Заземление электроустановок

Заземление электроустановок

Отсутствие заземления электрооборудования или неправильное его выполнение может привести к производственному травматизму, выходу из строя приборов автоматизации или неправильной их работе, погрешности показаний измерительной техники. Это происходит в результате пробоя изоляции между токоведущими частями и корпусом оборудования. В результате на корпусе появляется напряжение и протекает электрический ток, который может нанести травму человеку и привести к сбоям в работе электрических устройств. Чтобы этого избежать, часть установки, не находящуюся в нормальном состоянии под напряжением, соединяют с заземляющим устройством. Этот процесс называется заземлением.

Заземляющее устройство

Заземляющее устройство – система, состоящая из заземляющего контура и проводников, обеспечивающих безопасное прохождение тока через землю. Исходя из Правил Устройства Электроустановок, естественными заземлителями могут быть:

  1. Каркасы зданий (железобетонные или металлические), которые соединены с землей.
  2. Защитная металлическая оплетка проложенных в земле кабелей (кроме алюминиевой)
  3. Трубы скважин, водопроводов, проложенных в земле (кроме трубопроводов с горючими жидкостями, газами, смесями)
  4. Опоры высоковольтных линий электропередач
  5. Неэлектрифицированные железнодорожные пути (при условии сварного соединения рельсов)

Для искусственных заземлителей, по правилам, используют неокрашенные стальные прутки (с диаметром более 10 мм), уголок (с толщиной полки более 4 мм), листы (с толщиной более 4 мм и сечением в разрезе более 48 мм2). Для создания системы с искусственным заземлением возле сооружения вкапывают или вбивают в землю металлические пруты, уголок или листы с указанными выше толщиной и сечением, но длиной не менее 2,5 м. Затем их сваркой соединяют между собой с помощью прутковой или листовой стали. От поверхности земли данная конструкция должна находиться более 0,5 м. По требованиям, контур заземления здания должен иметь не менее двух соединений с заземлителем.
В зависимости от назначения, заземление оборудования делится на два типа: защитное и рабочее. Защитное заземление служит для безопасности персонала и предотвращает возможность поражения человека электрическим током вследствие случайного прикосновения к корпусу электроустановки. Защитному заземлению подлежат корпуса электроустановок и электрических машин, которые не закреплены на «глухозаземленных» опорах, электрошкафы, металлические ящики распределительных щитов, металлорукав и трубы с силовыми кабелями, металлические оплетки силовых кабелей.
Рабочее заземление используют в том случае, когда для производственной необходимости в случае повреждения изоляции и пробоя на корпус требуется продолжение работы оборудования в аварийном режиме. Таким образом, например, заземляют нейтрали трансформаторов и генераторов. Также, к рабочему заземлению относят подключение к общей сети заземления молниеотводов, которые защищают электроустановки от прямого попадания молний.

Согласно Правилам Устройства Электроустановок обязательно подлежат заземлению электрические сети с номинальным напряжением свыше 42 В при переменном токе и свыше 110 В при постоянном.

Классификация систем заземления

Различают следующие системы заземления:

  • Система ТN (которая в свою очередь разделяется на подвиды TN-C, TN-S, TN-C-S)
  • Система TT
  • Система IT

Буквы в названиях систем взяты из латиницы и расшифровываются так:
Т – (от terre) земля
N – (от neuter) нейтраль
C – (от combine) объединять
S – (от separate) разделять
I – (от isole) изолированный
По буквам в названиях систем заземления можно узнать, как устроен и заземлен источник питания, а также принцип заземления потребителя.

Система ТN

Это наиболее известная и востребованная система заземления. Основным ее отличием является наличие «глухозаземленной» нейтрали источника питания. Т.е. нулевой провод питающей подстанции напрямую соединен с землей.
TN-C – подвид системы заземления, которая характеризуется объединенным заземляющим и нейтральным нулевым проводником. Т.е. они идут одним проводом от питающего трансформатора до потребителя. Отсутствие отдельного РЕ (защитного нулевого) проводника в данной системе однозначно является недостатком. Система TN-C широко использовалась в советских зданиях и непригодна для современных новостроек, т.к. в ней отсутствует возможность выравнивания потенциалов в ванной комнате.
TN-S – система, в которой защитный проводник системы уравнивания потенциалов и рабочий нулевые проводники идут раздельными проводами от источника питания до электроустановки. Эта система только обретает широкое применение при подключении зданий к электроснабжению. Является наиболее безопасной. К недостаткам можно отнести ее дороговизну, т.к. требуется монтаж дополнительного проводника.
TN-C-S – система, в которой нулевой защитный проводник и нейтральный рабочий идут совмещенным проводом, а разделяются на входе в распределительный щит. По требованиям Правил Устройства Электроустановок для этой системы необходимо дополнительное заземление.

