Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Проверка заземляющих устройств

Чтобы поддерживать заземляющие устройства в надлежащем техническом состоянии, необходимы регулярные проверки оборудования. В перечень проверочных мероприятий входят следующие действия:

  1. Внешний осмотр наземной части оборудования.
  2. Тестирование наличия электроцепи между заземляющим устройствам и подзащитными компонентами.
  3. Замер сопротивления контура.
  4. Мониторинг пробивных трансформаторных предохранителей.
  5. Тестирование надежности соединений с естественными заземлительными устройствами.
  6. Замеры сопротивления петли фаза–ноль.
  7. Измерение удельного сопротивления земли для опор линий электропередачи, если напряжение превышает 1 кВт.
  8. Вскрытие почвы в отдельных местах для визуального контроля за элементами системы.

Проверка присутствия электроцепи между заземлением и защищаемым электрооборудованием осуществляется для подтверждения непрерывности и надежности системы. В ней недопустимы обрывы или некачественные контакты. В простых сетях (без больших разветвлений) сопротивление переходных контактов замеряют непосредственно между защитным и защищаемым элементом системы. Для сложных сетей используется другая тактика: вначале делается замер между заземлителем и отдельными частями магистрали, а уже затем — между участками и заземленными элементами.

Для измерений используют специальный аппарат — омметр (например, М-372). Также применяют измерительные мосты (типы приборов — УМВ, МMB, MBУ) или измерительное устройство типа МC-08. Непосредственно замеры сопротивления заземляющего контура выполняют измерителями М-416б ИСЗ-01, МС-08, М-1103.

Чтобы защитить электросети (до 1 кВт) с отведенной от земли нейтралью от перенапряжений, трансформаторы оснащают пробивными предохранителями. Надежность функционирования предохранителей зависит от правильности сборки и регулярного контроля за их техническим состоянием. В связи с этим проверка предохранителей проводится как при пусковых работах, так и при ремонте оборудования или перестановке данных устройств. Также предохранители проверяются при наличии предположения об их возможном срабатывании.

В случае повреждения участка и если показатель тока однофазного замыкания 1К соответствует следующему ниже условию, сеть отключается.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Чтобы определить ток однофазного замыкания, делают замер полного сопротивления электроцепи однофазного замыкания на корпус устройства или грунт. Самым простым способом измерения считается замер сопротивления петли ноль–фаза. Для этого используют вольтметр и амперметр.
Все устройства, используемые для измерений, должны иметь технический паспорт. В документе указывается схема заземления, результаты последних замеров и проверок состояния системы, данные о действиях, осуществленных при проведении ремонтных работ и внесенных изменениях.

Что еще входит в комплект?

Рассмотрим компоненты готовых комплектов заземления, представленных на рынке РФ. Про стержни много было сказано выше, поэтому поговорим об остальных комплектующих:

Для лучшего погружения в землю на конец первого стержня устанавливают стартовый наконечник. В российских комплектах он выполнен из черной стали (St), в немецких из тугоплавкого чугуна (TG/FT) или оцинкованной стали (St/FT).

У отечественных комплектов для соединения стержней на их соседние концы накручиваются муфты (выполняются из нержавеющей стали или латуни). Немецкие исключают использование этого элемента, поскольку соединяются в стык по принципу «папа – мама» (см. выше), за счет чего у них в месте соединения нет утолщения диаметра конструкции и как следствие получается более надежное соединение с хорошим электрическим контактом между соседними заземлителями.

Для передачи ударного усилия при монтаже у наших стержней в муфту с противоположной стороны вкручивается удароприемная головка (болт), а у немецких она просто надевается на конец стержня с накатной цапфой. Визуально это два разных элемента, у отечественных ударный болт выполнен из черной стали (St), а у импортных ударный наконечник из ковкого чугуна (TG/FT).

Для улучшения качества соединения элементов и лучшей проводимости тока комплекты поставляются с токопроводящей смазкой, консистенция которой варьируется от жидкого до пастообразного состояния. Она наносится в местах стыковки компонентов конструкции.

На последний (верхний) электрод одевается диагональный или крестовой зажим (соединитель), к нему же подключается заземляющий проводник (круглый пруток или полоса). Выполняется он из нержавеющей или оцинкованной стали, последнюю для лучшей коррозионной стойкости лучше использовать с ПВХ-покрытием.

Место соединения стержня и заземляющего проводника через зажим бинтуют антикоррозионной лентой.

Опционально модульно-штыревые комплекты поставляются с насадкой для перфоратора и заземляющим проводником, иногда еще и шиной заземления.

