоскостью к поверхности основания. На прямоугольных участках прокладки проводники не должны иметь заметных на глаз неровностей и изгибов. Заземляющие проводники, прокладываемые по бетону или кирпичу в сухих помещениях, не содержащих едких паров и газов, укрепляются непосредственно на стенах, а в помещениях сырых, особо сырых, с едкими парами и газами - на опорах на расстоянии не менее 10 мм от поверхностей стен. В каналах заземляющие проводники располагаются на расстоянии не менее 50 мм от нижней поверхности съемного перекрытия. Расстояние между опорами для крепления заземляющих проводников на прямых участках составляет 600…1000 мм.

Заземляющие проводники в местах перекрещивания их с кабелями и трубопроводами, а также в других местах, где возможны механические повреждения, защищают трубами или иными способами.

В помещениях заземляющие проводники должны быть доступны для осмотра, но это требование не относится к нулевым жилам и металлическим оболочкам кабелей, трубопроводам скрытой проводки и металлоконструкциям, находящимся в земле. Через стены заземляющие проводники прокладываются в открытых проемах, трубах или иных жестких обрамлениях. Каждый заземляемый элемент электроустановки должен присоединяться к заземляющей магистрали при помощи отдельного ответвления. Последовательное подключение к заземляющему проводнику нескольких заземляемых элементов запрещается.

Нейтрали трансформаторов, заземляемые наглухо или через аппараты, компенсирующие емкостной ток, присоединяются к заземлителю или к сборным заземляющим шинам при помощи отдельных заземляющих проводников. Заземляемые выводы вторичных обмоток измерительных трансформаторов присоединяются к их кожухам заземляющими болтами.

Гибкие перемычки, служащие для заземления металлических оболочек и брони кабелей, прикрепляются к ним бандажом из проволоки и припаиваются, а затем соединяются болтовыми контактами с кабельной заделкой (муфтой) и заземляющей конструкцией. Сечение гибких перемычек должны соответствовать сечениям заземляющим проводников, принятой для данной электроустановки. Места соединения заземляющей перемычки с алюминиевой оболочкой кабеля после пайки покрываются асфальтовым лаком или горячим битумом.

Соединение друг с другом заземляющих проводников и присоединение их к конструкциям установки выполняются сваркой, а подключение к корпусам аппаратов и машин - сваркой или надежным болтовым соединением. Для предотвращения ослабления контакта при сотрясениях и вибрациях устанавливаются контргайки, пружинные шайбы и т.д.

Контактные поверхности на заземляемом электрооборудовании в местах присоединения заземляющих проводников, а также контактные поверхности между заземленным оборудованием и конструкциями, на которых оно установлено, должны зачищаться до металлического блеска и покрываться тонким слоем вазелина.

4.3 Измерение сопротивлений заземляющих устройств

защитное заземление электрооборудование сопротивление

Заземление надежно выполняет свои защитные функции лишь в том случае, если его сопротивление достаточно мало. Например, в сетях с глухозаземленной нейтралью большое сопротивление заземляющего устройства может привести к тому, что сила тока, возникшего при пробои изоляции, окажется недостаточной для срабатывания отключающей защитной аппаратуры. Поэтому ПУЭ строго ограничивают сопротивления заземляющих устройств.

При заземлении электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью необходимо нейтрали их источников питания (генераторов, трансформаторов) надежно присоединить к заземлителю, который должен располагаться в непосредственной близости от них. Если трансформаторная подстанция находится внутри цеха, допускается выносить заземлители на внешнюю сторону стены здания. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединяются нейтрали генераторов и трансформаторов, должны быть не более 4 Ом, если же их мощность 100кВ*А и ниже, то сопротивление, то сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 10 Ом; при параллельной работе источников питания сопротивление заземления может достигать 10Ом только в случае, если их суммарная мощность не превышает 100 кВ*А.

Рисунок 6. - Электроизмерительный прибор:

Цилиндр;

Алюминиевая рамка;

Стрелка;

Шкала

После окончания всех монтажных работ в обязательном порядке измеряются, соответствует ли сопротивление заземления требованиям ПУЭ. Чаще всего измерения производят с использованием амперметра и вольтметра или прибора МС-08.

Электроизмерительные приборы - амперметры и вольтметры, в которых используется ориентационное действие магнитного поля на контур с током, устроены следующим образом. Рис. 6 на легкой алюминиевой рамке 2 прямоугольной формы с прикрепленной к ней стрелкой 4 намотана катушка. Рамка укреплена на двух полуосях ОО`. В положения равновесия ее удерживают две тонкие спиральные пружины 3, момент сил упругости которых пропорционален углу отклонения стрелки. Катушка помещаются между полюсами постоянного магнита с наконечниками специальной формы. Внутри нее располагается цилиндр 1 из мягкого железа. Такая конструкция обеспечивает радиальное направление линии магнитной индукции в области нахождения витков катушки рис. 7, т.е. при любом положении катушки момент сил магнитного поля максимален и при неизменной силе тока один и тот же. Векторы F и -F соответствуют силам магнитного поля, которые действуют на катушку и создают вращающий момент. Катушка с током поворачивается до тех пор, пока момент сил упругости пружины не уравновесит момент сил магнитного поля. При увеличении силы тока в два раза стрелка также поворачивается на угол, в двое больший, так как максимальный момент сил М магнитного поля прямо пропорционален силе тока: М~I. Установив, какому углу поворота стрелки соответствует известное значение силы тока и проградуировав электромагнитный прибор, его можно использовать для измерения в цепях постоянного и переменного тока. Амперметры и вольтметры являются самыми распространенными щитовыми приборами вследствие простоты устройства сравнительно хорошей переносимости перегрузки. Недостатками этих приборов являются невысокая точность, большая потребляемая мощность (до 10 Вт), ограниченный частотный диапазон и чувствительность к внешним магнитным полям.

Рисунок 7. − Схема действия сил в электроизмерительном приборе

Рисунок 8. − Схема измерения сопротивления заземления с помощью

амперметра и вольтметра

Щитовые амперметры выпускают класса 1,0; 1,5; 2,5 на токи до 300 А с прямым включением и до 15 А наружными трансформаторами тока. Щитовые вольтметры тех же классов точности выпускаются на напряжения до 600 В с прямым включением и до 750 кВ с трансформаторами напряжения.

При прямом включении измерительных приборов рис. 8 между заземлителем (З), сопротивление которого относительно земли надо измерить, вспомогательным токовым электродом (Т) пропускают однофазный переменный ток Ix и измеряют его амперметром, а, погрузив в землю между электродами З и Т вспомогательный потенциальный стержень (П), измеряют вольтметром напряжение Ux между ним и заземлителем З.

Измерения сопротивления заземлителя с использованием амперметра, вольтметра и трансформатора производится в следующем порядке. В землю забивают электроды П и Т (заостренные на концах стальные стержни длинной около 1м). отдельными проводами к заземлителю и этим электродам присоединяют амперметр и вольтметр. Вольтметром проверяют отсутствие напряжения между заземлителем и стержнем П. Если прибор показывает какое либо напряжение, изменяя направления разноса стержней или пропорционально увеличивая расстояние между ними, добиваются его нулевого значения. После этого полностью вводят реостат с сопротивлением R и включают в сеть трансформатор Тр. С помощью реостата постепенно увеличивают силу тока и следят за показаниями амперметра и вольтметра (одновременный отчет по приборам производится в момент, когда их показания можно зафиксировать с наибольшей точностью). По данным измерения рассчитывают сопротивление заземлителя, используя закон Ома:

R3 = Ux/Ix.

Производят не менее трех измерений и для расчета принимают среднеарифметическое полученных значений.

Преимущество такого измерения состоит в точности и возможности определения малых очень малых сопротивлений (до сотых долей ома); недостатками являются необходимость наличия двух измерительных приборов и трансформатора, влияние колебаний напряжения сети на точность измерения, отсутствие непосредственного отчета и повышенная опасность для людей, производящих измерения. Этот метод в основном используется для измерения сопротивлений заземлителей электростанций и мощных районных трансформаторных подстанций.

Сопротивления заземлителя можно также измерить прибором МС-08 (рис. 9), имеющий три шкалы (10…1000, 1…100 и 0,1…10 Ом), работа которого основана на принципе одновременного измерения тока и напряжения магнитоэлектрическим логометром.

Рисунок 9. - Упрощенная схема прибора МС-08:

Логометр;

Генератор;

Прерыватель тока;

Выпрямитель

Логометром называется показывающий прибор, измеряющий отношение двух электрических величин, в большинстве случаев отношение двух токов. Его применяют для измерения электрических и неэлектрических величин, независящих от тока (сопротивления, сдвига фаз, частоты, температуры, давления, перемещения в пространстве).

