Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Магистральные сети выполняются открытыми, защищенными и закрытыми токопроводами, шинами, кабелями и изолированными проводами и, как правило, универсальны, т. е. сечение их проводников учитывает перспективный рост нагрузки, а трассы — возможность присоединения нагрузок на всей площади цеха.

Рис. 1. Магистральный шинопровод переменного тока.

Для магистральных сетей целесообразно применять изолированные шины как более надежные.
Применение шин прямоугольного сечения в магистральных сетях при больших токах в них создает определенную экономию проводниковых материалов, что объясняется большей допустимой и экономической плотностью тока для проводников прямоугольного сечения по сравнению с круглыми и лучшей компенсацией магнитных полей. Кроме того, к прямоугольным шинам удобно выполнять присоединения. Комплектные магистральные шинопроводы дают наилучшее решение по применению шин. Соответствующая изоляция шин и защитные покрытия позволяют применять такие комплектные шинопроводы и для агрессивных сред. Комплектные магистральные шинопроводы в защищенном и закрытом исполнениях могут быть предельно приближены к местам присоединения нагрузки (рис. 1).
Однако линии комплектных магистральных шинопроводов и просто шинные магистрали требуют, по возможности, прямолинейных трасс. Поэтому иногда из-за отсутствия такой возможности приходится отказываться от шинопроводов или шин и выполнять участки магистральной сети или сеть полностью кабелями или проводами.

Магистральные сети, выполненные проводами и кабелями.

Наиболее подходящими для магистральных сетей являются одножильные провода или кабели с полимерной изоляцией. Если к тому же сечение этих проводов и кабелей определяется по экономической плотности тока (весьма близкой к экономической плотности тока для изолированных шин), то применение проводов и кабелей не повлечет за собой перерасхода проводниковых материалов.
Следует иметь в виду, что сеть, выполненная такими проводами, имеет значительно большую индуктивность (0,2 ом/км), чем сеть такой же пропускной способности, но выполненная шинами. Сечение одножильных проводов и кабелей доходит до 2 000 мм2. Однако даже при таких сечениях и однопроволочных жилах эти провода и кабели достаточно гибки для выполнения сложных обходов на трассе. В универсальных магистральных сетях, выполняемых проводами и кабелями, места для присоединения перспективных нагрузок подготовляются либо заранее (снятием изоляции и установкой зажимов с изоляционными кожухами), либо, что более целесообразно, изоляция снимается только при присоединении этих нагрузок. При значительной строительной длине проводов и кабелей (до 500 м) их применение сокращает число мест соединений.
Применение шин, шинопроводов и однопроволочных проводов больших сечений связано с верхними разводками, т. е. с трассами в верхних зонах — над полом или под перекрытием. Магистральные сети в туннелях, каналах и блоках. Когда по тем или другим причинам в верхних зонах не может быть предоставлено место для линий магистральных сетей, последние выполняются кабелями, прокладываемыми на конструкциях в туннелях, каналах и блоках, а также -изолированными проводами в трубах. В магистральных сетях универсальность достигается прокладкой кабелей и проводов, сечения которых достаточны для питания не только присоединенной, но и ожидаемой дополнительной нагрузки. Однако более целесообразно сооружать туннели, каналы и закладывать блоки по трассам, исходя из необходимой универсальности сети, с оставлением на кабельных конструкциях туннелей и каналов, а также в блоках мест для кабелей, добавление которых может потребоваться при росте нагрузок.
Магистральные сети, выполняемые проводами в трубах. При магистралях, выполняемых проводами в трубах, универсальность достигается либо наличием в сети проводов, пропускная способность которых учитывает рост нагрузки, либо закладкой труб для дополнительных проводов, либо наличием в достаточных количествах протяжных ящиков и коробок, обеспечивающих (при открытой прокладке) добавление труб без нарушения работы сети. При прокладке по одной трассе нескольких линий магистральной сети для локализации повреждений при авариях, а также для обеспечения безопасности при ревизиях и ремонтах проводники одной линии рекомендуется отделять от проводников других линий дугостойкими перегородками либо заключать проводники в дугостойкие оболочки.

• Назад
• Вперёд

Маркировка заземлительных систем

• TN-C;
• TN-C-S;
• TT;
• IT.

В названии заземления первая буква указывает на разновидность источника питания:

• T — нейтраль источника электропитания стыкуется с грунтом;
• I — токоведущие элементы не контактируют с землей.

Вторая буква информирует о способе заземления открытых токопроводящих элементов электрической установки:

• N — прямой контакт с местом заземления источника питания;
• T — непосредственная связь с грунтом.

Буквы после дефиса сообщают информацию о методе обустройства защитного проводника (PE) и нуля:

• C — задачи проводников выполняются одним проводником PEN;
• S — функции проводников выполняются несколькими проводящими устройствами.

Система заземления TN-C

Заземление электроустановок типа TN-C применяется в трехфазных четырехпроводных и однофазных двухпроводных электросетях. Чаще всего подобные заземлительные системы встречаются в сооружениях старой постройки. Преимущества TN-С состоят в простоте и доступности системы. Однако уровень безопасности системы оставляет желать лучшего. Поэтому в современных зданиях TN-C не используется.