Устройство контура заземления, его виды

Зачастую заземление представляет собой электроды в виде металлических труб, которые соединяются друг с другом прутом из металла и заглубляются в землю. Всю эту конструкцию соединяют с домовым щитом с помощью металлической полосы.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Расстояние от поверхности земли, на которое заглубляются электроды, зависит от того, на какой глубине залегают подземные воды. Чем ближе они к поверхности, тем выше система заземления. При этом ее удаленность от здания должна составлять от 1 до 10 м, не больше и не меньше.

Для обустройства контура заземления в частном доме, в качестве электродов подойдут не только трубы, но и гладкая арматура, стальной уголок, двутавр. При этом они должны иметь форму, позволяющую беспрепятственно забить их в землю, а также площадь сечения, превышающую 15 кв.мм.

Электроды в основном располагают в виде геометрической фигуры. Это может быть квадрат, треугольник, прямоугольник либо просто цепочка. Форма зависит от количества труб, удобства монтажа контура заземления и площади, которую необходимо охватить. В некоторых случаях оборудование располагают по всему периметру дома.

Популярные статьи  Литий ионный аккумулятор

Важно помнить, что систему заземления следует в обязательном порядке располагать глубже уровня промерзания земли

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Вполне возможно соорудить контур заземления своими руками из того, что имеется в доме, но легче, конечно, купить в специализированном магазине готовое оборудование. Его минус заключается в достаточно высокой стоимости, а преимущество – в удобстве и долговечности.

Существует два основных типа контуров заземления:

  • традиционный;
  • глубинный.

В первом случае система изготавливается из электродов, один из которых расположен по горизонтали, а несколько – по вертикали. Первый обычно сделан из стальной полосы, а вторые из арматуры или труб. Все электроды имеют предельно допустимые значения по размеру.

Если заземление обустраивается в жилом доме, то оборудование следует устанавливать там, где меньше всего бывают люди, например, с северной стороны строения, где дольше и чаще бывает тень, а влажность в земле присутствует постоянно.

Минусы традиционного контура заземления:

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

  • большая трудоемкость и сложность;
  • черная сталь, из которой изготавливают элементы конструкции, подвержена коррозии, которая стремительно развивается во влажной земле;
  • т.к. оборудование находится в верхнем слое почвы, который подвержен влиянию сезонных перепадов температуры, а также влаги и засухи, его параметры иногда становятся недопустимыми.

Глубинный вид заземления избавлен от многих минусов традиционного. Он изготавливается на производстве в виде модульно-штыревой системы. Достоинства:

  • благодаря заводскому изготовлению соответствует всем нормам и требованиям;
  • служит очень долго – несколько десятилетий;
  • благодаря большой глубине забивания электродов, в любую погоду имеет стабильное значение сопротивления растеканию тока;
  • не нуждается в частом наблюдении за состоянием;
  • расчет контура заземления чрезвычайно прост, впрочем, как и монтаж.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

По окончании работ нужно проверить, соответствует ли установленное оборудование существующим требованиям. Также необходим замер контура заземления с целью проверки качества всех соединений. Исследование проводят эксперты какой-либо лаборатории, имеющей лицензию, и после дают заключение. На контур заземления, фото которого представлены в статье, заводят паспорт, а также протокол испытания и акт допуска к использованию.

Перед тем как сделать контур заземления необходимо приобрести высококачественные материалы, потому что электроустановка будет надежной только в том случае, если надежен каждый ее элемент.

Что необходимо для выполнения работ?

Роль искусственного заземлителя могут выполнять оцинкованные электроды, стальные уголки, прутья или трубы. При этом перечисленные элементы не рекомендуется окрашивать, в противном случае это может привести к уменьшению проводимости. С целью защиты, как правило, применяются специальные противокоррозионные составы.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

В процессе работы важно учитывать следующие значения:

  • Для создания металлосвязи минимальный показатель сечения используемого материала должен быть не меньше 24 квадратных миллиметров для прямоугольной стали и 5 для прута. Толщина полок и стенок при этом должна быть, как минимум, 2,5 миллиметра
  • Минимальные значения электродов: 6 миллиметров — для оцинкованного прута, 10 – для черного металла, 48 квадратных миллиметров для прямоугольного проката. В данном случае толщина полок и стенок – 4 миллиметра.

Помимо этого, заземление в частном доме может предполагать применение шин из электротехнической бронзы. Для заглубления в землю искусственного электрода потребуется отбойный молоток, для естественного можно использовать кувалду. Вместе с этим для работ понадобится дуговая сварка и стремянка.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Для разводки по различным помещениям нужен:

  • Короб, плинтус либо скоба для оформления и крепления;
  • Розетка с контактом;
  • Кабель.