Отклонение стрелки большинства измерительных механизмов определяется током, который проходит через этот механизм и может зависеть от измеряемой величины. Например, в электротермометре ток зависит от сопротивления в цепи, так как в нее включен резистор, сопротивление которого изменяется с изменением измеряемой температуру. Но согласно закону Ома ток также пропорционален напряжению. Следовательно, показание прибора будет зависеть не только от измеряемой величины x, а также и от напряжения источника электроэнергии, изменения которого будет вызывать соответствующие погрешности в показаниях прибора. Для устранения влияния напряжения при подобных измерениях широко применяются логометры.

Логометр может иметь измерительный механизм почти любой системы, но широкое распространение получили магнитоэлектрические логометры.

В логометре любой системы вращающей и противодействующей моменты создаются электромеханическими силами и в равной степени зависят от напряжения, поэтому изменение напряжения не изменяет отношения моментов, а следовательно, не влияет и на показания прибора.

Логометр 1 имеет потенциальную токовую рамки, закрепленные под углом и находящиеся в поле постоянного магнита. Сила тока в потенциальной рамке, включенной параллельно заземлителю З, пропорциональна падению напряжения Ux на нем, а ток в рамке, включенной последовательно, пропорционален току Ix, текущему через заземлитель. Угол отклонения обеих рамок логометра в постоянном магнитном поле пропорционален отношению Ux/Ix, равному сопротивлению заземлителя. Прибор имеет генератор 2 постоянного тока с ручным приводом, прерыватель тока 3, выпрямитель 4 и переменный резистор R, служащий для увеличения сопротивления потенциальной цепи до 1000 Ом. На внешней панели прибора размещены клеммы I1, E1, E2 и I2. При вращении рукоятки генератора вырабатывается постоянный ток, который преобразуется прерывателем в переменный и через клемму I2 и вспомогательный потенциальный стержень П сначала уходит в землю, а затем через испытуемый заземлитель З и клеммы I1, E1, соединенные перемычкой, возвращается в прерыватель и далее по токовой обмотке логометра - в генератор. Проходя в земле, переменный ток создает между заземлителем и стержнем П переменное падение напряжения, которое через клеммы E1 и E2 попадает на выпрямитель 4 а затем - на потенциальную рамку логометра.

Вспомогательные электроды П забиваются на определенных расстояниях в плотный грунт на глубину не менее 0,5 м прямыми ударами и без раскачки. Схема включения прибора МС - 08 определяется предполагаемым значением сопротивления заземлителя. Для измерения больших сопротивлений его устанавливают как можно ближе к заземлителю и включают по схеме, рис. 10 а. Для измерения малых сопротивлений или в случае, если прибор невозможно установит вблизи заземлителя, снимают перемычку между клеммами I1 и E1, и включают прибор по схеме, рис. 10 б.

Рисунок 10. - Схема измерения прибором МС - 08 больших (а) и

малых (б) сопротивлений:

Переключатель;

Переменное сопротивление

Далее производят компенсацию сопротивления потенциальной цепи, для чего переключатель 1 устанавливают в положение «Регулировка» и, вращая рукоятку генератора с частотой 120…135 об/мин, с помощью переменного сопротивления 2 добиваются совпадения стрелки прибора с красной чертой на его шкале. После этого переключатель переводят в положение «×1» и, продолжая вращать ручку генератора, снимают значения со шкалы 10…1000 Ом. Если отклонение стрелки при этом не значительное, переключатель переводят в положение «×0,1» (шкала 1…100 Ом) или «×0,01» (шкала 0,1…10 Ом). При этих переключениях стремятся к тому, чтобы стрелка отклонилась не менее чем на 2/3 шкалы, после чего, не прекращая вращения рукоятки генератора, снимают показание и умножают его на коэффициент используемой шкалы.

При измерении сопротивления заземления прибором МС - 08 отпадает надобность в сети переменного тока, что особенно важно при ремонтных и полевых работах. Кроме того, не требуется выполнения расчетов, т.е. измеряемое значение отсчитывается непосредственно по шкале. Недостатками прибора являются значительная масса (около 13 кг) и сравнительно высокая погрешность (до 12,5%).

Данные измерения сравниваются с требованиями ПУЭ. Если сопротивление меньше или равно значению, приведенному в ПУЭ, заземляющее устройство считается пригодным к эксплуатации.

4.4 Монтаж внутренней заземляющей сети

Перед засыпкой траншей к наружному контуру заземления приваривают стальные полосы или круглые стержни, которые затем вводят внутрь здания, где находится оборудование, подлежащие заземлению. Вводов, соединяющие заземлители с внутренней заземляющей сетью, должно быть не менее двух и выполняются они стальными проводниками тех же размеров и сечений, что и соединения заземлителей между собой. Как правило, ввода заземляющих проводников в здание прокладывают в несгораемых металлических трубах, выступающих по обе стороны стены примерно на 10 мм.

В цехах промышленных предприятий и зданиях трансформаторных подстанций электрооборудование, подлежащие заземлению, располагается самым различным образом, поэтому для присоединения его к системе заземления в помещении должны быть проложены заземляющие и нулевые защитные проводники.

В качестве последних используются:

нулевые рабочие проводники (кроме взрывоопасных установок), а также металлические конструкции здания (колоны, фермы);

проводники, специально предназначенные для этой цели;

металлические конструкции производственного назначения (каркасы распределительных устройств, подкрановые пути, шахты лифтов, обрамленные каналы), стальные трубы электропроводок;

алюминиевые оболочки кабелей;

металлические кожухи шинопроводов, короба и лотки;

металлические стационарно положенные трубопроводы любого назначения (кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления).

Запрещается использовать в качестве нулевых защитных проводников металлические оболочки трубчатых проводов, несущие тросы, металлорукава, броню и свинцовые оболочки кабелей, хотя сами по себе они должны быть заземлены или занулены и иметь надежные соединения на всем протяжении.

Если естественные магистрали заземления использовать нельзя, то в качестве заземляющих или нулевых защитных проводников применяют стальные проводники, минимальные размеры которых представлены в таблице 2. заземляющие проводники в помещениях должны быть доступны для осмотра, поэтому они (за исключением стальных труб скрытой электропроводки, оболочек кабелей) прокладываются открыто.

Проход через стены выполняется в открытых проемах, несгораемых неметаллических трубах, а через перекрытия - в отрезках таких же труб, выступающих под полом на 30…50 мм. Заземляющие проводники должны проводиться свободно, за исключением взрывоопасных установок, где отверстия труб и проемов заделываются легкопробивными несгораемыми материалами.

Перед прокладкой стальные шины выправляют, очищаются и окрашиваются со всех сторон. Места соединения после сварки стыков покрываются асфальтным лаком или масляной краской. В сухих помещениях можно использовать нитроэмали, а в помещениях с сырыми и едкими парами нужно применять краски, стойкие к химически активной среде.

Таблица 2. − Минимальные размеры заземляющих проводников

Вид проводникаМесто прокладкиВ здании В наружной установке и в землеКруглая стальДиаметр 5 ммДиаметр 6 мм Прямоугольная стальСечение 24 мм2, толщина 3 ммСечение 48 мм2, толщина 4 ммСтальная газопроводная трубаТолщина стенок 2,5 ммТолщина стенок 2,5 мм в НУ и 3,5 мм в землеСтальная тонкостенная трубаТолщина стенок 1,5 мм2,5 мм в НУ в земле не допускаетсяУгловая стальТолщина полок 2 ммТолщина полок 2,5 мм в НУ и 4 мм в земле

В помещениях и наружных установках с неагрессивной средой в местах, доступных для осмотра и ремонта, допускается использование болтовых соединений заземляющих и нулевых защитных проводников при условии, что будут приняты меры против их ослабления и коррозии контактных поверхностей.

Открыто проложенные заземляющие и нулевые защитные проводники должны иметь отличительную краску: на зеленом фоне полоски желтого цвета шириной 15 мм на расстоянии 150 мм друг от друга. Заземляющие проводники прокладываются только параллельно наклонным конструкциям здания.

Проводники с прямоугольным сечением крепятся широкой плоскостью к кирпичной или бетонной стене рис. 11 с помощью строительно-монтажного пистолета или пиротехнической оправе. К деревянным стенам заземляющие проводники прикрепляются шурупами. Опоры для крепления заземляющих проводников должны устанавливаться 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 крепить заземляющие проводники непосредственно к стенам не разрешается, они приравниваются к опорам, закрепленными дюбелями рис. 12 С или вмазанным в стену.