Система заземления TN-C-S

Защитное заземление электроустановок TN-C-S чаще всего применяется при проведении реконструкций старых электросетей с объединенными рабочими и защитными проводниками на вводе. Таким образом, чтобы установить в здании систему TN-C-S, в нем должно существовать более старое заземление — TN-C-S. Усовершенствованная система также отличается простотой установки и эксплуатации, но при этом более надежна.

Система заземления TN-S

В TN-S рабочие и нулевые проводники располагаются по отдельности. При этом нуль (PE) объединяет все токоведущие элементы электрической установки. Во избежание повторного заземления обустраивают трансформаторную подстанцию с основным заземлением. Достоинствами TN-S считаются небольшая длина проводника от кабельного входа в установку до системы заземления, а также низкая вероятность электромагнитных помех.

Система заземления TT

Данный тип заземления характерен тем, что все токоведущие компоненты имеют непосредственный контакт с землей. При этом заземлители установки электрически не связаны с заземлителем нейтрали электроподстанции.

Система заземления IT

Характерная особенность заземления IT — изолированность нейтрали от грунта или ее заземления через элементы с высоким сопротивлением. В результате такого решения удается значительно уменьшить воздействие тока утечки на корпус. IT применяют в строениях, работающих в условиях жестких требований по электробезопасности.

Общие рекомендации по заземлению оборудования с ЧПУ в производственных помещениях

Заземлению подлежат любые станки ЧПУ с напряжением выше 380 В (переменный) и от 440 В (постоянный ток) за исключением тех, которые установлены на заземленных металлоконструкциях.

Для заземления близкостоящего оборудования разного напряжения и назначения используется единое, общее для всех станков, заземляющее устройство.

Для заземления электрооборудования, размещенного на подвижных частях станков, следует использовать изолированный гибкий провод.

Любые токопроводящие элементы оборудования должны быть вне зоны доступа для случайного касания.

Параметры всех заземляющих элементов и устройств должны соответствовать минимальным нормам в любое время года, независимо от неблагоприятности погодных условий.

При проектировании системы заземления следует учитывать, что исключение из цепочки одного из заземляющих или заземленных элементов не должно влиять на качество заземления в целом.

Станок с ЧПУ и управляющий им компьютер должны быть подсоединены к одной сети, чтобы исключить риск поражения током при одновременном касании и станка и компьютера.

Все доступные для прикосновения проводящие элементы не должны находиться под напряжением.

Все естественные/искусственные заземлители должны быть токоустойчивы минимум по трем параметрам (динамические, термические, механические).

Диаметр сечения изолирующих проводов должен быть:

– min 1,6 см (алюминий);

Наружный осмотр системы заземления должен производиться специалистом не реже одного раза в месяц.

В качестве дополнительной защиты от опасности, возникающей при повреждении изоляции, рекомендуется устанавливать пробивные предохранители.

Технологии устройства заземления

Контур заземления устанавливается по одной из двух технологий:

• Традиционная.
• Модульно-штыревая.

Традиционная технология

По правилам традиционной технологии заземление выполняется из черного металла. В этих целях могут быть использованы полоски, трубы, уголки. Для начала выбирается подходящее для оборудования заземляющего контура место в почве. Затем на расстоянии 5 м друг от друга вкапываются в грунт металлические электроды (на глубину около 3 м в зависимости от объекта). Далее они собираются в общий контур с помощью сварки и стальной полоски.

Из-за трудоемкой установки и коррозии, свойственной металлу, сейчас чаще применяется более современная модульная технология.

Модульная технология

Для обустройства модульно-штыревой заземляющей технологии применяются металлические стержни с медным покрытием. Они вбиваются в грунт вертикально на глубину до 1 м. По краям нарезается резьба, которую тоже покрывают медью. Металлические элементы конструкции соединяют латунными муфтами. Для соединения горизонтальных и вертикальных частей берут латунные зажимы. Все детали обрабатываются специальной защитной пастой от коррозии.

Модульно-штыревая технология не нуждается в трудоемком монтаже и сварке. Она подходит для любого типа грунта и имеет больший срок службы, чем традиционная.

Технически совершенная система заземления здания обеспечивает надежную и безопасную работу электроприборов для потребителя. Во многих случаях правильное заземление может спасти жизнь человека.

Виды заземлений

Одним из путей ослабления вредного влияния цепей заземления на системы автоматизации является раздельное выполнение систем заземлений для устройств, имеющих разную чувствительность к помехам или являющихся источниками помех разной мощности. Раздельное исполнение заземляющих проводников позволяет выполнить их соединение с защитной землёй в одной точке. При этом разные системы земель представляют собой лучи звезды, центром которой является контакт к шине защитного заземления здания. Благодаря такой топологии помехи «грязной» земли не протекают по проводникам «чистой» земли. Таким образом, несмотря на то что системы заземления разделены и имеют разные названия, в конечном счёте все они соединены с Землёй через систему защитного заземления. Исключение составляет только «плавающая» земля.