Важно заметить, что для заземления необходимо использовать провод со следующими показателями сечения:

  1. Для алюминиевого изолированного – 2,5 миллиметра, неизолированного – 6.
  2. Для медного изолированного – 1,5 миллиметра, для неизолированного 4.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Порядок работ при установке заземляющего устройства в здании.

  • Подготовительные мероприятия;
  • Углубление заземлителей;
  • Выполнение маталлосвязи;
  • Подключение к распределительному щитку.

Подготовка

Планировать участок для размещения заземлителей необходимо в зависимости от следующих условий:

  • Размеров траншеи, где для искусственных заземлителей следует выкапывать яму 0,5х0,5х0,5 метров, для естественных — 50-сантиметровую траншею с метровой шириной в области заглубления;
  • Расстояние промеж отдельных электродов не должно быть менее 1,2 метра;
  • Промежуток до основания дома – как минимум метр.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

При работе с металлопрокатом есть смысл заострить конец при помощи болгарки, чтобы облегчить процесс углубления. Если материал уже раньше использовался, то вначале следует его хорошо прочистить от всех возможных покрытий и загрязнений. В случае с заводским модулем остроконечная головка наматывается на электрод, где область контакта смазывается пастой.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Углубление

Штыри собственного изготовления из металла при помощи кувалды вбиваются в землю. Если металл не отличается большой жесткость, то правильнее воспользоваться деревянными прокладками, которые уплотнят материал в процессе ударов. В конце верх заземлителей должен высовываться из земли примерно на 15-20 сантиметров.

Заводские электроды забиваются в почву отбойным молотком. Причем мощность каждого удара должна быть не ниже 20-25 Дж. После 1,5-метрового погружения на штырь наматывается муфта. После заземлитель углубляется дальше с совмещение следующих элементов пока не будет достигнута нужная глубина.

Металлосвязь

Выполнить соединение всех электродов можно при помощи полос из металла. В результате вы получите финальный элемент конструкции – контур заземления частного дома. Материалы, что не окисляются, рекомендуется крепить между собой болтами, черный металл же лучше соединять сварным швом.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

После того, как полоса металла будет полностью готова, ее «нарастают» к зданию и фиксируют возле основания частного дома. Для крепления проводника конец контура оснащается болт М8. В процессе заводской установки вместо этого размещается штырь, что после прикрывается изолирующим материалом, например, гидроизоляционной лентой. Яма закапывается той же землей либо мелкозернистой плотной почвой. При использовании заводского модуля с единственным электродом возможно сооружение пластикового колодца.

Популярные статьи  Дифференциальная защита

Подключение к распределительному щитку

Провести проводник в частный дом можно применив металлическую либо пластиковую трубу-гильзу. После того, как конец будет зажат болтами, выполняется соединение с шиной заземления, что находится на корпусе, исходя из ТТ. Жилы проводников желтого цвета тоже необходимо зафиксировать в разъемах шины. В завершении осуществляется проверка сопротивления заземляющего устройства при помощи мультиметра.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Системы с глухозаземленной нейтралью системы заземления TN

К таким системам относятся:

  • TN-C;
  • TN-S;
  • TNC-S;
  • TT.

Согласно п. 1.7.3 ПУЭ TN-система — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников.

TN включает в себя такие элементы, как:

  • заземлитель средней точки, которая относится к источнику питания;
  • внешние проводящие части устройства;
  • проводник нейтрального типа;
  • совмещенные проводники.

Нейтраль источника глухо заземлена, а внешние проводники установки подключены к глухозаземленной средней точке источника при помощи проводников защитного типа.

Сделать заземляющий контур можно только в электроустановках, мощность которых не превышает 1 кВ.

Система TN-C

В данной системе нулевой защитный и нулевой рабочий проводники, объединены в один PEN проводник. Они совмещены на всем протяжении системы. Полное название — Terre-Neutre-Combine.

Среди преимуществ TN-C можно выделить только легкий монтаж системы, который не требует больших усилий и денежных затрат. Для монтажа не требуется улучшение уже установленных кабельных и воздушных линий электропередачи, у которых есть всего 4 проводящих устройства.

Недостатки:

  • возрастает вероятность получения удара током;
  • возможно появление линейного напряжения на корпусе электрической установки во время обрыва электрической цепи;
  • высокая вероятность потери заземляющей цепи в случае повреждения проводящего устройства;
  • такая система защищает только от короткого замыкания.