Вам будет интересно  Заземление систем промышленного освещения для защиты от аварий

Система TT

Это система, в которой питающая подстанция и электроустановка потребителя имеют различные, независимые друг от друга заземлители. Областью применения системы ТТ являются мобильные объекты, имеющие электроустановки потребителей. К ним относят передвижные контейнеры, ларьки, вагончики и т.д. В большинстве случаев для потребителя в системе ТТ применяется модульно-штыревое заземление.

Система IT

Система, в которой источник питания разделен с землей через воздушное пространство или соединен через большое сопротивление, т.е. изолирован. Нейтраль в этой системе соединена с землей через сопротивление большой величины. Система IT используется в лабораториях и медицинских учреждениях, в которых функционирует высокоточное и чувствительное оборудование.

Требования к заземлению электродвигателя

Заземление двигателя

Согласно требованиям и правилам установленный электродвигатель перед пуском должен быть заземлен. Исключением являются те случаи, в которых корпус электродвигателей установлен на металлическую опору, соединенную с землей через металлоконструкцию здания или через проводник заземлителя. В остальных случаях корпус электродвигателя должен быть соединен проводом с контуром заземления здания, выполненного из полосы металла при помощи сварки.

Это является рабочим заземлением. В противном случае при нарушении изоляции между обмоткой двигателя или токопроводом и корпусом электродвигателя защитное устройство не сработает и не отключит питание. А двигатель продолжит работу.
Каждая электрическая машина должна иметь индивидуальное соединение с заземлителем. Последовательное соединение электродвигателей с контуром заземления запрещено, т.к. при нарушении одного из соединений с заземлителем, вся цепь будет изолирована от земли. Для установки защитного заземления, необходимо наличие дополнительного заземляющего проводника в силовом кабеле, один конец которого подключают к клеммной коробке электродвигателя, а другой к корпусу электрошкафа управления двигателем. Электрошкаф предварительно должен быть соединен с землей. В случае пробоя между токопроводом и этим заземляющим проводником образуется ток короткого замыкания, который разомкнет защитное или коммутирующее устройство (тепловое или токовое реле, защитный автомат).
Сечение заземляющего проводника, удовлетворяющее требованиям Правил Устройства Электроустановок приведено в таблице 1:

Сечение фазных проводников, мм 2Наименьшее сечение защитных проводников, мм 2
S≤16S
16 < S≤3516
S>35S/2

Сечение фазных проводников рассчитывается по токовой нагрузке потребителя.

Требования к заземлению сварочных аппаратов

Заземление сварочного аппарата

Как и для любого технологического оборудования, потребляющего электрический ток, для сварочных аппаратов существуют правила подключения заземления. Помимо необходимости заземления корпуса сварочной электроустановки с контуром заземления здания, заземляют один вывод вторичной обмотки аппарата, а ко второму, соответственно подключается электрододержатель. При этом вывод вторичной обмотки, требующей заземления, должен быть обозначен графически и иметь стационарное выведенное крепление, для удобного соединения с заземлителем. Переходное сопротивление контура заземления не должно превышать 10 Ом. В случае необходимости увеличения электрической проводимости контура заземления, увеличивают контактную площадь соединения.

Последовательное соединение сварочных аппаратов с заземлителем также запрещено. У каждого аппарата должно быть отдельное соединение с заземленной магистралью здания.
Заземление электроустановок потребителей – это не формальность, а необходимая техническая мера безопасности, которая позволит не только стабилизировать работу оборудования, но и спасти жизнь персоналу, обслуживающему и контактирующему с ним.

Вам будет интересно  Как правильно сделать контур заземления; советы электрика

ПУЭ заземления — нормы, защитные меры

Использование электрических приборов это неотъемлемая часть жизни каждого человека. Во время их эксплуатации возникает риск поражения электрическим током. Поэтому была создана защитная система заземления. Чтобы данная система эффективно работала и выполняла свои защитные функции, были сформулированы требования, предъявляемые к защитному устройству. Такие предписания содержатся в правилах устройства электроустановок (ПУЭ).