Силовое заземление

В системах автоматизации могут использоваться электромагнитные реле, микромощные серводвигатели, электромагнитные клапаны и другие устройства, ток потребления которых существенно превышает ток потребления модулей ввода/вывода и контроллеров. Цепи питания таких устройств выполняют отдельной парой свитых проводов (для уменьшения излучаемых помех), один из которых соединяется с шиной защитного заземления. Общий провод такой системы (обычно провод, подключённый к отрицательному выводу источника питания) является силовой землёй.

Аналоговая и цифровая земля

Системы промышленной автоматизации являются аналого-цифровыми. Поэтому одним из источников погрешностей аналоговой части является помеха, создаваемая цифровой частью системы. Для исключения прохождения помех через цепи заземления цифровую и аналоговую землю выполняют в виде несвязанных проводников, соединённых вместе только в одной общей точке. Для этого модули ввода/вывода и промышленные контроллеры имеют отдельные выводы аналоговой земли (A.GND) и цифровой (D.GND).

«Плавающая» земля

«Плавающая» земля образуется в случае, когда общий провод небольшой части системы электрически не соединяется с шиной защитного заземления (то есть с Землёй). Типовыми примерами таких систем являются батарейные измерительные приборы, автоматика автомобиля, бортовые системы самолёта или космического корабля. Плавающая земля чаще используется в технике измерений малых сигналов и реже – в системах промышленной автоматизации.

Установка и безопасность

Разнообразие электроустановок и условий по их эксплуатации создает большое количество вариаций, связанных с монтажом оборудования, ремонта и правил по работе с приборами и агрегатами.

Использование электроустановок в работе промышленных предприятий, организаций, электросистем зданий и объектов должно соответствовать стандартам и правилам и давать гарантию электробезопасности.

Заземление и применяемые защитные меры электробезопасности должны быть осуществлены в соответствии с требований нормативных актов, правил требований, стандартов.

Все существующие способы заземления электроустановок можно объединить выполнением условий по соединению частей и элементов электроустановок, которые могут проводить ток и быть под напряжением, с заземляющим проводником в виде шины и контуром заземления.

Заземление проводится для всех составных частей, которые могут при пробое изоляции оказаться под действием напряжения. Для различных зданий, предприятий может проводиться заземление одной установки, а в некоторых случаях объединение всех компонентов одного цеха для заземления.

Последний вариант используется, чтобы обезопасить от пробоя различные установки и станки, технологическое оборудование, которые могут соприкасаться и взаимодействовать.

Неправильное исполнение заземления приводит к появлению напряжения в тех частях устройств, на которых оно не предусмотрено по правилам эксплуатации. Такая небезопасная работа оборудования может привести к остановке, поломке, а также привести все устройство в непригодное состояние.

Ущерб может заключаться не только в поломке установок и выхода из строя, но и создания аварийных ситуаций, которые могут повлечь порчу имущества и иного оборудования. Самым опасным является воздействие напряжение на человека — от проблем со здоровьем до летального исхода.

ООО «ГОРИНКОМ» выполняет полный комплект услуг по заземлению электроустановок для зданий и предприятий. Опытные квалифицированные сотрудники обеспечат надежность работ по заземлению оборудования.

Система TT

Схема заземления TТ

Системы заземления TT актуальны при несоответствующих условиях безопасности для предыдущих видов. Специалисты рекомендуют применять их в случае, когда техническое состояние воздушных линий электропередач далеко от идеала.

Данной конструкцией предусмотрено независимое заземление защитного и рабочего нолей через отдельные контуры. Связь между проводниками запрещена. Такой подход помогает изолировать от электросетей все металлические поверхности, способные проводить ток.

независимость от разных повреждений линии питания.

• необходимость в качественном повторном заземлении, реализации технических мер для подавления скачков напряжения по время грозы;
• обязательность монтажа прибора, выполняющего защитное отключение.

Такие виды заземления целесообразны для небольших жилых помещений, металлических блок-контейнеров, строительных бытовок.

Правила заземления электродвигателя

По установленным нормативам электрические двигатели подлежат обязательному заземлению. Данное требование не распространяется на ситуации, когда корпус электродвигателя смонтирован на металлической основе, имеющей контакт с грунтом через металлические элементы или заземляющий проводник. Во всех других ситуациях корпус двигателя соединяют проводником с заземлительным контуром.

Все электрические устройства должны иметь выделенные соединения с контуром заземления. Последовательное объединение двигателей с контуром не допускается, поскольку при нарушении любого из соединений вся цепь потеряет функциональность.

Чтобы правильно установить защитный заземлитель, понадобится дополнительный заземляющий элемент в силовом кабеле. Один конец проводника присоединяют к клеммной коробке электрического двигателя, а второй — к корпусу шкафа, где находится блок управления электроустановкой.

Обратите внимание! Прежде чем выполнять подключение, необходимо соединить с грунтом электрошкаф. При пробое между проводником заземления и токопроводом возникает короткое замыкание, в результате чего размыкается защитное или коммутирующее устройство

При пробое между проводником заземления и токопроводом возникает короткое замыкание, в результате чего размыкается защитное или коммутирующее устройство.

Сечение проводника для заземления должно соответствовать нормативам, указанным в ПУЭ (приведены в таблице ниже).