Рисунок 11. − Крепление заземляющих проводников дюбелями

непосредственно к стене (а) и с прокладкой (б)

Рисунок 12. - Крепление плоских (а) и круглых (б) проводников

заземления с помощью опор

4.5 Требования ПУЭ к заземлению электроустановок

Заземление или зануление следует выполнять во всех электроустановках переменного тока с напряжением от 380 В и в электроустановках постоянного тока с напряжением от 440 В. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных электроустановках заземление и зануление выполняется и в установках переменного тока с напряжением выше 42 В и в устройствах постоянного тока с напряжением выше 110 В, а во взрывоопасных установках - при любом напряжении переменного и постоянного токов.

При напряжении до 1000 В в электроустановках с глухозаземленной нейтралью должно быть выполнено зануление. В этих случаях заземление корпусов электроприемников без их зануления запрещается.

Подлежат занулению или заземлению:

Корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников;

Вторичные обмотки измерительных трансформаторов;

Каркасы распределительных щитов, щитков и шкафов;

Металлические конструкции распределительных устройств, кабельные конструкции и соединительные муфты, оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, стальные трубы электропроводки, корпуса шинопроводов, лотки, короба, тросы и стальные полосы с укрепленными на них кабелями и проводами;

Электрооборудование, установленное на опорах воздушных линий;

Металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников;

Электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков и машин;

Металлические корпуса силовых стационарно установленных электроприемников, а также металлические трубы электропроводки к ним;

Корпуса и части электропроводок на лестничных клетках жилых и общественных зданий, в домовых, доковых и общественных санитарных узлах, банях и других подобных помещениях. В ванных комнатах металлические корпуса ванн должны быть соединены с трубами водопровода.

Допускается не выполнять специальное заземление или зануление:

Корпусов электрооборудования, установленного на заземленных или зануленных металлоконструкциях щитов или шкафов, станинах станков и других основаниях;

Металлических деталей на деревянных опорах воздушных линий (если заземление не требует по условиям защиты от атмосферных перенапряжений).

Рисунок 13. − Присоединение приемников к магистрали заземления

Существуют определенные требования к заземлению и занулению электроприемников различного типа.

1.Каждая заземленная часть электроустановки должны быть присоединена к заземляющей магистрали отдельным ответвлением рис. 13. Последовательное подключение к заземляющему проводнику нескольких частей запрещается.

2.Сечение медных и алюминиевых проводников для заземления различных частей электроустановки должны соответствовать значениям указанным в таблице 3.

.Заземляющие ответвления к однофазным электроприемникам должны выполняться отдельным проводником; использовать для этой цели нулевой рабочий провод запрещается.

.Присоединение заземляющих ответвлений к металлоконструкциям следует выполнять сваркой, а к корпусам аппаратов и машин - болтами. Контактные поверхности при этом должны быть зачищены до металлического блеска и смазаны тонким слоем вазелина.

.Металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников заземляются специальной жилой гибкого провода, которая не должна одновреммено служить проводником рабочего тока. Использовать для этой цели нулевой рабочий провод электроустановки запрещается.

.Присоединение заземляющего проводника к заземляющему или нулевому контакту штепсельной розетки следует выполнять отдельным проводником. Вилка для включения переносного электроприемника должна иметь удлиненный заземляющий штырь, который вступает в соединение с заземляющим контактом розетки до того, как соединятся токопроводящие контакты.

.Жилы проводов и кабелей для заземления переносных и передвежных установок должны иметь сечения, равные сечениям фазных проводов, и находиться в общей с ними оболочке.

Таблица 3. − Минимальное допустимое сечение заземляющих

проводников, мм2

Тип проводникаМедныйАлюминиевыйНеизолированный проводник при открытой прокладке46Изолированный провод1,52,5Заземляющая и нулевая жила кабеля и многожильного провода в общей защитной оболочке с фазными жилами11,5

Заземлению не подлежат:

Рельсовые пути, выходящие за территорию электрических станций, подстанций промышленных предприятий;

Корпуса электрооборудования, установленного на заземленных металлических конструкциях, если на опорах поверхностях предусмотрены зачищенные и неокрашенные места для обеспечения плотного электрического контакта;

Корпуса электроизмерительных приборов, реле и других устройств, установленных на щитках, щитах, шкафах и стенах камер распределительных устройств;

Корпуса электроприемников, имеющих двойную изоляцию относительно токоведущих частей. У приборов с двойной изоляцией корпус выполняется из изолирующего материала, а токоведущие части имеют собственную изоляцию. Таким образом, если происходит повреждение изоляции токоведущей части приемника, то опасность поражения током не возникает, так как изоляционный корпус или изоляционные прокладки между корпусом и внутренними изолированными токоведущими частями надежно защищают человека от электрического удара;

Съемные или открывающиеся части металлических заземленных каркасов и камер распределительных устройств, ограждений, шкафов.

Запрещается заземлитель металлические корпуса стационарно установленного осветительного электрооборудования и переносные приемники в помещениях без повышенной опасности жилых и общественных зданий. В заземляющей сети наиболее часто повреждаются сварочные швы, соединяющие ее отдельные участки друг с другом. Целость сварочных швов проверяется ударами молотка по сварочным стыкам. Дефектный шов вырубают зубилом и вновь заваривают дуговой автогенной или термитной сваркой.

До начала ремонта заземляющей сети проверяют сопротивление заземлителя растеканию тока. Если оно выше нормы, то принимают меры к его снижению. Для этого увеличивают число электродов заземлителя или вокруг них укладывают в радиусе 250…300 мм поочередно слои соли и земли толщиной 10…15 мм. Каждый укладываемый слой поливают водой. Таким способом обрабатывают землю вокруг верхней части электрода заземлителя каждые 3-4 года.

5. Техника безопасности

5.1 Организация рабочего места электромонтера

Электромонтерам по обслуживанию электрооборудования приходится часто выполнять различные слесарные и сборочные операции. Поэтому они должны четко знать правила техники безопасности при проведении таких работ и уметь организовать их безопасное выполнение.

Перед началом работы следует проверить, в каком состоянии находится инструмент, которым она будет выполняться. Инструмент, имеющий дефекты, необходимо заменить исправным. Молоток должен быть плотно насажен на рукоятку, которая расклинивается клином из мягкой стали или дерева. Нельзя поправлять молоток с ослабленной рукояткой ударами его о верстах или другие предметы, это приводит к еще большому расшатыванию рукоятки. Также прочно должны быть насажены рукоятки на шаберы, напильники и другие инструменты. Слабо насаженные рукоятки во время работы легко соскакивают с инструмента, при этом острым хвостовиком инструмента можно сильно поранить руку. Ручным инструментом без рукоятки пользоваться запрещено. Гаечные ключи должны соответствовать размерам гаек и головок болтов; не разрешается применять ключи со смятыми и треснувшими губками, наращивать ключи трубами, другими ключами или иным способом, необходимо следить за исправностью тисков, съемников.

Правильная организация рабочего места обеспечивает рациональные движения работающего и сокращает до минимума затраты рабочего времени на отыскание и использование инструментов и материалов.

На рабочем месте цехового дежурного электромонтера должны находится: технологическая оснастка, организационная оснастка, должностная инструкция, электрические схемы главных электроустановок, схемы питания цеха или участка, эксплуатационный журнал, инструкция по технике безопасности, графики осмотров и сменно-часовой указатель-календарь местонахождения электромонтера. Рабочее место должно быть оформлено в соответствии с требованиями технической эстетики.

Рабочее место - это часть пространства, приспособленная для выполнения работником или групповой их своего производственного задания. Рабочее место, как правило, оснащено основным и вспомогательным оборудованием (станки, механизмы, энергетические установки и т.д.), технологической (инструмент, приспособления, контрольно-измерительные приборы) оснасткой. На социалистических производственных предприятиях ко всем рабочим местам предъявляют требования, выполнение которых обеспечивает повышение производительности труда и способствует сохранению здоровья и развитию личности работника.

Рабочее места, на которых трудятся рабочие электротехнических профессий, бывают различными в зависимости от того, какие действия и операции они выполняют монтажные, сборочные, регулировочные и т.п. Рабочее место электромонтера может быть и на открытом воздухе, например при сооружении или ремонте воздушных и кабельных электрических сетей, подстанций и т.д. Во всех случаях на рабочем месте должен быть образцовый порядок: инструменты приспособления (разрешается пользоваться только исправным инструментом) необходимо размещать на соответствующих местах, туда же нужно класть инструмент после окончания работы с ним, на рабочем месте не должно быть ничего лишнего, не требующегося для выполнения данной работы, оснащение и содержание рабочего места должно строго отвечать всем требованиям охраны труда, техники безопасности, производственной санитарии и гигиены и исключать возможность возникновения пожара.