ПУЭ заземления - нормы, защитные меры

Заземление электрооборудования

Изоляция проводов имеет огромное значение. Читайте тут о том, какая изоляция лучше.

Раздел ПУЭ заземления включат в себя основные рекомендации: как правильно выполнить контур заземления; как установить защитные конструкции электросети; нормы заземления; сопротивление заземления и другие. Данные правила позволяют создать условия для эффективной защиты помещений различных модификаций от негативного воздействия.

Нормы ПУЭ заземления

Нормы ПУЭ заземления являются совокупностью нормативно-правовых актов. Настоящие правила включают рекомендации, как выполнить электропроводку грамотно, описание различных электроустановок и принцип их действия, а также требования, предъявляемые к электрическим системам и их компонентам.

Работы по установке заземления необходимо производить в соответствии с нормами правил устройства электроустановок. Критерии, определенные в ПУЭ, позволят выполнить все присоединения и подключение безошибочно, выдерживая все стандарты. Это гарантирует надежную работу защитной системы в доме, позволит избежать негативных последствий природного и техногенного воздействия.

Если беспрекословно соблюдать все правила, описанные в ПУЭ, это приведет к большим финансовым затратам, поэтому электрики и инженеры в своей деятельности соблюдают только очень важные рекомендации.

В соответствии с нормами ПУЭ, повторный защитный контур непременно должен быть расположен на участках выхода из помещения. На данном месте рекомендуется монтировать естественные заземлители. К ним относятся железобетонные устройства, большие металлические детали, которые большей своей частью непосредственно соединены с грунтом.

Также в ПУЭ указываются предметы, которые не могут использоваться в роли заземлителей: металлические предметы, находящиеся под напряжением, канализационные и отопительные трубы, а также трубопроводы с легковоспламеняющимися веществами.

При монтаже заземления необходимо тщательно произвести расчеты, учитывая все факторы, влияющие на качество создаваемого устройства, при этом необходимо следовать ПУЭ.

Сопротивление заземления ПУЭ

Согласно нормам ПУЭ все электроприборы производятся в соответствии с нормированными значениями:

Правила устройства электроустановок

Заземляющая шина

  • для телекоммуникационного оборудования защитное устройство должно иметь сопротивление не более 2 Ома или 4 Ома;
  • для надежной работы подстанции с напряжением 110кВ данный показатель должен быть не более 0,5 Ом;
  • при напряжении электролинии 220В источника однофазного тока и 380В трехфазного тока сопротивление трансформаторной подстанции должно соответствовать величине не более 4 Ом;
  • защитные конструкции воздушных линий связи подключаются к заземлению с сопротивлением не более 2 Ом;
  • при подключении молниеприемников защитное устройство должно соответствовать сопротивлению не более 10 Ом;
  • для частного сектора при эксплуатации системы TN-C-S рекомендуется локальное заземляющее устройство с сопротивлением не более 30 Ом;
  • для подключения частных домов к электрической цепи 220В/380В при эксплуатации системы TT, с использованием устройства защитного отключения требуется защитное заземляющее устройство с сопротивлением не более 500 Ом.

Заземление оборудования

Правила устройства электроустановок требуют большую часть электрооборудования на 380В и 220В непосредственно подсоединять к заземляющему устройству.

В электроустановках с напряжением до 1кВ и свыше 1кВ, применяется заземление с целью снизить ток, который может убить человека.

Правила устройства электроустановок

Шина заземления

Защитное заземление электрооборудования требуется проводить при переменном напряжении свыше 42 Вольта и постоянном напряжении от 110 Вольт. А также в условиях переменного напряжения 380В и постоянного напряжения 440В в электроустановках различного типа.

  • корпуса электрооборудования
  • металлические каркасы распределительных электрощитов и шкафов
  • оболочки проводов и кабелей
  • приводы аппаратов
  • обмотки трансформаторов
  • стальные тросы
  • трубы электропроводки и электрооборудования
  • металлические корпуса переносных и передвижных электроприемников
  • вторичные обмотки трансформаторов.
Вам будет интересно  Что может быть использовано в качестве заземлителей? (ПУЭ п. 239, 294-297. )

Согласно ПУЭ не подходят для заземления:

  1. арматура опорных и подвесных изоляторов;
  2. электрооборудование, зафиксированное на металлических заземленных конструкциях, при условии надежного контакта между ними;
  3. при установке на деревянные конструкции не заземляются кронштейны и осветительная арматура; обшивка электроизмерительных приборов;
  4. поверхность электроприемников с двойной изоляцией;
  5. рельсы, проходящие за территорией электроподстанций.