Технология заземления

Предпочтение при организации защиты отдается естественным заземлителям. Не допускается использование алюминия (кабельные оболочки, неизолированные провода), поскольку этот материал подвергается окислению в грунте, а окись — отличный изолятор.

Если нет естественных заземлительных элементов, изготавливают искусственные. Электроды (прутки, полосы, уголки или трубы) устанавливают по вертикали в грунт на глубину 2,5–3 метра. Причем верхний конец штыря должен быть выше уровня земли на 60–70 сантиметров. Установленные штыри соединяют между собой стальной полоской (толщина не меньше 4 миллиметров).

Электрод должен соответствовать определенным параметрам:

• диаметр трубы — 30–50 мм и толщина стенок — 3,5 мм;
• диаметр стержня — 10–123 мм;
• толщина угловой стали — от 4 мм.

Альтернатива вертикальному заземлению — горизонтальное. Однако такое решение требует больших ресурсов рабочего пространства. Горизонтальные полосы кладут на ребро в заранее выкопанную траншею (глубина ее составляет от 60 до 70 сантиметров).

Если систему устанавливают в агрессивной среде (кислые или щелочные почвы), в качестве конструкционного материала выбирают медь или оцинковку.

В помещениях проводку для заземления прокладывают в виде магистралей. Ее располагают таким образом, чтобы она была доступна для контроля, но при этом защищена от повреждений механического характера. Если в помещении происходит выделение едких газов, проводку прокладывают по стенам с использованием скоб.

Соединение проводников с корпусами и кожухами электрооборудования осуществляется сваркой или болтами. Все контакты зачищают и покрывают лаком.

Классификация систем заземления

Различают следующие системы заземления:

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

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

Система ТN

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

Система TT

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

Система IT

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

Правила для переносных установок

В некоторых ситуациях допускается отказ от местного заземлителя для электрооборудования, оснащенного автономными источниками питания с нейтралью, не вступающей в контакт с грунтом. Обычно переносное заземление используется для защиты установок, не питающих другое оборудование. При этом источники питания должны иметь собственные заземлители, а все элементы установки — стыковаться с корпусом источника электропитания.

Работы по заземлению мобильных электрических установок выполняют в соответствии с требованиями к напряжению или сопротивлению. Показатель сопротивления не должен превышать 25 Ом. Устройства с автономными источниками электропитания и изолированными нейтралями всегда контролируются по уровню сопротивления изоляции. Кроме того, нужно обеспечить постоянный доступ для проведения проверок работоспособности изоляции.

Переносные заземлительные установки монтируются во время перерывов в работе электрооборудования. Установка защиты начинается только после отключения напряжения в электросети. Заземление устанавливается на все отключенные фазы. Причем установка осуществляется со всех сторон, откуда подается напряжение.

К монтажу переносных систем в электрических установках с напряжением свыше 1000 вольт допускаются исключительно специалисты, обладающими группой электробезопасности не меньше четвертой. Для установок с напряжением менее 1000 вольт необходима третья или выше группа электробезопасности.

Обратите внимание! Нельзя задействовать в качестве заземляющих устройств элементы, непредназначенные для этой цели. Также недопустимы скрутки

Заземлители

1.Естественные

— водопроводные трубы, проложенные в земле (ХВ)

— металлические конструкции здания и фундаменты, надежно соединенные с землей

— металлические оболочки кабелей

— обсадные трубы артезианских скважин

— газопроводы и трубопроводы с горючими жидкостями

— алюминиевые оболочки подземных кабелей

— трубы теплотрасс и горячего водоснабжения

Соединение с естественным заземлителем должно быть не менее чем в двух разных местах.

Выносные: групповые и одиночные

Традиционно, для искусственных заземлителей применяют угловую сталь толщиной полки не менее 4 мм, стальные полосы толщиной не менее 4 мм или прутковую сталь диаметром от 10 мм.

Широкое распространение в последнее время получили глубинные заземлители с омедненными или оцинкованными электродами, которые по долговечности и затратам на изготовление заземлителя существенно превосходят традиционные методы.

Особая проблема — создание качественного заземления в условиях вечной мерзлоты

Здесь стоит обратить внимание на системы электролитического заземления, позволяющие эффективно решить проблему.

Подробную информацию о различных схемах зазелителей, способах расчета и консультации можно получить на сайте www.zandz.ru

Естественные и искусственные заземлители

В качестве естественных заземлителей используются металлические и ж/б части конструкции зданий, находящиеся в земле, трубы водопровода, свинцовые оболочки кабелей (алюминиевые оболочки нельзя использовать в качестве естественных заземлителей).

Для отдельно стоящих ТП, РП в МКС используют искусственные заземлители.

По периметру здания ТП, РП, на расстоянии не менее 1 м от фундамента забивают вертикальные электроды, из угловой стали 50x50x5 мм длиной 2,5-3 м (количество электродов определяется в проекте). Верхние концы электродов (должны быть от поверхности земли на глубине 0,5-0,6 м) соединяются с помощью сварки стальной полосой 40×4 мм, образуя внешний контур заземления, который соединяется полосой 40×4 с внутренним контуром в 2-х местах.