Все указанные выше общие требования относятся и к рабочему мусту учащегося. Оно может представлять собой монтажный стол или верстак (при выполнении электромонтажных и изолировочных работ), намоточный станок (при выполнении намоточных работ), специальный верстак или стол (при выполнении слесарно-сборочных работ) и т.п. В зависимости от вида выполняемых электротехнических работ (монтаж, сборка, эксплуатация и д.р.) рабочее место должно быть оснащено соответствующими инструментами и приспособлениями. Обычно на рабочем месте размещают следующие инструменты:

крепежно-зажимные плоскогубцы, круглогубцы, пассатижи, тиски;

режущие − монтерский нож, кусачки, ножовку, ударные молоток, зубило, пробойник.

Кроме того, применяют общеслесарный инструмент, а также многие виды металлорежущего инструмента, так как выполнение электротехнических работ часто связано с рубкой металла, изгибание труб, резанием различных материалов, нарезанием резьбы и т.п.

Заводами выпускаются наборы инструментов для выполнения отдельных видов электротехнических работ. Каждый набор размещен в закрытой сумке из дерматина (ИН-3) или в раскладной сумке из искусственной кожи (НИЭ-3), масса комплекта 3,25 кг.

Так, в комплект инструментов для выполнения электромонтажных работ общего назначения входит следующее:

плоскогубцы 200 мм универсальные, плоскогубцы электромонтажные с эластичными чехлами;

острогубцы (кусачки) 150 мм с эластичными чехлами;

отвертка слесарно-монтажные разные (с пластмассовыми ручками) - 3 шт.;

молоток слесарный с ручкой массой 0,8 кг;

нож монтерский;

шило монтерское;

указатель напряжения;

линейка метровая складная металлическая;

очки защитные светлые;

гипсовка;

гладилка;

шнур крученный диаметром 1,5-2 мм длиной 15 м.

Находясь на рабочем месте, строго соблюдайте следующие правила:

1. Будьте внимательны, дисциплинированны, осторожны, точно выполняйте устные и письменные указания учителя (мастера)
2. Не оставляйте рабочее место без разрешения учителя (мастера).
3. Располагайте на рабочем месте приборы, инструменты, материалы, оборудование в том порядке, который указан учителем (мастером) или в письменной инструкции.
4. Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении задания.

5.2 Требования безопасности перед началом работы

Перед началом работы электромонтер обязан:

а) предъявить руководителю удостоверение о проверке знаний безопасных методов работ, а также удостоверение о проверке знаний при работе в электроустановках напряжением до 1000 В или свыше 1000 В, получить задание и пройти инструктаж на рабочем месте по специфике выполняемой работы;

б) надеть спецодежду, спецобувь и каску установленного образца. После получения задания у руководителя работ и ознакомления, в случае необходимости, с мероприятиями наряда-допуска электромонтер обязан:

а) подготовить необходимые средства индивидуальной защиты, проверить их исправность;

б) проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие требованиям безопасности;

в) подобрать инструмент, оборудование и технологическую оснастку, необходимые при выполнении работы, проверить их исправность и соответствие требованиям безопасности;

г) ознакомиться с изменениями в схеме электроснабжения потребителей и текущими записями в оперативном журнале.

Электромонтер не должен приступать к выполнению работ при следующих нарушениях требований безопасности:

а) неисправности технологической оснастки, приспособлений и инструмента, указанных в инструкциях заводов-изготовителей, при которых не допускается их применение;

б) несвоевременном проведении очередных испытаний основных и дополнительных средств защиты или истечении срока их эксплуатации, установленного заводом-изготовителем;

в) недостаточной освещенности или при загроможденности рабочего места;

г) отсутствии или истечении срока действия наряда-допуска при работе в действующих электроустановках.

Обнаруженные нарушения требований безопасности должны быть устранены собственными силами до начала работ, а при невозможности сделать это электромонтер обязан сообщить о них бригадиру или ответственному руководителю работ.

а) произнести необходимые отключения и принять меры, препятствующие подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры;

б) наложить заземление на токоведущие части;

в) оградить рабочее место инвентарными ограждениями и вывесить предупреждающие плакаты;

г) отключить при помощи коммутационных аппаратов или путем снятия предохранителей токоведущие части, на которых производится работа, или т.е., к которым прикасаются при выполнении работы, или оградить их во время работы изолирующими накладками (временными ограждениями);

д) принять дополнительные меры, препятствующие ошибочной подаче напряжения к месту работы при выполнении работы без применения переносных заземлений;

е) на пусковых устройствах, а также на основаниях предохранителей вывесить плакаты «Не включать - работают люди!»;

ж) на временных ограждениях вывесить плакаты или нанести предупредительные надписи «Стой - опасно для жизни!»;

з) проверку отсутствия напряжения производить в диэлектрических перчатках;

и) зажимы переносного заземления накладывать на заземляемые токоведущие части при помощи изолированной штанги с применением диэлектрических перчаток;

к) при производстве работ на токоведущих частях, находящихся под напряжением, пользоваться только сухими и чистыми изолирующими средствами, а также держать изолирующие средства за ручки-захваты не дальше ограничительного кольца.

Смену плавких вставок предохранителей при наличии рубильника следует производить при снятом напряжении. При невозможности снятия напряжения (на групповых щитках, сборках) смену плавких вставок предохранителей допускается производить под напряжением, но при отключенной нагрузке.

Смену плавких вставок предохранителей под напряжением электромонтер должен производить в защитных очках, диэлектрических перчатках, при помощи изолирующих клещей.

Перед пуском оборудования, временно отключенного по заявке не электротехнического персонала, следует осмотреть его, убедиться в готовности к приему напряжения и предупредить работающих на нем о предстоящем включении.

Присоединение и отсоединение переносных приборов, требующих разрыва электрических цепей, находящихся под напряжением, необходимо производить при полном снятии напряжения.

При выполнении работ на деревянных опорах воздушных линий электропередачи электромонтеру следует использовать когти и предохранительный пояс.

При выполнении работ во взрывоопасных помещениях электромонтеру не разрешается:

а) ремонтировать электрооборудование и сети, находящиеся под напряжением;

б) эксплуатировать электрооборудование при неисправном защитном заземлении:

в) включать автоматически отключающуюся электроустановку без выяснения и устранения причин ее отключения;

г) оставлять открытыми двери помещений и тамбуров, отделяющих взрывоопасные помещения от других;

д) заменять перегоревшие электрические лампочки во взрывозащищенных светильниках лампами других типов или большей мощности;

е) включать электроустановки без наличия аппаратов, отключающих электрическую цепь при ненормальных режимах работы;

ж) заменять защиту (тепловые элементы, предохранители, расцепители) электрооборудования защитой другого вида с другими номинальными параметрами, на которые данное оборудование не рассчитано.

При работе в электроустановках необходимо применять исправные электрозащитные средства: как основные (изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки), так и дополнительные (диэлектрические галоши, коврики, переносные заземляющие устройства, изолирующие подставки, оградительные подставки, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности).

Работы в условиях с повышенной опасностью следует осуществлять вдвоем в следующих случаях:

а) с полным или частичным снятием напряжения, выполняемого с наложением заземлений (отсоединение и присоединение линий к отдельным электродвигателям, переключения на силовых трансформаторах, работы внутри распределительных устройств);

б) без снятии напряжения, не требующего установки заземлений (электрические испытания, измерения, смена плавких вставок предохранителей и т.п.);

в) с приставных лестниц и подмостей, а также там, где эти операции по местным условиям затруднены;

г) на воздушных линиях электропередачи.

Измерение сопротивления изоляции мегомметром следует осуществлять только на полностью обесточенной электроустановке. Перед измерением следует убедиться в отсутствии напряжения на испытываемом оборудовании.

При работах вблизи действующих крановых или тельферных троллей электромонтеры обязаны выполнять следующие требования;

а) выключить троллеи и принять меры, устраняющие их случайное или ошибочное включение;

б) заземлить и закоротить троллеи между собой;

в) оградить изолирующими материалами (резиновыми ковриками, деревянными щитами) места возможного касания троллей в случае невозможности снятия напряжения. На ограждение повесить плакат «Опасно для жизни - напряжение 380 В!».