В общественных и жилых помещениях необходимо заземлять электрические приборы с мощностью более 1300 Вт.

Защитные меры электробезопасности

Если соблюдать в точности все правила при эксплуатации, использование электрических приборов не представляет никакой опасности. Защищенность от поражения электрическим током достигается следующими способами:

  • часть электрической цепи, через которую проходит ток, не должна быть доступна для случайного прикосновения;
  • токоведущие части, находящие в открытом состоянии, не должны содержать опасное для человеческой жизни, напряжение. Ддаже если изоляция нарушена;
  • такая недоступность достигается путем защитного отключения, использование малого напряжения, двойной изоляцией, уравниванием и выравниванием потенциалов, выполнение барьеров. Можно также расположить электрооборудования вне зоны доступности.

Применение мер в совокупности по защите от поражения током не должны снижать эффективности каждой.

Нет необходимости в защите от прямого прикосновения в следующем случае. Если электрооборудование расположено в области уравнивания потенциалов. И самое большое рабочее напряжение при этом составляет не выше 25В переменного тока и не более 60В постоянного

Также защитные функции электрооборудования должны быть предусмотрены при изготовлении последнего, либо при производстве монтажа.

Ты мастер

Информационный ресурс мастеров и инженеров, нормативные документы, экзаменационные билеты (тесты), образцы документов, справочные материалы.

ПУЭ Глава 1.7. Заземление и защитные меры электробезопасности

Область применения. Термины и определения

ПУЭ 7. Рисунок 1.7.1.tif

Рис. 1.7.1. Система TNC переменного (а) и постоянного (б) тока.
Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике:
1 — заземлитель нейтрали (средней точки) источника питания;
2 — открытые проводящие части; 3 — источник питания постоянного тока

ПУЭ 7. Рисунок 1.7.2.tif

Рис. 1.7.2. Система TNS переменного (а) и постоянного (б) тока.
Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены:
1 — заземлитель нейтрали источника переменного тока; 11 — заземлитель вывода источника постоянного тока;
12 — заземлитель средней точки источника постоянного тока; 2 — открытые проводящие части; 3 — источник питания

ПУЭ 7. Рисунок 1.7.3.tif

Рис. 1.7.3. Система TNCS переменного (а) и постоянного (б) тока. Нулевой защитный и нулевой рабочий
проводники совмещены в одном проводнике в части системы:
1 — заземлитель нейтрали источника переменного тока; 11 — заземлитель вывода источника постоянного тока;
12 — заземлитель средней точки источника постоянного тока; 2 — открытые проводящие части, 3 — источник питания

ПУЭ 7. Рисунок 1.7.4.tif

Рис. 1.7.4. Система IT переменного (а) и постоянного (б) тока. Открытые проводящие части электроустановки
заземлены. Нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через большое сопротивление:
1 — сопротивление заземления нейтрали источника питания (если имеется); 2 — заземлитель;
3 — открытые проводящие части; 4 — заземляющее устройство электроустановки;
5 — источник питания

ПУЭ 7. Рисунок 1.7.5.tif

Рис. 1.7.5. Система TT переменного (а) и постоянного (б) тока. Открытые проводящие части электроустановки
заземлены при помощи заземления, электрически независимого от заземлителя нейтрали:
1 — заземлитель нейтрали источника переменного тока; 11 — заземлитель вывода источника постоянного тока;
12 — заземлитель средней точки источника постоянного тока; 2 — открытые проводящие части;
3 — заземлитель открытых проводящих частей электроустановки; 4 — источник питания

Общие требования

Меры защиты от прямого прикосновения

ПУЭ. Рисунок 1.7.6.tif

Рис. 1.7.6. Зона досягаемости в электроустановках до 1 кВ:

Источник http://electry.ru/zazemlenie/zazemlenie-elektroustanovok.html

Источник https://uzotoka.ru/zazemlenie/pue-zazemleniya.html

Источник https://y-mas.ru/%D0%BF%D1%83%D1%8D-7-%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%BB%D0%B0-%D1%83%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0-%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD/%D0%BF%D1%83%D1%8D-%D0%B3%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%B0-1-7-%D0%B7%D0%B0%D0%B7%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%B8-%D0%B7%D0%B0%D1%89%D0%B8%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D0%BC%D0%B5%D1%80%D1%8B/