Внутренний контур заземления выполняется также из стальной полосы 40×4 мм с приваренными к ней в нужных местах шпильками (клеммами) с гайками для подсоединения защитных заземляющих проводников от корпусов установленного электрооборудования и рабочего заземляющего проводника от нейтрали трансформатора.

Защитные заземляющие проводники оборудования выполняются медным проводом (МГ) сечением 25 мм2.

Защитное заземление корпуса трансформатора и рабочее заземление нейтрали трансформатора выполняется проводом МГ сечением 50мм2 (или 2×25 мм2).

Выполненное таким образом заземляющее устройство считается удовлетворяющим требованиям обеспечения электробезопасности, если его сопротивление

Переносное заземление — устройство, установка, испытания

Переносное заземление является неотъемлемым элементом любого энергетического предприятия. Его применение необходимо при выполнении технических мер, которые осуществляются в электроустановках для подготовки рабочего места.

Конструктивное исполнение заземлителей зависит от уровней напряжения и типа электрооборудования. Изделия должны проходить установленный комплекс испытаний, по результатам которых выносится заключение, о возможности их эксплуатации.

Что такое переносное заземление и его назначение

Переносное заземление (ПЗ) – это специальное изделие, предназначенное для заземления отдельных участков электроустановки, в которых не предусмотрено стационарных заземляющих ножей. Основной функцией ПЗ является обеспечение безопасности работников при осуществлении ремонтных работ.

Так выглядит переносное заземление

Установка ПЗ позволяет обезопасить персонал от воздействия электрического тока, вследствие ошибочной, самопроизвольной подачи напряжения, а также в результате образования наведенного напряжения. Когда осуществляют подачу напряжения на заземленный участок электрической сети, образуется ток короткого замыкания, что приводит к запуску защит, с последующим отключением источника напряжения.

Устройство

Существует два основных варианта использования ПЗ. Первый вариант предназначен для применения в распределительных устройствах, а второй – на воздушных линиях электропередач. Заземления могут быть выполнены в однофазном или трёхфазном исполнении.

ПЗ может быть выполнено в трёх конструктивных вариациях: штанговые, штанговые с металлическим звеном (ЗПЛ-10) и бесштанговые (ЗПП-15).

Переносное заземление типа ЗЛП-10

Конструкция изделия состоит из следующих элементов:

• гибкий токопроводящий проводник (медь или алюминий);
• закрепляющие зажимы;
• наконечники (струбцины);
• диэлектрическая штанга.

Бесштанговую конструкцию ПЗ, как правило, используют для применения в комплектных распределительных устройствах.

Пример бесштанговой конструкции ПЗ

Для одновременного закорачивания трёх фаз через единый заземляющий проводник пользуются трёхфазным заземлителем.

Однофазное исполнение портативного заземления предназначено для отдельного подключения фаз к контуру заземления. Используется на ЛЭП с уровнем напряжения более 110 кВ. Это обусловлено существенным расстоянием от заземляющей шины до фазных проводов и междуфазным пролётом.

Гибкий токопроводящий проводник может быть покрыт прозрачной изоляцией. Он может изготавливаться из алюминиевых или медных проводов. С помощью зажимов осуществляется крепление ПЗ к токоведущих частям и к контуру заземления. Устройство фазных зажимов может быть выполнено в виде струбцин и медных наконечников. Затягивание зажимов выполняется изолирующей штангой, с помощью которой достигается минимально допустимое расстояние до токоведущих частей.

Предъявляемые требования

К портативным заземлениям предъявляются множество требований. Среди главных, выделяется термическая и динамическая устойчивость по отношению к токам короткого замыкания. Конструктивное исполнение изделий должно обеспечивать удобство в эксплуатации.

Закорачивающие проводники должны выдерживать воздействия окружающей среды, в диапазоне от — 45 до + 45 градусов. Сечения проводов заземлителя должны соответствовать уровням напряжения. В электроустановках до 1 кВ используются — 16 квадратных миллиметров, а при напряжении выше 1 кВ – 25. При уровне напряжения более шести киловольт, сечение проводников могут достигать ста двадцати квадратных миллиметров.

При наличии разных уровней напряжения в электроустановках, разрешается применение переносного заземления с наибольшим требуемым сечением для обслуживания всего электрооборудования.

В комплекте изделия обязательно наличие технической документации. Крепление струбцины с жилами проводника может осуществляться болтовым соединением, сварочным швом, путём прессования или с использованием нажимных пластин. Зажим должен обеспечивать надёжный контакт в месте наложения. Изолирующие конструкции должны изготавливаться из диэлектрических материалов.

Запрещается использовать защитные оболочки на токопроводящих элементах заземлителя, которые мешают визуальному осмотру их целостности. Для изоляции проводов допускается использовать исключительно прозрачную оболочку.

Расчёт сечения для ПЗ

Минимальное сечение заземляющего проводника определяется по формуле:

• I к.з – максимальная токовая величина при коротком замыкании;
• √t – наибольшее время срабатывания основных защитных устройств по отключению КЗ;
• C – расчетный коэффициент, который отражает изменение сопротивления материала под воздействием нагрева.

За наибольшее время по отключению КЗ принимается суммарная величина нижеследующих показателей:

• время срабатывания основной защиты;
• время срабатывания автоматики повторного включения (АПВ);
• длительность отключения автомата.