Система TN-S

Особенность системы заключается в том, что электричество поставляется к потребителям через 5 проводников в трехфазной сети и через 3 проводника в однофазной сети.

Всего от сети отходит 5 проводящих источников, 3 из которых выполняют функцию силовой фазы, а оставшиеся 2 — это нейтральные проводники, подсоединенные к нулевой точке.

Конструкция:

  1. PN — нейтральный механизм, который задействован в схеме электрического оборудования.
  2. PE — глухозаземленный проводник, выполняющий защитную функцию.

Преимущества:

  • легкость монтажа;
  • низкая стоимость покупки и содержания системы;
  • высокая степень электробезопасности;
  • не требуется создание контура;
  • возможность использовать систему в качестве устройства от защиты утечки тока.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Система TN-C-S

TN-C-S система предполагает разделение проводника PEN на PE и N в каком-то участке цепи. Обычно разделение происходит в щитке в доме, а до этого они совмещены.

Достоинства:

  • простое устройство защитного механизма от попадания молний;
  • наличие защиты от короткого замыкания.

Минусы использования:

  • слабый уровень защиты от сгорания нулевого проводника;
  • возможность появления фазного напряжения;
  • высокая стоимость монтажа и содержания;
  • напряжение не может быть отключено автоматикой;
  • отсутствует защита от тока на открытом воздухе.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Система TT

TT разработана для обеспечения высокого уровня безопасности. Устанавливается на электростанциях с низким уровнем технического состояния, например, где используются оголенные провода, электроустановки, которые расположены на открытом воздухе или закреплены на опорах.

TT монтируется по схеме четырех проводников:

  • 3 фазы, подающие напряжение, смещаются под углом 120° между собой;
  • 1 общий ноль выполняет совмещенные функции рабочего и защитного проводника.

Преимущества TT:

  • высокий уровень устойчивости к деформации провода, ведущего к потребителю;
  • защита от КЗ;
  • возможность использования на электроустановках высокого напряжения.

Недостатки:

  • сложное устройство защиты от молний;
  • невозможность отследить фазы короткого замыкания электрической цепи.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Защита трансформатора от удара молнией

Если крыша выполнена из металла, защитить трансформатор от молнии возможно следующим образом: кровлю связывают с системой заземления с противоположных сторон, иными словами, в тех местах, где стальная полоса входит в помещение трансформаторной подстанции. В качестве проводника используют проволоку 8 мм в диаметре. Но лучше всего заранее проектировать молниеприемник на крыше трансформатора.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Полосу, используемую в качестве горизонтального элемента системы, пролегающую вдоль наружной стены постройки, нужно защитить от механического воздействия и повреждений, а также от появления коррозии.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Заземление сварочных аппаратов

Кроме корпуса сварочного аппарата заземлению подлежит один из выводов вторичной обмотки оборудования (ко второму подключается держатель электродов). Заземляемый вывод вторичной обмотки обозначают графически и оснащают стационарным выведенным фиксатором (для надежной стыковки с заземлителем).

Уровень переходного сопротивления заземлительного контура не должен быть выше 10 Ом. Если нужно поднять электропроводимость контура, контактную площадь делают больше стандартной.

Как и в случае с другими электроустановками, последовательное объединение сварочного оборудования не разрешается. Каждый аппарат должен иметь выделенное соединение с магистралью заземления здания.

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

Особенности демонтажа электрического оборудования

Работы, связанные с демонтированием электрического оборудования, относятся к повышенной степени опасности. Такие работы выполняют при поломке, выходе из строя изделий или при замене морально устаревшего оборудования на более современные образцы. Электромонтажник должен иметь допуск к работе под напряжением и с электрическим оборудованием. Он должен уметь пользоваться специальным оборудованием, инструментом и контрольно-измерительными приборами.

Работы выполняются в следующей последовательности:

  1. отсоединяют изделие от источника питания;
  2. отсоединяют от заземляющего контура;
  3. снимают с основания, открутив элементы крепежа.

Технология демонтажа, как и монтажа, зависит от конструкции электрооборудования. Обычно указания по демонтажу электрооборудования указаны в инструкции по эксплуатации, которую производитель прикладывает к изделию, и которую предприятие или учреждение, должны хранить до списания с баланса.

Как работает заземление

Для начала разберемся, почему на корпусе стиральной машинки или другого электрооборудования появилось опасное напряжение. Всё достаточно просто – изоляция проводников по какой-то причине испортилась или повредилась и поврежденный участок касается металлического корпуса какой-то из деталей оборудования.