При обслуживании осветительных сетей электромонтеры обязаны выполнять следующие требования:

а) замену предохранителей и перегоревших ламп новыми, ремонт осветительной арматуры и электропроводки осуществлять при снятом напряжении в сети и в светлое время суток;

б) чистку арматуры и замену ламп, укрепленных на опорах, осуществлять после снятия напряжения и вдвоем с другим электромонтером;

в) установку и проверку электросчетчиков, включенных через измерительные трансформаторы, проводить вдвоем с электромонтером, имеющим квалификационную группу по технике безопасности не ниже IV;

г) при обслуживании светильников с автовышек или других перемещаемых средств подмащивания применять пояса предохранительные и диэлектрические перчатки.

При регулировке выключателей и разъединителей, соединенных с проводами, электромонтерам следует принять меры, предупреждающие возможность непредвиденного включения приводов посторонними лицами или их самопроизвольного включения.

Для проверки контактов масляных выключателей на одновременность включения, а также для освещения закрытых емкостей электромонтерам следует применять напряжение в электросети не выше 12 В.

В процессе работы электромонтеру запрещается:

а) переставлять временные ограждения, снимать плакаты, заземления и проходить на территорию огражденных участков;

б) применять указатель напряжений без повторной проверки после его падения;

в) снимать ограждения выводов обмоток во время работы электродвигателя;

г) пользоваться для заземления проводниками, не предназначенными для этой цели, а также присоединять заземление путем скрутки проводников;

д) применять токоизмерительные клещи с вынесенным амперметром, а также нагибаться к амперметру при отсчете показаний во время работы с токоизмерительными клещами;

е) прикасаться к приборам, сопротивлениям, проводам и измерительным трансформаторам во время измерений;

ж) производить измерения на воздушных линиях или троллеях, стоя на лестнице;

з) применять при обслуживании, а также ремонте электроустановок металлические лестницы;

и) пользоваться при работе под напряжением ножовками, напильниками, металлическими метрами и т.п.;

к) применять автотрансформаторы, дроссельные катушки и реостаты для получения понижающего напряжения;

л) пользоваться стационарными светильниками в качестве ручных - переносных ламп.

Для прохода на рабочее место электромонтеры должны использовать оборудование системы доступа (лестницы, трапы, мостики). При отсутствии ограждения рабочих мест на высоте электромонтеры обязаны применять предохранительные пояса с капроновым фалом. При этом электромонтеры должны выполнять требования «Типовой инструкции по охране труда для работников, выполняющих верхолазные работы».

5.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях

При возникновении загорания в электроустановке или опасности поражения окружающих электрическим током в результате обрыва кабеля (провода) или замыкания необходимо обесточить установку, принять участие в тушении пожара и сообщить об этом бригадиру или руководителю работ. Пламя следует тушить углекислотными огнетушителями, асбестовыми покрывалами и песком.

5.5 Требования безопасности по окончании работы

а) передать сменщику информацию о состоянии обслуживаемого оборудования и электрических сетей и сделать запись в оперативном журнале;

б) убрать инструмент, приборы и средства индивидуальной защиты в отведенные для них места;

в) привести в порядок рабочее место;

г) убедиться в отсутствии очагов загорания;

д) о всех нарушениях требований безопасности и неисправностях сообщить бригадиру или ответственному руководителю работ.

Виды поражения организма человека электротоком:

Характерным случаем попадания под напряжение является соприкосновение с одним полюсом или фазой источника тока. Напряжение, действующее при этом на человека, называется напряжением прикосновения. Особенно опасны участки, расположенные на висках, спине, тыльных сторонах рук, голенях, затылке и шее.

Повышенную опасность представляют помещения с металлическими, земляными полами, сырые. Особенно опасные - помещения с парами кислот и щелочей в воздухе. Безопасными для жизни является напряжение не выше 42 В для сухих, отапливаемых с токонепроводящими полами помещений без повышенной опасности, не выше 36 В для помещений с повышенной опасностью (металлические, земляные, кирпичные полы, сырость, возможность касания заземленных элементов конструкций), не выше 12 В для особо опасных помещений, имеющих химически активную среду или два и более признаков помещений с повышенной опасностью.

В случае, когда человек оказывается вблизи упавшего на землю провода, находящегося под напряжением, возникает опасность поражения шаговым напряжением. Напряжение шага - это напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Такую цепь создает растекающийся по земле от провода ток. Оказавшись в зоне растекания тока, человек должен соединить ноги вместе и, не спеша, выходить из опасной зоны так, чтобы при передвижении ступня одной ноги не выходила полностью за ступню другой. При случайном падении можно коснуться земли руками, чем увеличить разность потенциалов и опасность поражения. Действие электрического тока на организм характеризуется основными поражающими факторами:

1. электрический удар, возбуждающий мышцы тела, приводящий к судорогам, остановке дыхания и сердца;
2. электрические ожоги, возникающие в результате выделения тепла при прохождении тока через тело человека; в зависимости от параметров электрической цепи и состояния человека может возникнуть покраснение кожи, ожог с образованием пузырей или обугливанием тканей; при расплавлении металла происходит металлизация кожи с проникновением в нее кусочков металла.

Список литературы

1.Нестеренко В.М., Мысьянов А.М. Технология электромонтажных работ: учеб. пособие для нач. проф. образования. − М.: Академия, 2002. - 592 с.

2.Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий: Учеб. для нач. проф. образования. - М.: ИРПО; Академия, 2000. - 432 с.

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.

Чтобы контур заземления эффективно выполнял свои функции, необходимо использование норм, которые приведены в «Правилах устройства электроустановок». Они утверждены Министерством энергетики России, приказом от 08. 07. 2002 г. Сейчас действительной является седьмая редакция. Но перед реализацией конкретного проекта необходимо уточнить новейшие изменения. Так как далее в статье есть ссылки на этот документ, будут применяться следующие сокращения: «ПУЭ», или «Правила».

Типовые схемы контуров заземления дома

Для чего выполнять требования

Может показаться, что неукоснительное соблюдение Правил избыточно, необходимо только для прохождения официальных проверок, ввода в действие объекта недвижимости. Конечно, это не так.

Нормативы созданы на основе научных знаний и практического опыта. В ПУЭ есть следующие сведения:

• Формулы для расчетов отдельных параметров защитной системы.
• Таблицы с коэффициентами, которые помогают учесть электротехнические характеристики разных проводников.
• Порядок проведения испытаний и проверок.
• Специализированные организационные мероприятия.

Применение на практике этих нормативов позволит предотвратить поражение электрическим током людей и животных. Создание контура должно быть безупречным, в точном соответствии с Правилами. Это снизит вероятность возгораний при авариях, поможет исключить развитие негативных процессов, способных нанести ущерб имуществу.

В данной статье рассматриваются вопросы защиты частного дома. Таким образом, будут изучаться те разделы ПУЭ, которые относятся к работе с напряжением до 1 000 V.

Составные части системы

Ключевым параметром данной системы является сопротивление заземления. Сопротивление заземления должно быть настолько малым, чтобы именно по такому пути шел ток при возникновении аварийной ситуации. Это обеспечит защиту при случайном прикосновении человека к поверхности, на которую подано напряжение.

Для получения необходимого результата шасси и корпуса бытовых устройств дома соединяют с главной шиной заземляющего устройства, создается внутренний контур. К нему же подключают металлические элементы конструкции здания, трубы водопровода. Подробно состав такой системы выравнивания потенциалов описан в ПУЭ (п.1.7.82). Снаружи строения устанавливается другая часть защиты, внешний контур. Его также подключают к главной шине. Для оснащения частного дома можно использовать разные схемы. Но проще всего заглубить в землю металлические стержни.

В следующем списке приведены отдельные компоненты системы и требования к ним:

• Провода, которыми подсоединяются утюги, стиральные машины и другие конечные потребители. Они находятся внутри сетевого кабеля, поэтому необходимо только наличие соответствующей линии заземления, подключенной к розетке. В некоторых ситуациях, при установке варочных панелей, духовых шкафов, иного встроенного в мебель оборудования, требуется подсоединение корпусов отдельным проводом.
• В качестве общей шины можно использовать не только специальный провод, но и «естественные» проводники такие, как металлические каркасы зданий. Исключения и точные правила будут рассмотрены ниже. Здесь же надо отметить, что этот участок прохождения тока надо создавать так, чтобы предотвратить механические повреждения в процессе эксплуатации.
• Наружный контур частного дома создают из металлических элементов без изоляции. Это увеличивает вероятность разрушения процессом коррозии. Для снижения этого негативного воздействия используют цветные металлы. Места сварных соединений стальных деталей покрывают битумными смесями и другими составами аналогичного назначения.
• Реальное сопротивление заземляющего устройства такого типа будет зависеть от характеристик грунта. Глина и сланцы хорошо удерживают влагу, а песок – плохо. В каменистых грунтах сопротивление слишком велико, поэтому понадобится искать другое место для установки, или погружать заземлитель еще глубже. В особо засушливые периоды, чтобы сохранить функциональность устройства рекомендуется регулярный полив почвы.