Расчётная величина I к.з зависит от типа нейтрали электрической сети. При заземленной нейтрали используется значение однофазного тока короткого замыкания, при изолированной нейтрали – трёхфазного.

Установка и снятие переносного заземления

Процесс наложения и снятия заземления идентичен для всех уровней напряжения. Существуют отличия только в количестве людей выполняющих данные операции. В электроустановках до 1 кВ установка и снятие заземлителя проводится единолично, а при напряжении выше 1 кВ процедура производится вдвоём. Один человек выступает в роли контролирующего лица, а второй является исполнителем.

Процесс установки и монтажа ПЗ

Последовательность действий при установке ПЗ:

1. Убедиться в целостности устанавливаемого заземления;
2. Проверить отсутствие напряжения на электроустановке, которая подлежит заземлению;
3. Подсоединить струбцину ПЗ к контуру заземления;
4. Наложить заземляющие проводники на токоведущие элементы.

Операции по снятию переносного заземления, проводятся в обратном порядке.Все действия необходимо осуществлять с использованием диэлектрических перчаток и штанг, а также индивидуальных защитных средств. В электрической установке до 1 кВ допускается использовать только изолирующие перчатки. При напряжении токоведущих элементов более 1000 В, требуется одновременное применение перчаток и штанг.

Проверка отсутствия напряжения на участке распределительной установки осуществляется указателем напряжения.

Допускается параллельная установка портативных заземлителей в электрической сети напряжением более шести тысяч вольт. Это обусловлено тем, что требуемые сечения проводов достигают значительных величин. И приводит к увеличению массы и размеров ПЗ, что влечёт за собой трудности при их эксплуатации.

Испытания

Для подтверждения соответствия требованиям ГОСТ, переносные заземления подвергаются нижеследующим видам испытаний:

• приёмосдаточным (при первичной проверке на соответствие установленным стандартам);
• периодическим (допустимо проводить один раз в пять лет);
• типовым (при конструктивных изменениях).

Переносные заземления считаются пригодными к применению, при успешном прохождении нижеследующих мероприятий:

1. Визуальный осмотр целостности всех элементов конструкции.

Включает в себя проверку струбцин, жил проводника, изолирующей штанги, ограничительного кольца на штанге, антикоррозийного покрытия, защитной изоляции и технической документации.

2. Климатические испытания.

Процедура проводится при отрицательной и положительной температуре. Её значение должно достигать сорока пяти градусов Цельсия, соответственно до и выше нуля. Переносное заземление подвергается двух часовому воздействию температуры. При отсутствии следов разрушения защитной изоляции и пластмассовых элементов, изделие считается пригодным для применения.

3. Определение механической прочности штанг.

Данный опыт предназначен для измерения изгиба штанги ПЗ. Допустимым отклонением прогиба является десяти процентная величина по отношению к изоляционной длине штанги, используемой для электроустановок напряжением до 220 кВ. Для более высоких уровней напряжения, допускается двадцати процентное отклонение.

Для проведения испытания, штангу фиксируют в горизонтальной плоскости. Закрепляя конец штанги и место посадки ограничительного кольца. Металлической линейкой устанавливается уровень оси штанги. И по ней же, отсчитывается величина прогиба.

4. Проверка сечения жил.

Для установления действительного сечения переносного заземления, выполняют его разборку на стренги. Фиксируют их количество, и считают число проводников в одной стренге. Измеряют диаметр проводника для определения его сечения. Полученную расчётную величину умножают на число проводников в стренге и на количество стренг.

5. Измерение термической и динамической стойкости.

Опыт заключается в пропускании через готовое изделие соответствующего значения тока короткого замыкания, от лабораторных источников тока. Протекание тока продолжается до момента полного разрушения опытного образца. Если в течение трёх секунд не наблюдалось механических повреждений или сбрасываний жил с мест установки, то образец удовлетворяет термической и динамической стойкости.

6. Определение уровня переходного сопротивления.

Микроомметром выполняется замер сопротивления в месте присоединения проводников к струбцине. Данный показатель не должен превышать значения в 600 мкОм.

7. Электрические проверки изолирующих элементов.

Изолирующие части переносного заземления подвергаются высоковольтным испытаниям.

Во время эксплуатации механические испытания заземляющих проводов не производятся. Электрическим испытаниям подлежат штанги с металлическими элементами. Данная процедура выполняется раз в два года.

Изъятие изделия из эксплуатации осуществляется при обнаружении нижеследующих изъянов:

• нарушение соединения между струбциной и проводником;
• следы расплавления металла или разрушения заземляющих проводников;
• наличие более пяти процентного обрыва жил проводника.

Комплектация и маркировка

В зависимости от конструктивного исполнения изделия, в комплект входят:

• переносное заземление в собранном или разобранном виде;
• изолирующие штанги;
• чехлы;
• технический паспорт.

Все переносные заземления должны быть оснащены маркировкой. В которой отражается нижеследующая информация:

Защитное заземление. Основная и дополнительная системы уравнивания потенциалов. Сторонние проводящие части

Защитное заземление – заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

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

Цель защитного заземления —снизить до безопасной величины напряжение относительно земли на металлических частях оборудования, которые не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции электроустановок. В результате замыкания на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения и, как следствие,- ток, проходящий через тело человека, при его прикосновении к корпусам.

При электрическом переменном токе промышленной частоты (50 герц) берут во внимание только активное сопротивление человека (его тела) и соотносят его с величиной равной 1 кОм. При длительном прохождении тока сопротивление тела снижается до 500 – 300 Ом.

Примечание: сопротивление тела человека постоянному току от 3 до 100 кОм.

Расчеты, приведенные на рисунках, весьма приблизительны, но показывают оценить эффективность защитного заземления.

Существенное влияние на ток, проходящий через человека, оказывает величина тока короткого замыкания и сопротивление системы заземления. Наибольшее допустимое значение сопротивления заземления в установках до 1000 В: 10 Ом — при суммарной мощности генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее, 4 Ом — во всех остальных случаях.

Указанные нормы обосновываются допустимой величиной напряжения прикосновения, которая в сетях до 1000 В не должна превышать 40 В.

Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, а в сетях напряжением 1000 В и выше — с любым режимом нейтрали.

1. Каждый корпус электроустановки должен быть присоединен к заземлителю или к заземляющей магистрали с помощью отдельного ответвления. Последовательное включение нескольких заземляемых корпусов электроустановок в заземляющий проводник запрещается.

Заземляющее устройство — это совокупность заземлителя и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Заземляющее устройство — это совокупность заземлителя и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Заземлители

1.Естественные

— водопроводные трубы, проложенные в земле (ХВ)

— металлические конструкции здания и фундаменты, надежно соединенные с землей

— металлические оболочки кабелей

— обсадные трубы артезианских скважин

— газопроводы и трубопроводы с горючими жидкостями

— алюминиевые оболочки подземных кабелей

— трубы теплотрасс и горячего водоснабжения

Соединение с естественным заземлителем должно быть не менее чем в двух разных местах.

2. Искуственные

Контурные

Выносные: групповые и одиночные

Позволяют выбрать место с минимальным сопротивлением грунта.

Традиционно, для искусственных заземлителей применяют угловую сталь толщиной полки не менее 4 мм, стальные полосы толщиной не менее 4 мм или прутковую сталь диаметром от 10 мм.

Широкое распространение в последнее время получили глубинные заземлители с омедненными или оцинкованными электродами, которые по долговечности и затратам на изготовление заземлителя существенно превосходят традиционные методы.

Особая проблема — создание качественного заземления в условиях вечной мерзлоты. Здесь стоит обратить внимание на системы электролитического заземления, позволяющие эффективно решить проблему.

Подробную информацию о различных схемах зазелителей, способах расчета и консультации можно получить на сайте www.zandz.ru

Основная система уравнивания потенциалов.

Построение основной системы уравнивания потенциалов – создание эквипотенциальной зоны в пределах электроустановки с целью обеспечения безопасности персонала и самой электроустановки при срабатывании системы молниезащиты, заносе потенциала и коротких замыканиях.

Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части:

1 ) нулевой защитный РЕ- или РЕN- проводник питающей линии в системе TN;

2 ) заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и TT;

3 ) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание;

4)металлические трубы коммуникаций , входящих в здание…

5 ) металлические части каркаса здания;

6 ) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования….

7 ) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категории;

8 ) заземляющий проводник функционального ( рабочего ) заземления, если таковое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;

9 ) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов. (ПУЭ п. 1.7.82)

Несоединенный с ГЗШ элемент конструкции, инженерной системы, независимой системы рабочего заземления ( FE ) и тд. – грубейшее нарушение целостности основной системы уравнивания потенциалов. Появление разности потенциалов ( возможность искры ) – угроза жизни персонала и безопасности объекта.

Примечание: разрядник, указанный на рисунке – специализированный искровой разрядник с малым напряжением срабатывания для систем уравнивания потенциалов. Например: серии «KFSU», «EXFS..» компании DEHN.

Система дополнительного уравнивания потенциалов

— должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток (ПУЭ п. 1.7.83).

Система дополнительного уравнивания потенциалов значительно улучшает уровень электробезопасности в помещении. Короткие проводники защитного заземления и уравнивания потенциалов, сведенные на шину, формируют эквипотенциальную зону по принципу аналогично основной системы уравнивания потенциалов.

Как видно из рисунков, схема электропитания претерпевает существенные изменения. Чрезвычайно важно обеспечить соединение контактов заземления розеток и клемм заземления стационарных приборов на шину дополнительного уравнивания потенциалов. При этом, даже если не будет выполнено соединение корпусов приборов с шиной ( безалаберная эксплуатация, особенно переносных приборов ) система сохранит свою эффективность по безопасности. Ситуация, когда земли розеток и приборов не подключены к шине, а сторонние проводящие части гарантированно соединены с шиной уравнивания потенциалов, в разы ухудшает электробезопасность в помещении даже по сравнению с классической схемой питания.

Сторонняя проводящая часть — проводящая часть, не являющаяся частью электроустановки.

Если формально подходить к определению, то и металлическая дверная ручка и петли на деревянной двери в деревянном доме являются сторонними проводящими частями.

При формировании дополнительной системы уравнивания потенциалов возникает вопрос, что подключать, а что не подключать на шину дополнительного уравнивания потенциалов, чтобы добиться необходимого уровня электробезопасности и не делать систему слишком громоздкой. Здесь, с точки зрения здравой логики, можно руководствоваться двумя принципами:

1. Фактическая ( потенциальная ) возможность связи с «землей».
2. Возможность появления потенциала на сторонней проводящей части при аварии электрооборудования в процессе эксплуатации.

Примеры сторонних проводящих частей подключаемых / не подключаемых к шине дополнительного уравнивания потенциалов:

Сторонняя проводящая часть

Металлическая полка, закрепленная на стене из непроводящего материала.

Металлическая полка, закрепленная на стене из железобетона.

(потенциальная связь с «землей» за счет крепежа к стене)

Металлическая полка, закрепленная на стене из непроводящего материала.

На полке расположен электроприбор.

(возможность появления потенциала при аварии прибора с классом изоляции I)

Металлическая тумбочка с резиновыми (пластиковыми) колесиками на бетонном полу.

Металлическая тумбочка с резиновыми колесиками на бетонном полу.

В помещении грязь и пыль в сочетании с повышенной влажностью.

(потенциальная связь с «землей» за счет загрязнения и повышенной влажности)

Некоторое количество вопросов с уравниванием потенциалов возникает по ванным и душевым помещениям. Современные требования и рекомендации по устройству системы дополнительного уравнивания потенциалов изложены в циркуляре № 23/2009.

Широкое применение пластиковых труб породило закономерный вопрос: является ли водопроводная вода сторонней проводящей частью и возможен ли занос потенциала через воду….

Ответ, содержащийся в циркуляре, несколько настораживает: « … Водопроводная вода нормального качества …не рассматривается как сторонняя проводящая часть . »

К сожалению, вода нормального качества из наших кранов течет не всегда и лучше перестраховаться, используя токопроводящие вставки на отводах от стояков водопровода подключив их к шине дополнительного уравнивания потенциалов, чтобы не подключать отдельно каждый кран. Этот метод в качестве рекомендуемого описан в этом же циркуляре.

Практика выполнения дополнительной системы уравнивания потенциалов.

Фактически наиболее распространены пять вариантов выполнения шин системы дополнительного уравнивания потенциалов:

Вариант 1. С использованием стандартных коробок уравнивания потенциалов ( КУП ).

Вариант 2. Стальная шина 4х40 ( 4х50 ) с приварными болтами опоясывающая помещение.

Вариант 3. Стальная шина, уложенная в стандартный пластиковый короб.

Вариант 4. Использование шины заземления в РЩ ( для небольших помещений ).

Вариант 5. С использованием специализированного щитка типа ЩРМ – ЩЗ

( встроенный щиток с шиной 100 мм 2 ( Cu ) со степенью защиты IP54 ).

Главные требования нормативов по устройству шины дополнительного уравнивания потенциалов содержат два требования:

— возможность осмотра соединения

— возможность индивидуального отключения

1. Длина проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов, соединяющих контакты штепсельных розеток, сторонние проводящие части и корпуса электрооборудования не должна превышать 2,5 м.( ? ). Сечение 4 мм 2 Сu ( ПВ-1, ПВ-3 ). См. ПУЭ 1.7.82 рис. 1.7.7.
2. Для электроустановки здания, где применяются негорючие ( ВВГ нг –FRLS…) кабеля, следует с осторожностью использовать кабеля марки ПВ-1, ПВ-3 ( проводники уравнивания потенциалов от дополнительной системы уравнивания потенциалов до ГЗШ или щитовой шины заземления ). Данный тип кабеля, будучи уложенным вместе с негорючими кабелями, формально превращает всю систему в распространяющую горение. В большинстве случаев контролирующие органы относятся к этому спокойно, но в некоторых случаях стоит применить негорючие одножильные кабеля той же марки с нанесением соответствующей маркировки.
3. Для зданий детских дошкольных учреждений, больниц, специальных домах престарелых и тд. применяемые пластиковые короба должны иметь сертификат о не выделении токсичных веществ при горении. Тоже касается линолеума. Поставляемые в Россию короба Legrand, ABB … таких сертификатов не имеют. Как вариант — короба фирмы DKC в которых в качестве отбеливающего вещества используется мел и есть все необходимые сертификаты.

МЕД. ГОСТ Р 50571.28 п. 710.413.1.6.3 « Шина уравнивания потенциалов должны быть расположены в самом медицинском помещении или в непосредственной близости от него. В каждом распределительном шкафу или в непосредственной близости от него должны быть расположена шина системы дополнительного уравнивания потенциалов, к которой должны быть подключены проводники…»

Для учреждений здравоохранения в помещениях гр.1 и особенно в помещениях гр.2 (чистые помещения) удобно воспользоваться вариантом № 5, схема которого представлена на рисунке.

Источник https://oooevna.ru/zazemlenie-silovogo-oborudovania-i-cehovyh-setej/

Источник https://www.asutpp.ru/perenosnoe-zazemlenie.html

Источник https://www.poligonspb.ru/articles/zachitnoe-zazemlenie/