Заземяване на енергийно оборудване и търговски мрежи
Защо електрическите инсталации са заземени, каква опасност за хората представляват незаземените вериги и накрая, в какви случаи и как се извършва заземяването в промишлеността? Нашата и други въпроси ще отговори на нашата статия. Ще научите как се монтират заземяващи проводници, как се полагат проводници за тях при различни условия; какво е забранено и какво е позволено да се използва за защитното заземяващо устройство. Ще говорим за нюансите на заземяващите кабелни обвивки и как проводниците се полагат в сухи и влажни помещения.
Въпреки факта, че проводниците на електрическите мрежи са електрически изолирани един от друг и от земята, изолацията на проводниците не може да пречи на капацитивните токове, тъй като електрическата мрежа и земята образуват плочите на удължен кондензатор, между които има капацитивен ток неизбежно тече. Тоест, винаги има паразитна електрическа верига, която е късо заземена чрез този капацитет. Следователно, в случай на случаен контакт, дори при докосване на изолиран проводник, човек е изложен на риск от токов удар.
Разбира се, повредата на проводниците с висок променлив потенциал е много по-голяма опасност за хората, но за да се предпазят от последствията от късо съединение на проводящи кутии на оборудването, самите тези обвивки са предварително свързани към земята с помощта на заземители.
В различни промишлени електрически инсталации за напрежения до 1000 волта с твърдо заземена нула на еднофазен източник или със заземена неутрала, както и в постоянни потребители с твърдо заземена нулева точка, нулирането се извършва така, че в в случай на аварийна ситуация, отварянето ще се извърши автоматично и в същото време толкова бързо … Скоростта на реакция зависи от избраното защитно устройство.
За тази цел части от оборудването, които случайно могат да попаднат под високо напрежение в аварийна ситуация, се неутрализират, свързани към заземен неутрален проводник на мрежата. Например, ако на тялото на осветителното устройство възникне късо съединение и тялото се неутрализира, тогава предпазителите ще работят автоматично и напрежението от веригата ще бъде незабавно премахнато. ПУЕ предписват инсталирането на повечето инсталации при 380 и 220 волта със здраво заземена неутрала (директно свързана със заземяващото устройство).
В електрически инсталации с работно напрежение до 1000 волта с изолирана неутрала и винаги, когато работното напрежение е по -високо от 1000 волта, се извършва заземяване, чието значение е да се намали токът, който може да тече през човек до пренебрежимо малка стойност. Това се постига чрез заземяване на части от оборудването, а заземяващото устройство трябва да има съпротивление, значително по -ниско от това на човешкото тяло, което от своя страна има съпротивление в диапазона 800 Ohm — 100 kOhm, което зависи от много фактори , включително физиологични (здраве, обувки, дрехи и др.).
При електрическо оборудване с изолирана неутрала и клас, който не надвишава 1000 волта, съпротивлението на заземяващата верига не трябва да надвишава 4 ома, а за инсталации със заземена неутрала: за 660 V — не повече от 2 ома, за 380 V — не повече от 4 Ома, а за 220 V — не повече от 8 ома. За оборудване с високо напрежение с номинална стойност от 3000 до 35000 волта, съпротивлението на заземяващите устройства се изчислява по формулата 125 / (ток към земята по време на повреда), докато е нормализирано до максимум 10 ома.
Ако заземяването е обичайно за оборудване с различни класове напрежение, тогава неговото съпротивление трябва да бъде по -малко или равно на крайните горни стойности, в противен случай защитата няма да даде необходимия ефект по отношение на безопасността поради значителен спад на напрежението върху елементите на оборудването.
Електрически инсталации с променлив трифазен ток за 380 и повече волта; Оборудване за постоянен ток за 440 волта или повече, винаги изпълнено с неутрално или заземяване. В работилници със специална опасност, както и в открито стоящи инсталации с променливо напрежение от 42 волта, и в оборудване с директно напрежение от 110 волта, те също винаги правят заземяване или заземяване. Експлозивното оборудване без опции се занулява или заземява, независимо от нивото на работно напрежение, тъй като всяка случайна искра или нагряване може да доведе до трагедия.