Популярные статьи  Поперечное сечение проводника

Если заземление или зануление электрооборудования отсутствует, то при касании человеком поврежденного прибора может возникнуть напряжение прикосновения (разность потенциалов на поверхности между точками касания). При нахождении рядом с поврежденным оборудованием может возникнуть шаговое напряжение (разность потенциалов между ступнями, соприкасающимися с землей). Напряжение прикосновения и шаговое напряжение могут иметь опасное для человека значение. Чтобы уменьшить их значение до безопасной величины, применяется защитное заземление.

Для человека опасны даже такие маленькие значения как 50 мА – такой ток может привести к фибрилляции желудочков сердца и смерти.

Так вот принцип работы заземления заключается в следующем: к заземлителю подключаются корпуса всех электроприборов, дополнительно устанавливается УЗО. В случае возникновения опасного напряжения на корпусе заземление всегда притягивает опасный потенциал к безопасному потенциалу земли и напряжение «стекает» на заземление.

Конструкция контура

Составные части

Уже упоминавшееся ранее сопротивление заземления (Rз) контура – основной параметр, контролируемый на всех этапах его эксплуатации и определяющий эффективность его применения. Эта величина должна быть настолько малой, чтобы обеспечить свободный путь аварийному току, стремящемуся стечь в землю.

Обратите внимание! Важнейшим фактором, оказывающим решающее влияние на величину сопротивления заземления, является качество и состояние грунта в месте обустройства ЗУ. Исходя из этого, рассматриваемое ЗУ или заземляющий контур ЗК (что для нашего случая – одно и то же) должны иметь конструкцию, удовлетворяющую следующим требованиям:. Исходя из этого, рассматриваемое ЗУ или заземляющий контур ЗК (что для нашего случая – одно и то же) должны иметь конструкцию, удовлетворяющую следующим требованиям:

Исходя из этого, рассматриваемое ЗУ или заземляющий контур ЗК (что для нашего случая – одно и то же) должны иметь конструкцию, удовлетворяющую следующим требованиям:

  • В её составе необходимо предусмотреть набор металлических прутьев или штырей длиной не менее 2-х метров и диаметром от 10-ти до 25-ти миллиметров;
  • Они соединяются между собой (обязательно на сварку) пластинами из того же металла в конструкцию определённой формы, образуя так называемый «заземлитель»;
  • Кроме того, в комплект устройства входит подводящая медная шина (её ещё называют электротехнической) с сечением, определяемым типом защищаемого оборудования и величиной токов стекания (смотрите таблицу на рисунке ниже).

Таблица сечений шин

Эти составляющие устройства  необходимы для соединения элементов защищаемого оборудования со спуском (медной шиной).

Различие по месту устройства

Согласно положениям ПУЭ, защитный контур может иметь как наружное, так и внутреннее исполнение, причём к каждому из них предъявляются особые требования. Последними устанавливается не только допустимое сопротивление контура заземления, но и оговариваются условия измерения этого параметра в каждом частном случае (снаружи и внутри объекта).

При разделении систем заземления по их местонахождению следует помнить о том, что лишь для наружных конструкций корректен вопрос о том, как нормируется сопротивление заземлителя, поскольку внутри помещения он обычно отсутствует. Для внутренних конструкций характерна разводка по всему периметру помещений электротехнических шин, к которым посредством гибких медных проводников подсоединяются заземляемые части оборудования и приборов.

Для элементов конструкций, заземлённых снаружи объекта, вводится понятие сопротивления повторного заземления, появившееся вследствие особенной организации защиты на подстанции. Дело в том, что при формировании нулевого защитного или совмещённого с ним рабочего проводника на питающей станции нейтральная точка оборудования (понижающего трансформатора, в частности) уже заземляется один раз.

Поэтому когда на ответном конце того же провода (обычно это PEN или PE шина, выводимая непосредственно на щиток потребителя) делается ещё одно местное заземление, его с полным основанием можно назвать повторным. Организация этого вида защиты показана на рисунке ниже.

Повторное заземление

Важно! Наличие местного или повторного заземления позволяет подстраховаться на случай повреждения защитного нулевого провода PEN (PE – в системе электропитания TN-C-S). Такая неисправность в технической литературе обычно встречается под наименованием «отгорание нуля». Такая неисправность в технической литературе обычно встречается под наименованием «отгорание нуля»

Такая неисправность в технической литературе обычно встречается под наименованием «отгорание нуля».

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.

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

Заземление силового оборудования и цеховых сетей

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.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: