Преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом токопроводящих нетоковедущих

Защитное заземление — преднамеренное элек­трическое соединение с землей или ее эквивалентом металличе­ских нетоковедущих (открытых проводящих) частей, которые могут оказаться под напряже­нием вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (ин­дуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потен­циала, разряд молнии и т.п.). Эквивалентом земли может быть вода реки или моря, каменный уголь в карьерном залегании и т.п.

Назначение защитного заземления — защита людей от поражения электрическим поражающим током при косвенном прикосновении, т.е. при электрическом контакте с открытыми проводящими частями электроустановки (металлические корпуса электрооборудования, металлические трубы электропроводок и т.п.), а так же со сторонними проводящими частями, не являющимися частями электроустановки (например, металлоконструкции здания, металлические газовые сети, водопроводные трубы, трубы отопления и т.п. и неэлектрические аппараты, полы и стены из неизоляционного материала), которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции.

Под поражающим током понимается ток, проходящий через тело человека, характеристики которого могут обусловить патофизиологические воздействия или вызвать травму.

Принцип действия защитного заземления — снижение до допустимых значений напряжений прикосновения и шага, обуслов­ленных замыканием на корпус и другими причинами. Это до­стигается уменьшением потенциала заземленного оборудования (сопротивления заземлителя), а также выравниванием потен­циалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).

Рис. 7.17. Принципиальные схемы защитного заземления в сетях трехфазного тока: а — в сети с изолированной нейтралью до 1кВ (система IT); б— в сети с заземленной ней­тралью выше 1кВ; 1— заземленное оборудование; 2 — заземлитель защитного за­земления; 3— заземлитель рабочего заземления; r0 (R0), rз (Rз) — сопротивления рабочего и защитного заземлений соответственно.

Область применения защитного заземления. Заземление может быть эффективно только в том случае, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопротивления заземления. Это возможно в сетях с изолированной нейтралью, где при глухом замыкании на землю или на заземлённый корпус, например проводника L3 ток не зависит от величины проводимости (сопротивления) заземления, а также в сетях напряжением выше 1 кВ с заземлённой нейтралью. В последнем случае замыкание на землю является коротким замыканием, причём срабатывает максимальная токовая защита.

В сетях с глухозаземлённой нейтралью напряжением до 1 кВ заземление неэффективно, так как даже при глухом замыкании на землю ток зависит от сопротивления заземления и при его уменьшении ток возрастает. Поэтому защитное заземление применяется:

ЧЕМ НЕЙТРАЛЬ ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ ЗАЗЕМЛЕНИЯ И ФАЗЫ? ОБЪЯСНЯЮ В АНИМАЦИИ #фаза #ноль #заземление

1) в сетях напряже­нием до 1000 В переменного тока: трехфазных трехпроводных с изолированной нейтралью (системы IT); однофазных двухпроводных, изоли­рованных от земли; постоянного тока двух- и трёхпроводных с изолированной средней точкой обмоток источника тока (системы IT);

2) в сетях напряжением выше 1000 В переменного и постоянного тока с лю­бым режимом нейтральной или средней точки обмоток источни­ков тока (рис. 7.10).

Согласно ГОСТ Р 50571.3-94 и ПУЭ защитное заземление необходимо выполнять:

1. при номинальном напряжении более 50 В переменного тока и более 120 В постоянного (выпрямленного) тока – во всех электроустановках;

2. при номинальном напряжении выше 25 В переменного тока и выше 60 В постоянного (выпрямленного) тока – только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных электроустановках;

3. при номинальном напряжении до 25 В переменного тока и до 60 В постоянного тока – только во взрывоопасных зонах и электросварочных установках.

Типы заземляющих устройств. Заземляющим устройством называ­ется совокупность заземлителя и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Заземлитель – проводящая часть или совокупность соединённых между собой проводящих частей, (электродов), находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.

Выносное заземляющее устройство (рис. 7.18) характеризуется тем, что его заземлитель вынесен за пределы площадки, на ко­торой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки. Поэтому выносное заземляющее устройство называют также сосредоточенным.

Рис. 7.18. Выносное заземляющее устройство:

1 — заземлитель; 2 — заземляющие проводники (магистрали);

3 — заземляемое оборудование

Существенный недостаток выносного заземляющего устройст­ва — отдаленность заземлителя от защищаемого оборудования, вследствие чего на всей или на части защищаемой территории ко­эффициент напряжения прикосновения, учитывающий форму потенциальной кривой, α1 = 1. Поэтому заземляющие устрой­ства этого типа применяются лишь при малых токах замыкания на землю, в частности в установках до 1000 В, где потенциал за­землителя не превышает значения допустимого напряжения при­косновения Uпр.доп. (с учетом коэффициента напряжения прикос­новения α2 учитывающего падение напряжения в сопротивлении растеканию тока основания, на котором стоит человек):

где Iз — расчётный ток замыкания на землю.

Кроме того, при большом расстоянии до заземлителя может значительно возрасти сопротивление заземляющего устройства в целом за счет сопротивления соединительного, т. е. заземляюще­го, проводника.

Достоинством выносного заземляющего устройства является возможность выбора места размещения заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта (сырое, глинистое, в низи­нах и т.п.).

Необходимость в устройстве выносного заземления может возникнуть при невозможности по каким-либо причинам размес­тить заземлитель на защищаемой территории; при высоком со­противлении земли на данной территории (например, песчаный или скалистый грунт) и наличии вне этой территории мест со зна­чительно лучшей проводимостью земли; при рассредоточенном расположении заземляемого оборудования (например, в горных выработках) и т.п.

Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что электроды его заземлителя размещаются по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Часто электроды распределяются на площадке по возможности равномерно, поэтому контурное за­земляющее устройство называется также распределенным.

Безопасность при распределенном заземляющем устройстве может быть обеспечена не только уменьшением потенциала за­землителя, но и выравниванием потенциала на защищаемой тер­ритории до такого значения, чтобы максимальные напряжения прикосновения и шага не превышали допустимых. Это дости­гается путем соответствующего размещения одиночных заземлителей на защищаемой территории.

Рис. 7.19. Контурное заземляющее устройство

На рис. 7.19 показано распределение потенциала в момент за­мыкания фазы на заземленный корпус на открытой подстанции, имеющей контурное заземляющее устройство. Как видно из ри­сунка, изменение потенциала в пределах площадки, на которой размещены электроды заземлителя, происходит плавно, то есть происходит выравнивание потенциалов. При этом напряжения прикосновения Uпр и напряжения шага Uш имеют небольшие зна­чения по сравнению с потенциалом заземлителя φЗ. Однако за пределами контура по его краям наблюдается крутой спад φ.

Согласно ПУЭ «… выравнивание по­тенциалов — это снижение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединённых к заземляющему устройству, или путём применения специальных покрытий земли».

Поэтому все заземляемое электрооборудование должно быть установлено внутри конту­ра, в пределах пространства, ограниченного крайними электродами. По краям контура, за его пределами (особенно в местах проходов и проездов) укладываются в землю на различной глубине дополни­тельные стальные полосы, что уменьшает крутизну спадания по­тенциала, а значит, и величину напряжения шага и прикосновения (рис. 7.20).

Рис.7.20. Выравнивание потенциала за пределами контура

ГОСТ 12.1.009-76 определяет выравнивание потенциала как метод снижения напряжения прикосновения и шага между точками электри­ческой цепи, к которым возможно одновременное прикосновение или на которых может одновременно стоять человек.

Выравнивание по­тенциалов как самостоятельный способ защиты не применяется, оно яв­ляется дополнением к защитному заземлению (защитному занулению).

Выполнение заземляющих устройств. Для заземления электроустановок могут быть использованы искусственные и ес­тественные заземлители, причём для уменьшения затрат на устройство заземления в первую очередь используют естественные заземлители.

Искусственный заземли­тель — заземлитель, специально выполняе­мый для целей заземления.