Нулеви или заземени външни елементи на трансформатори, двигатели и генератори, осветителни устройства, различни устройства, както и задвижвания, измервателни намотки на токови трансформатори, външни обвивки от панели, подвижни и подвижни елементи на конструкции с монтирано в тях електрическо оборудване, кабелни втулки и други кабелни конструкции, които провеждат оплетки както на проводници, така и на кабели, проводими тръби за защита на електрически проводници, рамки на шини, кабели и др. Това се отнася както за стационарно, така и за мобилно електрическо оборудване, и двете от които се намират в промишлеността.
Но има моменти, когато заземяването не е необходимо. Така че, те не заземяват и не заземяват корпусите, оборудвани с допълнителна изолация, и корпусите на онези електрически консуматори, които не са свързани директно към мрежата, а чрез изолационен трансформатор. Позволено е изобщо да не се извършва заземяване и да не се заземяват загражденията, монтирани директно върху вече заземени или заземени проводящи конструкции с надежден контакт между тях. Това не е предмет на тази статия, но такива мерки за защита срещу непряк контакт са предназначени за защита на електрическите инсталации.
Всеки от неутрализираните или заземени елементи на композитния електрически приемник е свързан към мрежата за неутрализация или заземяване чрез собствен личен кран. Забранено е последователното свързване на части от защитената инсталация помежду си и след това в защитната неутрала или в заземяващия проводник.
Независимо от това, няколко различни конструкции, като например рамкиране за кранове и релси, могат да бъдат свързани последователно, ако се използват директно като нулева защита или заземяващи шини, или ако самите те са заземяващи или заземяващи линии. Всеки болт на неутралната или заземителната линия обаче фиксира един отделен проводник.
Когато човек работи с електроинструмент, той все още докосва проводящия корпус, а в случай на проблеми с изолацията, корпусът понякога може да бъде повлиян от мрежово напрежение, което е опасно за работника. Инсталационният електроинструмент често се захранва от щита, където предпазителите действат като защитни устройства, които обаче се задействат само при значителен ток. Но съпротивлението на проводника в затварящия контур играе срещу нас и защитната операция може да отнеме повече от секунда и това вече е опасно за човешкото тяло.
За да се избегне риск, се използват автоматични устройства за остатъчен ток, които имат време да работят за не повече от 210 ms след момента на повреда на земята или рамката.
Защитните устройства от този вид са от различни типове: за наблюдение на непрекъснатостта на заземяващата верига, за наблюдение на фазова изолация (от земята), за защита срещу фазов ток, влизащ в кутията, за защита срещу двуфазни или еднофазни повреди със земя , за защита срещу директен контакт с уязвим ток към елементите на корпуса. Устройствата с контрол на потребителски стоки тип C-901 и IE-9807, имат чувствителност 10 mA и времето им за реакция е по-малко от 51 ms. Такива устройства не позволяват на тока да има време да навреди на човек.
За целите на заземяване на електрически инсталации се използват преди всичко естествени заземяващи проводници, при които разпръскващото съпротивление отговаря на PUE.Това може да бъде стоманобетонна основа на сграда, заровена водопроводна тръба, кожух и др. Забранява се заземяване на електрическо оборудване върху тръбопроводи с гориво, транспортирано през тях, върху чугунени тръби, по временни тръбопроводи.
На първо място, стандартните работещи неутрални проводници функционират като неутрални и заземяващи проводници; проводници за специални цели; проводящи конструкции на сгради и части от промишлени конструкции, например асансьорни шахти, релси под кранове и др., различни тръбопроводи, обвивки от мощни кабели, електрически кутии за окабеляване.
Забранено е използването като заземяващи проводници: обвивки от изолационни тръби, гофри, носещи кабели, оловни обвивки и защитна броня от проводници и кабели, тъй като те самите трябва да бъдат правилно заземени. Електрическите инсталации и проводящите елементи на инфраструктурата на сградата, както и всички видове тръбопроводи, са свързани към заземяващата или заземителната мрежа, за да се изравни потенциалът им. Естественият контакт на металите в съединенията е достатъчен.
Ако все пак е необходим изкуствен заземен електрод, тогава се използват заровени, хоризонтални и вертикални промишлени заземяващи електроди. За тяхното производство обикновено се използва кръгла стомана с диаметър от 10 до 16 мм, по -често лентова стомана 40 на 4 мм или ъглова 50 на 50 на 5 мм. Вертикалните са с дължина от 2,5 до 5 метра, завиват се (до 5 метра) или се забиват (до 3 метра) дълбоко в почвата на ръка или с помощта на електрически или друг специален инструмент.
Електрическите инсталации, свързани към земята с съпротивление над 200 Ohm-m, се заземяват с дълбоко заземен електрод или допълнително обработват земята, за да се увеличаване на електрическата проводимост — за вертикални заземени електроди, те се полагат в редуващи се слоеве от Ca (OH) 2 или NaNO3 и земята, а диаметърът на такава обработка е половин метър на една трета от височината на пръта в горната му част. След приключване на полагането на всеки от слоевете, те се поливат последователно с вода.
Ако наблизо има земни участъци с по -висока проводимост, те прибягват до отдалечени заземяващи електроди, използвайки допълнителни кабели или проводници. При условия на вечна замръзналост наземните електроди се монтират в размразени зони, резервоари, както и в сондажи от артезиански тип.
Стоманата традиционно се използва като материал за стационарни заземяващи проводници, освен ако, разбира се, за това не се използва четвъртият неутрален проводник на трифазна система (мед). Таблицата показва минималните размери за неутрални и заземяващи проводници, включително стоманени заземяващи проводници. При напрежение на електрическа инсталация с изолирана неутрала от 1000 волта, съпротивлението на заземяващите проводници, съгласно PUE, не може да надвишава съпротивлението на фазовите проводници повече от 3 пъти. Минималните допустими стойности на напречното сечение са посочени в таблиците.
За електрически инсталации с напрежение до 1000 волта, в промишлени помещения, в работилници се използва заземителна линия, стоманена шина с напречно сечение най -малко 100 кв. Мм и при напрежение над 1000 волта, минималното напречното сечение за него е 120 кв. Мм. Забранено е използването на метални конструкции, тръбопроводи, оборудване като работещ неутрален проводник.
Мобилните електрически инсталации за заземяване или заземяване използват отделен проводник под формата на сърцевина като част от кабел, в една обвивка, обща и за фазови проводници, със същото напречно сечение като фазовите проводници.
За заземяване и като защитни неутрални проводници на взривно оборудване, в опасни индустрии се използват специализирани проводници. Можете също така да използвате метални конструкции, стоманени тръби, кабелни обвивки и т.н., но само като спомагателна мярка, на първо място, трябва да има специален заземяващ проводник.
За експлозивни инсталации със заземена неутрала при напрежение до 1000 волта, заземяването на захранващите мрежи се извършва с допълнителен положен проводник: четвъртият-за трифазни мрежи, а третият-за двуфазни и еднофазни мрежи . Дори еднофазни осветителни мрежи в опасни зони от клас B-1 са оборудвани с трети защитен проводник.
Когато естествените структури не отговарят на изискванията на PUE, няма друг изход, освен да се построят изкуствени заземени електроди.
Монтират се вдлъбнати заземени електроди, които се полагат на дъното на ямата още в началото на монтажа на основата на конструкцията, на етапа на строителството. Вертикалните заземени електроди се забиват или просто се притискат в земята с помощта на специални устройства, като автоматични пилотни машини или хидравлични преси. Върхът е положен на кота от 0,6 до 0,7 метра под нивото на земната маркировка, а височината на издатината от дъното на ямата е 0,1 до 0,2 метра. Това се прави така, че след това е удобно да се заваряват свързващите проводници под формата на ленти или цилиндрични пръти.
Проводниците са свързани в заземителни вериги чрез припокриване на заваряване. Ако почвата е агресивна и може да доведе до корозия на метали, тогава напречното сечение на заземените електроди се увеличава, медните или поцинкованите заземени електроди се използват като устойчива на корозия алтернатива, а за по-голяма надеждност антикорозионни електрически ( катодна) се добавя защита.
Защитата с азбестови тръби се добавя към хоризонталните заземители, ако пресичат подземни комунални услуги, железопътни релси и други конструкции, които могат да допринесат за причиняване на механични повреди на някоя от пресичащите се конструкции. Когато инсталацията приключи и ямата на основата е готова за окончателно засипване, се съставя задължителен акт, където по закон е записано, че е извършено скрито полагане.