Почвы обладают разной проводимостью

Проводники системы заземления

Частью внутреннего контура являются изолированные провода. Их оболочки делают цветными (чередующиеся зеленые и желтые продольные полосы). Такое решение уменьшает ошибочные действия при выполнении монтажных операций. Подробно требования изложены в разделе «Защитные проводники» Правил, начиная с раздела 1.7.121.

В частности, там приведена методика простого расчета допустимой площади изолированного проводника в сечении (без поверхностного слоя). Если фазный провод меньше, или не превышает 16 мм 2 , то выбирают равные диаметры. При увеличении размеров применяют иные пропорции.

Для точных расчетов используется формула из пункта 1.7.126 ПУЭ:

/ k , где:

• S – сечение проводника заземления в мм 2 ;
• I – ток, проходящий по нему при коротком замыкании;
• t – это время в секундах, за которое автомат разорвет цепь питания;
• k – специальный комплексный коэффициент.

Величина тока должна быть достаточной для срабатывания автомата за время, не превышающее пяти секунд. Чтобы система была рассчитана с определенным запасом, выбирают ближайшее большее по типоразмеру изделие. Специальный коэффициент берут из таблиц 1.7.6., 1.7.7., 1.7.8. и 1.7.9. Правил.

Если планируется использовать многожильный алюминиевый кабель, в котором один из проводников – защитный, то применяют следующие коэффициенты с учетом разных изоляционных оболочек.

Таблица коэффициентов с учетом типа изоляционных оболочек

В качестве следующих элементов внутреннего контура частного дома допустимо применение конструкционных деталей. Подойдет металлическая арматура, которая находится внутри железобетонных изделий.

При использовании такого варианта обеспечивается непрерывность цепи, предпринимаются дополнительные меры для защиты от механических воздействий. Учитываются особенности конкретного строения, структурные деформации, которые возникают в процессе усадки.

Не разрешается использовать:

• Части трубопроводных систем газоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения.
• Трубы водоснабжения из металла, если они соединяются с применением прокладок, изготовленных из полимеров, иных диэлектрических материалов.
• Стальные струны, использующиеся для крепления светильников, гофрированные оболочки, иные недостаточно прочные проводники, либо изделия, находящиеся под относительно большой для их параметров загрузкой.

Если используется отдельный медный проводник, не входящий в состав кабеля цепи питания, или он находится не в общей изоляционной, защитной оболочке с фазными проводами, допустимо следующее минимальное сечение в мм 2:

• при дополнительной защите от механических воздействий – 2,5;
• в случае отсутствия таких предохранительных средств – 4.

Этот медный проводник не защищен от случайного механического повреждения

Алюминий менее прочен по сравнению с медью. Поэтому сечение проводника из такого металла (вариант – отдельная прокладка) должно быть равно, или более следующей нормы: 16 мм 2 .

Какое должно быть сечение проводников внешнего контура заземления дома можно посмотреть в таблице ниже.

Сечение проводников внешнего контура заземления

При проходе через внешнюю толстую стену дома проще просверлить тонкое отверстие. Его изнутри можно укрепить трубкой подходящих размеров. Медный провод не сложно будет согнуть под углом для присоединения к стальной шине внешнего контура.

Допустимое сопротивление заземляющего устройства определено в п. 1.7.101 ПУЭ. Сводные нормы приведены в таблице ниже.

Нормы допустимого сопротивления заземляющего устройства

При подсоединении заземлителя к нейтрали генератора, или другого источника
	2	4	8
	380	220	127
	660	380	220
На близком расстоянии от заземлителя до источника тока
Сопротивление заземляющего устройства, Ом	15	30	60
Напряжения (V) в сети однофазного тока	380	220	127
Напряжения (V) в сети трехфазного тока	660	380	220

Приведенные выше нормы справедливы для случаев, когда сопротивление грунта (удельное) не превышает порог R=100 Ом на метр. В противном случае допустимо увеличение сопротивления с умножением исходного значения на R*0,01. Итоговое сопротивление заземлителя не должно быть больше, чем в 10 раз исходного значения.

За городом для подключения дома часто используют воздушные линии электропередачи. Поэтому уместно упомянуть нормы ПУЭ, относящиеся к соответствующей ситуации. Если проводник одновременно выполняет функции защитного и нулевого (PEN-типа), то на концах таких линий, участках подключения потребителей устанавливают устройство повторного заземления. Как правило, такие действия обязана выполнить энергетическая компания, но хозяину дома следует сделать соответствующую проверку. В качестве заземлителя используют металлические части опор, заглубленные в грунт.

Заземление воздушной линии электропередачи

При выборе комплектующих элементов личного внешнего контура, который будет установлен в земле, используют следующие нормы ПУЭ.

Параметры комплектующих элементов внешнего контура заземления по нормам ПУЭ

Профиль изделия в сечении	Круглый (для вертикальных элементов системы заземления)	Круглый (для горизонтальных элементов системы заземления)	Прямоугольный	Угловой	Коль- цевой (труб- ный)
Сталь черная
Диаметр, мм	16	10			32
			100	100
Толщина стенки, мм			4	4	3,5
Сталь оцинкованная
Диаметр, мм	12	10			25
Площадь сечения в поперечнике, мм 2			75
Толщина стенки, мм			3		2
Медь
Диаметр, мм	12				20
Площадь сечения в поперечнике, мм 2			50
Толщина стенки, мм			2		2

Если повышен риск повреждения горизонтальных участков окислительными процессами, применяют следующие решения:

• Увеличивают площадь сечения проводников выше нормы, указанной в ПУЭ.
• Применяют изделия с гальваническим поверхностным слоем, либо изготовленные из меди.

Траншеи с горизонтальными заземлителями засыпают грунтом с однородной структурой, без мусора. Повысить сопротивление способно чрезмерное осушение грунта, поэтому в летние периоды, когда долго нет дождей, специально поливают соответствующие участки.

При прокладке контура заземления избегают соседства с трубопроводами, повышающими искусственно температуру почвы.

Какое должно быть сопротивление

Прочность металлических проводников, их электрическое сопротивление определить несложно. Если должно быть определенное сопротивление по ПУЭ, то соблюдение правил не будет чрезмерно сложным. Так, например, для заземления опор воздушных линий установлен максимально допустимый норматив 10 Ом, если эквивалентное сопротивление грунта не превышает 100 Ом*м (Таблица 2.5.19.). Целостность сварных соединений обеспечивают дополнительной защитой антикоррозийным слоем. При риске разрыва в процессе сдвижек почвы, или деформации строения, соответствующий участок делают из гибкого кабеля.

Но гораздо больше проблем возникает с землей. В этой неоднородной среде, подверженной самым разным внешним воздействиям, одинаковая величина проводимости в течение длительного времени невозможна. Именно поэтому в ПУЭ отдельный раздел посвящен устройствам заземления, которые устанавливаются в почвах с большим удельным сопротивлением (нормы по пунктам 1.7.105. – 1.7.108.).

• Используются металлические элементы (заземлители вертикального типа) увеличенной длины. В частности, допустимо подсоединение к трубам, установленным в артезианские скважины.
• Заземлители переносят на большое расстояние от дома (не более 2000 м), туда, где сопротивление почвы (Ом) меньше.
• В скальных и других «сложных» породах прокладывают траншеи, в которые засыпают глину или другой подходящий грунт. Туда, в свою очередь, устанавливают элементы системы заземления горизонтального типа.

Горизонтальные заземлители в системе заземления

Если удельное сопротивление грунта превышает 500 Ом на м, а создание заземлителя сопряжено с чрезмерными затратами, разрешено превышение нормы заземляющих устройств не более чем в 10 раз. Используется следующая формула для вычисления. Точное значение должно быть: R * 0,002. Здесь величина R – это удельное эквивалентное сопротивление грунта, в Ом на м.

Внутренний и внешний контур

Как правило, главную шину внутри здания устанавливают внутри устройства ввода. Ее допустимо изготавливать только из стали или из меди. Применение алюминия в данном случае не разрешено. Предпринимают меры, предотвращающие свободный доступ к ней посторонних людей. Шина размещается в запирающемся шкафчике, или в отдельном помещении.

К ней подключают:

• металлические элементы конструкции здания;
• проводник внешнего контура заземления;
• проводники РE и PEN типов;
• металлические трубопроводы и проводящие части систем водоснабжения, кондиционирования и вентиляции.