Естественный заземлитель — сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления. Если при использовании естественных заземлителей сопротивление заземляющих устройств, или напряжение прикосновения имеет допустимое значе­ние, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве допустимые плотности токов в ес­тественных заземлителях, выполнение искусственных заземлителей в электроустановках до 1 кВ не обязательно. Использование естественных заземлителей в качестве элементов заземляющих устройств не должно приводить к их повреждению при протекании по ним токов короткого замыкания или к нарушению работы устройств, с которыми они связаны.

В качестве естественных заземлителей могут использоваться: проложенные в земле водопроводные тру­бы; обсадные трубы буровых скважин; металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие соединения с зем­лей; металлические оболочки бронированных кабелей (кроме алюминиевых), проложенных в земле; рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами; металли­ческие шпунты гидротехнических сооружений и т.п.

Не допускается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводы канализации и центрального отопления. Но такие трубопроводы необходимо присоединять к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов.

В качестве естественных заземлителей подстанций и распре­делительных устройств (РУ) рекомендуется использовать заземлители опор отходящих воздушных линий электропередачи, соединенные с помощью грозозащитных тросов линий с зазем­ляющим устройством подстанции или РУ.

Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными. Искусственные заземлители не должны иметь окраски.

Для искусственных заземлителей применяют обычно верти­кальные и горизонтальные электроды. Горизонтальные электроды используют для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельных заземлителей. Наименьшие размеры заземлителей приведены в таблице 7.4.

Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников,

проложенных в земле

Сечение горизонтальных заземли­телей для электроустановок напряжением выше 1 кВ следует выбирать по условию тер­мической стойкости при допустимой темпе­ратуре нагрева 400°С (кратковременный на­грев, соответствующий времени действия за­щиты и отключения выключателя).

В случае опасности коррозии заземляющих устройств, следует выполнять одно из следу­ющих мероприятий:

увеличение сечения заземлителей и зазем­ляющих проводников с учетом расчетного сро­ка их службы;

применение заземлителей и заземляющих проводников с гальваническим покрытием или медных.

При этом следует учитывать возможное увеличение сопротивления заземляющих устройств, обусловленное коррозией.

Размещают электроды в соответствии с проектом. Заземлители не следует устанавливать вблизи горячих трубопроводов и других объектов, вызывающих высыхание почвы, а также в местах, где возможна пропитка грунта нефтью, маслами и тому подобными веществами, поскольку сопротивление грунта резко возрастает.

Для установки вертикальных заземлителей предварительно роют траншею глубиной 0,7—0,8 м, затем трубы или уголки за­глубляют копрами, гидропрессами и т. п. (рис. 7.21) Стальные стержни диаметром 12—16 мм длиной 4—4,5 м ввертывают в зем­лю с помощью специальных приспособлений, а более длинные заглубляют вибраторами.

Рис 7.21. Установка стержневого электрода в траншее

Верхние концы погруженных в землю вертикальных элек­тродов соединяют стальной полосой с помощью сварки. При этом полосу устанавливают на ребро, поскольку в таком положении ее удобнее приварить к вертикальным электродам. Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грун­том, не содержащим щебня и строительного мусора. В открытых электроустановках отдельные корпуса электрооборудования присоединяются непосредственно к заземлителю заземляющими проводниками. В зданиях прокладывается заземляющий проводник (магистраль заземления), который соединяется с заземлителем не менее чем в двух местах.

Заземляющими проводниками называются металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ должно соответствовать табл. 7.5 для случаев, когда заземляющие проводники выполнены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения заземляющих проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведённым.

Таблица 7.5

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.011 с) .

Что такое защитное заземление и можно ли его объединять с рабочим?

Собственно вопрос. Есть рабочее заземление, на которое посажены нейтрали обмоток мощных электродвигателей станков. Можно ли к нему присоединить контур защитного заземления или это чревато?

комментировать
в избранное
Elden [104K]
8 лет назад

Начну с конца — оба заземления нельзя объединять, так как это может быть опасно для людей, работающих непосредственно с оборудованием. Надеюсь вы это поймёте из определения что это за заземления такие.

Защитное заземление — это в общем преднамеренное(!) электрическое соединение металлических нетоковедущих(!) частей с землей или эквивалентом земли (например вода моря или реки), по причине, что эти части могут в какой-то момент оказаться по каким-либо причинам под напряжением из-за замыкания и т. п.

Рабочее заземление — это в общем преднамеренное(!) соединение с землей и только определённых точек в электрической цепи, так например к этим точкам можно отнести нейтральные точки обмотки в генераторах, трансформаторах. Это заземление устанавливается соединением надёжным проводником тех заземляемых частей на оборудовании, предназначенных для заземления с заземлителем или возможно через спецоборудование, такое как разрядники, пробивные предохранители, резисторы и т.д.

модератор выбрал этот ответ лучшим
комментировать
в избранное ссылка отблагодарить
очУме­ лый Флами­ нго [8.3K]
8 лет назад

Защитное заземление имеет свое целевое предназначение — защита человека в непредвиденных, не запланированных, неожиданных, форсмажорных обстоятельствах от тока (электрического напряжения) через те детали механизма, которые в обычных условиях не являются проводниками тока. Более того, эти детали не должны проводить ток, так как их сделали такими, чтобы не причинять вреда здоровью человека, но при непредвиденных обстоятельствах сработают законы физики и материал станет проводить ток — вот для того, чтобы защитить человека от таких неожиданностей, если это произойдет, и создано защитное заземление.

Целевое назначение рабочего заземления — не дать произойти сбоям, предупредить замыкание, поддержать систему в момент аварийной ситуации.

Рабочее заземление создано для того, чтобы снижать электрическое напряжение в тех деталях механизма, которые непосредственно находятся под напряжением. В процессе работы могут происходить различные электрические сбои, вот для их отвода, чтобы не пошли дальше, существует рабочее заземление.

Целевое назначение защитного и рабочего заземления разное.

По правилам техники безопасности совмещать защитное и рабочее заземление запрещено (столкнулась с данным вопросом тогда, когда работала на станках по малярным работам на заводе, там очень бдительно следили за заземлениями и за тем, как рабочие осведомлены об их функциях назначения и могли вовремя поставить руководство в известность в случае неполадок).

Раз запрещено правилами техники безопасности — значит, чревато. Чревато штрафными санкциями, так как из-за этих совмещений человек будет лишен защиты от электрического напряжения в непредвиденной ситуации, которая будет работать либо как рабочая, либо вообще не будет никак работать.

комментировать
в избранное ссылка отблагодарить
Ким Чен Ын [564K]
6 лет назад

Главное предназначение защитного заземления, это в общем-то защита персонала, или обычного пользователя в быту, от поражения электрическим током.

То есть преднамеренное (не случайно, то бишь) соединение металлических элементов оборудования, с землёй.

Случись что (к примеру повреждение изоляции, или короткое замыкание и.т.д) наличие заземления надёжно защитит человека.

А рабочее заземление, это другое, тут в основе защита оборудования которое заземлено, а не персонала.

Есть правила техники безопасности (если речь о производстве, то штрафы за нарушения этого пункта, очень значительные) которые категорически запрещают совмещать защитное и рабочее заземление.

Причина запрета, в ненадёжности такого объединения (защитное и рабочее заземление), в критический момент, может или защитное заземление не сработать (или будет мало эффективным) или защита оборудования будет не достаточной (не эффективной).

комментировать
в избранное ссылка отблагодарить
Центр беспр­ оводн­ ых систе­ м [1.1K]
8 лет назад

Защитное заземление предназначено для защиты работающих на отключенных участках воздушных линий от порожения электрическим током в случае ошибочной подачи напряжения на этот участок или появления на нем наведенного напряжения

Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.

Защитное заземление следует отличать от других видов заземления, например, рабочего заземления и заземления молниезащиты.