Нулевите защитни и заземяващи проводници трябва, ако е възможно, да бъдат лесно достъпни за диагностика и инспекция. Това, разбира се, не се отнася за жилите и обвивките на кабели, тръби със скрити проводници и метални конструкции, които първоначално са разположени в основи и в земята, неутрални и заземяващи проводници, монтирани в скрити, необслужвани и незаменяеми тръби .
Ако стаята е суха, тогава заземяващите проводници се полагат директно върху тухлената или бетонна основа, токопроводимите шини се прикрепят към нея с дюбели. Във влажни зони са необходими дистанционни елементи или държачи, които да държат проводника на 1 см или повече от основата.
На прави повърхности на основата проводниците се фиксират на разстояние 60 — 100 см между крепежните елементи, а при завои — с отстъп 100 см от ъгъла и от точките на разклонението, на разстояние 40 — 60 см от пода и най -малко 5 см от подвижните тавани на каналите … За полагане на заземяващия проводник през стената се използват ръкави или монтажни отвори, а в пресечната точка на компенсаторите се добавят компенсатори.
Заземяващите проводници са заварени към метални елементи на инсталации, с изключение на съединителите, използвани за измервания. Заваръчното застъпване е направено по дължина, равна на шест пъти диаметъра на кръглия проводник или приблизително равна на ширината на лентата.
Традиционно корпусите на машините имат специален болт за фиксиране на заземяващия проводник, а машините, монтирани на плъзгача, се заземяват чрез свързване на проводника директно към плъзгача. Ако оборудването вибрира по време на работа, допълнително поставете контрагайка. Преди свързването на контактните повърхности, те се почистват до блясък и се нанася малко вазелин с тънък слой.
Тръбопроводите, използвани като заземени електроди, понякога са оборудвани с клапани, на тях има водомери и фланци, на такива места са необходими байпасни джъмпери с площ на напречното сечение 100 кв. Мм, които са заварени или монтирани с помощта на скоби.
Нулевите защитни и заземяващи проводници, монтирани отворено, са специално маркирани, така че да могат да бъдат разграничени от другите комуникации — жълта ивица на зелен фон. Местата за свързване на преносими заземители не са боядисани.
Бронята на контролните и захранващите кабели, техните метални плитки, са заземени. Клемите и съединителите на кабели, проводими кабелни възли, канали, тави и кабели за обезопасяване на кабели също са заземени. Стоманени тръби, вътре в които се полагат кабели в сгради, също са заземени.
Гъвкави многожилни медни проводници осигуряват контакт на обвивката и бронята с крайни и свързващи съединители. В краищата на линиите тези проводници са свързани към заземяващи линии. Напречните сечения на гъвкави проводници, в съответствие с напречното сечение на проводимата сърцевина на кабела, се приемат равни: 6 кв. Мм за напречното сечение на кабелния проводник до 10 кв. Мм, 10 кв. Mm за кабел 16-35 кв. Mm., 16 кв. Mm за 50-120 кв. Mm и 25 кв. Mm за 150-240 кв. Mm.
За да се осигури непрекъснатостта на заземяващата верига на кабелите, се използва запояване в ставите с оловни съединители: от единия край на кабела, заземителният проводник е запоен към бронята, след което заземителят е запоен към центъра на съединителя , след това до бронята на края на следващото парче кабел. За заземяване на проводящи кутии и тави инсталацията се извършва по същия начин — поне на няколко места се запояват в двата края на линията.
Ако кабелът е положен върху кабели, тогава всички проводящи части, включително самият кабел, са заземени. Стоманените тръби, използвани за заземяване, са надеждно свързани към неутрален проводник или към заземяващо устройство.
За да се запази безопасността на хората, извършващи поддръжка, както и да се защити оловната или алуминиевата обвивка на кабела в случай на разрушаване на изолацията към земята, цялата метална обвивка и бронята на кабела са заземени, проводящите тела на съединителите и поддържащите структури.
Надяваме се, че тази статия е била полезна за вас и сега имате представа как и защо се прилага заземяването на електрическите инсталации.