Внешний контур дома создают, учитывая перечисленные выше нормы ПУЭ по отдельным частям системы. Это позволит получить необходимое минимальное сопротивление системы заземления (Ом), которое достаточно для надежной защиты. Для повторного заземления рекомендуется использовать заземлители естественного типа.

Сопротивление (Ом) повторного заземлителя не определено четко положениями ПУЭ.

Ниже приведены некоторые важные особенности стандартного заземлителя частного дома:

• Основную часть, вертикальные элементы, устанавливают на небольшом удалении от дома, с учетом параметров грунтов.
• К ним прокладывают траншею глубиной до 0,8 м и не менее 0,4 м шириной, в которой устанавливаются горизонтальные участки цепи. Точной нормы нет, но размеры траншеи должны быть достаточными для беспрепятственного монтажа элементов.
• Вертикальные заземлители длиной до 3 м устанавливают в углах равностороннего (по 3 м) треугольника. Эти размеры приведены в качестве примера. Точных нормативов по длине нет. Есть нормы только по максимально допустимому сопротивлению защитной системы.
• Чтобы проще было забивать их в грунт, концы заостряют.
• К выступающим частям сварным соединением крепят полосы.
• Траншеи засыпают равномерным по структуре грунтом, не содержащим щебня.

Монтаж внешнего контура заземления частного дома

Если в цепи заземления применяются болтовые соединения, предпринимают меры против их раскручивания. Как правило, соответствующие узлы приваривают.

Видео. Заземление своими руками

Нормы для испытательных процедур изложены в главе 1.8 ПУЭ, а также в «Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭЭП, пр. 3.1), действующих с 1.07.2003 г. на основании решения Министерства энергетики России (приказ от 13. 01. 2003 г.). Выполняется визуальный контроль, проверяется целостность соединений. По специальной методике выясняется сопротивление контура системы заземления. Измеренное значение не должно быть выше нормы (Ом). Если такое условие не выполнено, используют заземлитель большей длины или иные технологии, приведенные в данной статье.

Виды заземления.. Защитное заземление.. Защитная функция заземления.. Рабочее (функциональное) заземление.. Меры защиты от поражения электрическим током.. Территориально сближенные заземляющие устройства.. Растекание токов.. Зона растекания.. Зона нулевого потенциала.. Система уравнивания потенциалов (СУП).. Главная заземляющая шина (ГЗШ).. Приоритет защитного заземления.. Разность потенциалов между системами заземления.. Шаговое напряжение.. Соединение заземлителей на ГЗШ.. Заземляющие устройства молниезащиты.. Отдельно стоящий молниеотвод.. Инструкция по устройству молниезащиты СО 153-34.21.122-2003.

Глава 1.7. ПУЭ 7 издания «Заземление и защитные меры электробезопасности» часто представляет определенные трудности понимания для начинающих проектировщиков. Затруднения связаны с тем, что требования главы 1.7 имеют общий характер и обязательны для электроустановок любого назначения и напряжения. Дополнительные требования к заземлению и защитным мерам электробезопасности, учитывающие особенности конкретных видов электроустановок, разбросаны по другим разделам ПУЭ, а также содержатся в ведомственных нормативных документах и инструкциях.

Это приводит к путанице в толковании требований ПУЭ, касающихся защитных мер электробезопасности и порождает много вопросов, в частности, по устройству территориально сближенных заземлений разных назначений.

Виды заземления
Заземление делится на два основных вида по выполняемой роли — защитное и рабочее (функциональное). Также в различных источниках могут употребляться другие интерпретации функционального заземления, такие как: «инструментальное», «измерительное», «информационное», «схемное» и т. п.

Защитное заземление – это заземление, выполняемое в целях электробезопасности (ПУЭ 1.7.29). Защитное заземление обеспечивает защиту электроустановки и оборудования, а также защиту людей от воздействия опасных напряжений и токов, могущих возникнуть при поломках, неправильной эксплуатации техники (т.е. в аварийном режиме) и при разрядах молний.
Также защитное заземление используется для защиты аппаратуры от помех при коммутациях в питающей сети и интерфейсных цепях, а также от электромагнитных помех, наведенных от работающего рядом оборудования.

Рабочее (функциональное) заземление (ПУЭ 1.7.30) – это заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).
Рабочее заземление (электрический контакт с грунтом) используется для нормального функционирования электроустановки или оборудования, т.е. для их работы в обычном режиме.

Защитное заземление

Защитное действие заземления основано на двух принципах:
1. Уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим объектом и другими проводящими объектами, имеющими естественное заземление.
2. Отвод тока утечки в случае неисправности электрооборудования.

Типичный случай неисправности электрооборудования — попадание фазного напряжения на металлический корпус оборудования вследствие нарушения изоляции. Одной из основных мер защиты от поражения электрическим током (ПУЭ 1.7.51.) является защитное заземление в сочетании с уравниванием потенциалов и защитным отключением питания.

ПУЭ п. 1.7.51 . Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие мерызащиты при косвенном прикосновении: · защитное заземление; · автоматическое отключение питания; · уравнивание потенциалов; · выравнивание потенциалов; · двойная или усиленная изоляция; · сверхнизкое (малое) напряжение; · защитное электрическое разделение цепей; · изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.

В правильно спроектированной системе появление тока утечки приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств (устройств защитного отключения — УЗО).

Эффективность защитных мер

Поскольку опасность поражения электрическим током определяется сочетанием значения напряжения прикосновения и продолжительности его воздействия на человека, меры защиты от поражения электрическим током должны обеспечить понижение до безопасных значений напряжения прикосновения, возникающего между доступными прикосновению открытыми проводящими частями и сторонними проводящими частями при повреждении изоляции в электроустановке.
В зависимости от сочетания применяемых мер защиты возможны следующие варианты:

1. Оборудование не заземлено, УЗО отсутствует. Никакие меры защиты не применяются. В этом случае нарушение изоляции не будет обнаружено, а корпус оборудования будет находиться под фазным потенциалом.
Прикосновение к такому неисправному оборудованию может быть смертельно опасным!
Нужно помнить, что современные электроприборы, имеющие импульсный источник вторичного электропитания и снабженные трехполюсной вилкой могут иметь опасный потенциал на корпусе даже когда они полностью исправны.
Такие приборы в обязательном порядке должны подключаться к розеткам с заземляющими контактами.

2. Корпус электрооборудования заземлен, УЗО отсутствует. Если при нарушении изоляции ток утечки по цепи фаза-корпус- заземлитель превышает порог срабатывания автоматического выключателя, защищающего эту цепь, то автомат сработает и отключит неисправный участок сети. Но если ток утечки недостаточен для срабатывания защиты, то на заземлителе может возникнуть наибольшее действующее напряжение: Umax = Rз Iн , где Rз − сопротивление заземлителя, Iн – ток срабатывания автоматического выключателя, защищающего эту цепь.
При повышенном сопротивлении заземлителя и большом номинальном токе автомата потенциал на корпусе оборудования может достигать значительной величины.
Получается , что одно лишь заземление оборудования (при отсутствии УЗО) не является достаточным для обеспечения безопасности персонала. При отсутствии УЗО заземление должно выполняться в сочетании с системой уравнивания потенциалов (СУП), то есть электрического соединения PE проводников и всех доступных для прикосновения металлических частей здания (в первую очередь водопроводы и трубопроводы).
В этом случае , даже если заземлитель окажется под напряжением, то под одинаковым напряжением оказываются все металлические и доступные для прикосновения предметы, что существенно снижает риск поражения током.

3. УЗО в электрической цепи установлено, корпус прибора не заземлен. При нарушении изоляции корпус прибора будет находиться под фазным потенциалом до тех пор, пока не замкнута цепь для прохождения тока утечки. При касании неисправного оборудования и предмета, имеющего естественное заземление, ток утечки пойдет через тело человека, но УЗО сразу же отключит участок сети с неисправностью. При этом воздействие тока утечки на человека ограничивается временем срабатывания УЗО (0,02÷0,3 сек) и не приводит, как правило, к серьезным последствиям.
УЗО , применяемые для защиты людей от поражения электрическим током, во всех случаях должны иметь номинальный дифференциальный ток срабатывания не более 30 мА.

4. Корпус электрооборудования заземлен, УЗО в электрической цепи присутствует – самый безопасный вариант. При нарушении изоляции и попадании фазного напряжения на заземленный корпус оборудования появляется ток утечки на землю. УЗО немедленно обнаруживает этот ток, даже если он весьма незначителен (10 или 30 мА) и отключает неисправный участок сети.