Рабочее заземление — преднамеренное соединение с землей отдельных точек электрической цепи, например нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, дугогасящих аппаратов, реакторов поперечной компенсации в дальних линиях электропередачи, а также фазы при использовании земли в качестве фазного или обратного провода. Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановки в нормальных или аварийных условиях и осуществляется непосредственно (т. е. путем соединения проводником заземляемых частей с заземлителем) или через специальные аппараты — пробивные предохранители, разрядники, резисторы и т. п.

Заземление молниезащиты — преднамеренное соединение с землей молниеприемников и разрядников в целях отвода от них токов молнии в землю.

От себя: В системах TN-C (четырёхпроводных) N проводник он же PEN (совмещённые защитный и нулевой), я думаю контур может быть один, а вот проводники разные, потому, что после разделения на рабочий и защитный объединять их запрещено по всей длине.

Двойная изоляция

Под двойной понимается дополнительная, кроме основной, изоляция, которая ограждает человека от металлических нетоковедущих частей, могущих случайно оказаться под напряжением. Наиболее надежную двойную изоляцию обеспечивают корпусы из изолирующего материала. Обычно они несут на себе всю механическую часть. Этот способ защиты чаще всего применяют в электрооборудовании небольшой мощности (электрифицированный ручной инструмент, бытовые приборы и ручные электрические лампы).
В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, даже при одновременном контакте человека, с токоведущими частями разных фаз или полюсов, применяют пониженное напряжение (12 и 36 В). Источником такого напряжения являются батареи гальванических элементов, аккумуляторы, выпрямительные установки, преобразователи частоты и трансформаторы (применение автотрансформаторов в качестве источника пониженного напряжения запрещено). Так как мощность этих источников незначительна, область применения пониженных напряжений ограничивается ручным инструментом, ручными и станочными лампами местного освещения.

Для схемы зануления необходимы: нулевой защитный проводник, глухое заземление нейтрали и повторное заземление нулевого защитного провода.
Нулевой защитный провод снижает сопротивление цепи короткого замыкания и обеспечивает тем самым достаточно большой ток замыкания для надежного срабатывания максимальной токовой защиты.
Глухое заземление нейтрали обеспечивает малое напряжение прикосновения.
Повторное заземление нейтрали обеспечивает малое напряжение прикосновения для удаленных электроприемников.

Защитное отключение

Защитное отключение — автоматическое отключение электроустановки системой защиты при возникновении опасности поражения человека электрическим током. Так как в случае повреждения электроустановки изменяются значения некоторых величин (напряжение корпуса относительно земли, ток замыкания на землю и др.), то если эти изменения окажутся воспринимаемыми чувствительными датчиками, аппараты защиты сработают и отключат электроустановку.
Устройство защитного отключения (УЗО) включает в себя прибор защитного отключения и исполнительный орган — автоматический выключатель.
Прибор защитного отключения — совокупность отдельных элементов, которые воспринимают входную величину, реагируют на ее изменение и при заданном ее значении дают сигнал на отключение выключателя.
УЗО применяются в электроустановках, где по каким-либо причинам трудно обеспечить эффективное заземление или зануление, где высока вероятность прикосновения людей к токоведущим частям (передвижные электроустановки, ручной электроинструмент).
УЗО делятся на следующие типы, реагирующие на:

• потенциал корпуса,
• ток замыкания на землю,
• напряжение нулевой последовательности,
• ток нулевой последовательности,
• напряжение фазы относительно земли,
• оперативный ток,
• комбинационные устройства.

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

При контурном заземлении обеспечивается выравнивание потенциалов в защищаемой зоне и уменьшается напряжение шага.

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.

Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей.

· в сетях напряжением выше 1000 В переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали или соседней точки обмоток источника тока.

Защитное заземление состоит из заземлителей, соединенных между собой металлическими шинами, и заземляющих проводников, которыми присоединяется заземляемое оборудование.

Принцип действия защитного заземления – уменьшение напряжения прикосновения при замыкании на корпус за счет уменьшения потенциала корпуса электроустановки и подъема потенциала основания, на котором стоит человек до потенциала, болизкого по значению к потенциалу заземленной установки.

Защитное заземление следует отличать от рабочего. Рабочим заземлением называют соединение отдельных точек электрический сети с заземляющим устройством. Оно предназначено для нормальной работы электроустановки и для защиты от повреждения в аварийном режиме. Примером рабочего заземления является заземление нейтрали источника (ro на рисунке 1.1).

По конструкции заземления могут быть выносными (rз на рисунке 1.5) и контурными (рисунок 1.6).

Выносное заземление обеспечивает защиту человека путем снижения потенциала корпуса до величины

где Iз- ток замыкания через заземлитель, rз — сопротивление защитного заземления, Ом.

Поскольку заземлитель в случае выносного заземления расположен чаще всего на расстоянии более 20 м от возможного места прикосновения к корпусу, коэффициент a у выносных заземлений равен единице. Таким образом, выносные заземления защищают только благодаря малому значению при условии малых токов замыкания (не более 10 А), которые имеют место в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью. При допустимом значении rЗ £ 4 Ом выносное заземление обеспечивает в самом неблагоприятном случае замыкания малое напряжение на корпусе: .

Таблица 1.1 — Максимальные допустимые значения сопротивления заземления

Достоинство выносных заземлений — возможность выбора места с минимальным сопротивлением грунта. Недостаток — удаленность от защищаемого оборудования, ограниченность защитных свойств.

При напряжении свыше 1000 В токи замыкания на землю могут превышать 500 А. В этом случае выносное заземление может не обеспечивать безопасности. При больших токах замыкания на землю применяются контурные заземления. В отличие от выносного заземления, которое защищает путем снижения потенциала корпуса до безопасной величины, контурное заземление защищает человека путем увеличения потенциала защищаемой площадки до уровня, близкого потенциалу корпуса, и выравнивает потенциал площади так, что на всей защищаемой территории напряжение прикосновения и шага не превышает заданной величины (рисунок 1.6).

Значение тока, проходящего через человека, попавшего под шаговое напряжение, определяется по формуле

где b — коэффициент шаговых напряжений.

Зануление (в трехфазных 4-х проводных сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью) – преднамеренное эл. соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей установок, которые могут оказаться под напряжением.

Зануление (рис. 1.7) создает путь малого сопротивления для тока замыкания на корпус и превращает его в ток короткого замыкания, способный вызвать быстрое перегорание плавких предохранителей или срабатывание автоматических выключателей. Так осуществляется селективное отключение поврежденных объектов от сети. Кроме того, благодаря применению повторного заземления нулевого проводника зануление частично снижает потенциал корпуса относительно земли в момент замыкания.

Рисунок 1.7 — Зануление электроустановки

Защитное отключение- быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение ЭУ при возникновении опасности поражения током, а именно:

· при замыкании фазы на корпус электрооборудования;

· при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже определенного предела

· появление в сети более высокого напряжения;

· прикосновение человека к токоведущей части под напряжением.

При этом в сети происходит изменение которых электрических параметров: например Uкорпуса относительно земли и т.п. Изменение этих параметров до определенного предела (при котором возникает опасность) может служить импульсом, вызывающим срабатывание защитно-отключающего устройства.

Устройство защитного отключения (УЗО) применяются в случаях, когда другие средства защиты (заземление, зануление) неэффективны, ненадежны или трудноосуществимы.

УЗО должны обеспечивать отключение неисправности ЭУ за t £ 0,2с.

Основные части УЗО —

1) прибор защитного отключения;

2) автоматический выключатель.

Прибор защитного отключения — совокупность элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра сети и дают сигнал на отключение.

Дата добавления: 2016-06-22 ; просмотров: 1801 ;

СОПРОТИВЛЕНИЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ

Полушаровой
R = ρ / (2 * π * r)
Шаровой на глубине t
R = ρ / (4 * π * r) * (1 + r / (2 * t) )
Стержень, труба (горизонтальные) диаметром d на глубине t
R = ρ / (2 * π * l) * ln ( l^2 / (d * t) )
Стержень (вертикальный) диаметром d

Сопротивление заземлителя относительно
отношение напряжения на заземлителе
проходящему через заземлитель в землю.
земли к току,
Uз = Iз * Rз
Cопротивление заземлителя зависит от удельного
сопротивления грунта, в котором заземлитель находится;
типа размеров и расположения элементов, из которых
заземлитель
выполнен;
количества
и
взаимного
расположения электродов.
Величина
сопротивления
заземлителей
может
изменяться в несколько раз в зависимости от времени
года. Наибольшее сопротивление заземлители имеют
зимой при промерзании грунта и в засушливое время.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ

Напряжение прикосновения определяется по формуле:
Uh = Iз * Rз * a1
Ток через тело человека определяется по формуле:
Ih = Iз * Rз * a1 / Rh
Уменьшаем сопротивление заземлителя – уменьшаем
напряжение прикосновения и ток через тело человека.

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.
В установках свыше 1000 В допускается сопротивление
заземления R3 Ом.
В установках свыше 1000 В с большими токами замыкания
на землю сопротивление заземляющего устройства не
должно быть более 0,5 Ом для обеспечения
автоматического отключения участка сети в случае
аварии.

Двойная изоляция

Под двойной понимается дополнительная, кроме основной, изоляция, которая ограждает человека от металлических нетоковедущих частей, могущих случайно оказаться под напряжением. Наиболее надежную двойную изоляцию обеспечивают корпусы из изолирующего материала. Обычно они несут на себе всю механическую часть. Этот способ защиты чаще всего применяют в электрооборудовании небольшой мощности (электрифицированный ручной инструмент, бытовые приборы и ручные электрические лампы).
В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, даже при одновременном контакте человека, с токоведущими частями разных фаз или полюсов, применяют пониженное напряжение (12 и 36 В). Источником такого напряжения являются батареи гальванических элементов, аккумуляторы, выпрямительные установки, преобразователи частоты и трансформаторы (применение автотрансформаторов в качестве источника пониженного напряжения запрещено). Так как мощность этих источников незначительна, область применения пониженных напряжений ограничивается ручным инструментом, ручными и станочными лампами местного освещения.

Для схемы зануления необходимы: нулевой защитный проводник, глухое заземление нейтрали и повторное заземление нулевого защитного провода.
Нулевой защитный провод снижает сопротивление цепи короткого замыкания и обеспечивает тем самым достаточно большой ток замыкания для надежного срабатывания максимальной токовой защиты.
Глухое заземление нейтрали обеспечивает малое напряжение прикосновения.
Повторное заземление нейтрали обеспечивает малое напряжение прикосновения для удаленных электроприемников.

Защитное отключение

Защитное отключение — автоматическое отключение электроустановки системой защиты при возникновении опасности поражения человека электрическим током. Так как в случае повреждения электроустановки изменяются значения некоторых величин (напряжение корпуса относительно земли, ток замыкания на землю и др.), то если эти изменения окажутся воспринимаемыми чувствительными датчиками, аппараты защиты сработают и отключат электроустановку.
Устройство защитного отключения (УЗО) включает в себя прибор защитного отключения и исполнительный орган — автоматический выключатель.
Прибор защитного отключения — совокупность отдельных элементов, которые воспринимают входную величину, реагируют на ее изменение и при заданном ее значении дают сигнал на отключение выключателя.
УЗО применяются в электроустановках, где по каким-либо причинам трудно обеспечить эффективное заземление или зануление, где высока вероятность прикосновения людей к токоведущим частям (передвижные электроустановки, ручной электроинструмент).
УЗО делятся на следующие типы, реагирующие на:

• потенциал корпуса,
• ток замыкания на землю,
• напряжение нулевой последовательности,
• ток нулевой последовательности,
• напряжение фазы относительно земли,
• оперативный ток,
• комбинационные устройства.