Защитное заземление служит исключительно для защиты людей от поражения электрическим током. Его можно не применять только для оборудования с напряжением питания до 42 В переменного или 110 В постоянного тока, за исключением взрывоопасных зон. Во взрывоопасных помещениях и устройствах защитному заземлению подлежат электрооборудование при всех применяемых напряжениях.

Наиболее эффективно заземление в комплексе с использованием системы уравнивания потенциалов и устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземленных предметах не превысит опасных величин, а неисправный участок сети будет автоматически отключен в течение очень короткого промежутка времени.

Территориально сближенные заземляющие устройства

Наличие защитного заземления часто приводит к увеличению уровня помех в системах автоматического управления, однако защитное заземление является необходимым, а защитная и сигнальная земля должны выполняться в соответствии с ПУЭ (п. 1.7.55) .

ПУЭ п.1.7.55. Для заземления в электроустановках разных назначений и напряжений, территориально сближенных , следует, как правило, применять одно общее заземляющее устройство. Заземляющее устройство, используемое для заземления электроустановок одного или разных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок: защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции, условиям режимов работы сетей, защиты электрооборудования от перенапряжения и т. д. в течение всего периода эксплуатации. В первую очередь должны быть соблюдены требования, предъявляемые к защитному заземлению. Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими. При выполнении отдельного (независимого) заземлителя для рабочего заземления по условиям работы информационного или другого чувствительного к воздействию помех оборудования должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции. Для объединения заземляющих устройств разных электроустановок в одно общее заземляющее устройство могут быть использованы естественные и искусственные заземляющие проводники. Их число должно быть не менее двух.

Здесь ключевым является понятие «территориально сближенных» электроустановок и их заземляющих устройств.

Если мы рассмотрим заземлитель, на который замыкаются токи утечки, то растекание токов идет в радиальном направлении от заземлителя.
Пространство вокруг заземлителя, где обнаруживается ток растекания, называется зоной растекания.

Внутри зоны растекания тока (пространство вокруг заземлителя с радиусом 20 м) между двумя любыми точками на поверхности земли всегда имеется разность потенциалов.
За пределами этой зоны электрический потенциал, обусловленный токами растекания в слоях земли уже практически не обнаруживается и может быть условно принят равным нулю.

К территориально сближенным относятся заземляющие устройства, которые расположены на таком расстоянии друг от друга, что между ними отсутствует зона нулевого потенциала, т. е. на расстоянии < 20 м.

При наличии между заземляющими устройствами зоны нулевого потенциала такие заземляющие устройства считаются «независимыми». Расстояние между двумя этими заземлителями должно быть ≥ 20 м.

«Как правило» - не всегда является правилом

Смысл требования п. 1.7.55 ПУЭ в том , что в территориально сближенных электроустановках разных назначений, защитное и функциональное заземление в здании (сооружении), а также заземление системы молниезащиты этого здания (сооружения) следует, как правило , осуществлять с помощью одного общего заземляющего устройства, – если это не запрещается требованиями изготовителя (разработчика) оборудования, подлежащего функциональному заземлению, или требованиями нормативных документов, относящихся к выполнению молниезащиты.

Если изготовитель (разработчик), например, информационного оборудования предусматривает устройство отдельного контура функционального заземления, без которого это оборудование не работает, то проектировщиком «должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие дновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции».

Это означает , что заземлители защитного и функционального заземления должны быть соединены между собой на шине системы уравнивания потенциалов (СУП) с целью защиты персонала, поскольку эти два вопроса нельзя рассматривать изолированно один от другого, не нарушая стандартов безопасности труда.

Особенности проектирования заслуживают отдельного рассмотрения. Пока зафиксируем, что при устройстве отдельного функционального заземления «в первую очередь должны быть соблюдены требования, предъявляемые к защитному заземлению».

ГОСТ Р 50571-4-44- 2011 (МЭК 60364-4-44) также содержит требование о том, что все заземлители, относящиеся к зданию, т.е. территориально сближенные заземлители защитного заземления, функционального заземления и молниезащиты, должны быть, как правило , соединены между собой.
Соединение должно быть выполнено в одной точке. Такой точкой должна быть главная заземляющая шина (ГЗШ) или шина системы уравнивания потенциалов (СУП).

Расставляем приоритеты

При проектировании заземляющих устройств , проектировщики должны руководствоваться требованиями ПУЭ, а также другими нормативными документами и инструкциями, относящимися к устройству защитного, функционального заземления и заземления молниезащиты. Судя по дискуссиям в интернете, есть недопонимание приоритетов, люди ссылаются на якобы противоречивые требования к устройству заземлений в разных нормативных документах.

На самом деле никаких противоречий нет . ПУЭ, п. 1.7.55 расставляет приоритеты: «Заземляющее устройство, используемое для заземления электроустановок одного или разных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок…», но «В первую очередь должны быть соблюдены требования, предъявляемые к защитному заземлению ».
Другими словами – на первом месте должна быть защита жизни и здоровья людей.

Всегда существует возможность возникновения разности потенциалов между раздельными системами заземления, если эти системы заземления являются территориально сближенными, т. е. находятся в пределах зоны ненулевого потенциала. Опасная разность потенциалов может возникнуть, например, при коротком замыкании на корпус электрооборудования в сети TN-S (до срабатывания системы защиты), при срабатывании молниезащиты (шаговое напряжение), при воздействии внешних электромагнитных полей и др.
Этим и объясняется требование к объединению территориально сближенных заземлителей разных назначений в одно общее заземляющее устройство. При соединении заземлителей на ГЗШ или шине СУП, потенциалы различных заземляющих устройств уравниваются, и жизни людей уже ничто не угрожает.

О заземляющих устройствах молниезащиты

В том же п. 1.7.55 ПУЭ также читаем: «Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими». На этот пункт проектировщики часто ссылаются для обоснования своей позиции, не учитывая, что требования главы 1.7 имеют общий характер.

В первую очередь это требование означает, что защитное заземление объекта из одного или нескольких территориально сближенных зданий и сооружений, должно быть общим для этих зданий. То же самое и по молниезащите. Общая система молниезащиты на весь объект.

Что касается совмещения заземляющих устройств (защитного и молниезащиты) – они могут быть общими, могут быть раздельными – это зависит от типа молниеприемника, от расположения его на объекте и т. д. Это выясняется после расчетов молниезащиты с учетом требований инструкций по устройству молниезащиты (РД 34.21.122-87, СО 153-34.21.122-2003).

СО 153 п. 3.2.3.1. Во всех случаях, за исключением использования отдельно стоящего молниеотвода , заземлитель молниезащиты следует совместить с заземлителями электроустановок и средств связи. Если эти заземлители должны быть разделены по каким-либо технологическим соображениям, их следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов.

СО 153 выделяет отдельно стоящий молниеотвод со своим заземляющим устройством. В остальных случаях, если вы применяете, например, стержневой или тросовый молниеотвод, установленный на защищаемом объекте , молниеприемную сетку на кровле или саму кровлю в качестве молниеприемника, заземлитель молниезащиты должен быть совмещен с заземлителями электроустановок. Если в качестве заземлителя используется фундамент здания, то присоединение к фундаменту токоотвода и проводника, присоединяющего систему молниезащиты к ГЗШ, должно обязательно выполняться на разных болтах или разных закладных частях.

Если эти заземлители должны быть раздельными по технологическим причинам , они также должны быть объединены в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов. При этом присоединение заземлителя молниезащиты к основной системе уравнивания потенциалов должно выполняться заземляющими проводниками непосредственно от заземлителя молниезащиты.

Если используется отдельно стоящий молниеотвод , то согласно СО 153 он должен иметь отдельное заземляющее устройство .
ПУЭ (1.7.55) этому не противоречит, а только требует обеспечить приоритет защитного заземления для защиты жизни и здоровья людей.
Поэтому после расчетов зон молниезащиты нужно проверять, на каком расстоянии окажутся заземлители разных назначений друг от друга.
Если между ними в земле есть зона нулевого потенциала , то заземлитель молниезащиты может быть независимым.
Если заземляющие устройства окажутся территориально сближенными (отсутствует зона нулевого потенциала), то существует возможность возникновения разности потенциалов между ними, угрожающих жизни и здоровью людей.
В этом случае расстояние между заземлителями должно быть увеличено (≥ 20м). Если это невозможно сделать, то должны быть приняты меры по уравниванию потенциалов заземлителей на шине СУП или ГЗШ.

Если статья Вам понравилась и Вы цените вложенные в этот проект усилия – у Вас есть возможность внести посильный вклад в развитие сайта на странице