Монтаж устройств защитного заземления

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Содержание

Введение

1. Описание, характеристика предприятия

2. Краткая характеристика цеха

3. Характеристика выполняемых работ

4. Заземление и зануление электрооборудования. Исполнения зануления. Монтаж устройств защитного заземления

4.1 Общие сведения

4.2 Наружный контур заземления и его монтаж

4.3 Измерение сопротивлений заземляющих устройств

4.4 Монтаж внутренней заземляющей сети

4.5 Требования ПУЭ к заземлению электроустановок

5. Техника безопасности

5.1 Организация рабочего места электромонтера

5.2 Требования безопасности перед началом работы

5.3 Требования безопасности во время работы

5.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях

5.5 Требования безопасности по окончании работы

Список литературы

Введение

Электротехническая промышленность играет важную роль в решении задач электрификации, технического перевооружения всех отраслей народного хозяйства, механизации, автоматизации и идентификации производственных процессов.

Объем производства электроэнергии в России к 2005 году превышает 1 трлн. кВ/ч. Установленная электрическая мощность отдельных предприятий достигает 3 млн. кВт, а количество электрических машин на них - 100 тыс. шт. годовое потребление электроэнергии на ряде предприятий уже сегодня превышает 5 млрд. кВ/ч. За каждые 10 лет производство и потребление электроэнергии в мире увеличивается примерно в два раза. Рост производительности труда, развитие электроемких электротехнических процессов, реализация мероприятий по охране окружающей среды, внедрение прогрессивных технологий приведут в период 1999-2010 гг. к дальнейшему повышению электровооруженности предприятий.

Важную роль в развитии отечественной электротехники сыграли труды русских ученных и изобретателей П.Н. Яблочкова, А.Н. Лодыгина, М.О. Доливо-Добровольского и др. приоритет в создании и применении трехфазной системы переменного тока принадлежит М.О. Доливо-Добровольскому, который в 1891 г. Осуществил передачу электрической энергии мощностью около 150 кВт при напряжении 15 кВ на расстоянии 175 км. Им же были созданы синхронный генератор, трехфазный трансформатор и асинхронный двигатель.

В 1920 г. Всероссийский съезд Советов утвердил Государственный план электрификации России (ГОЭЛРО), который предусматривал в течение 10-15 лет строительство тридцати новых районных электростанций с объемом производства энергии до 8,8 млрд кВт*ч в год. Этот план был выполнен за 10 лет. С 1930 г. Крупные городские районные тепловые электростанции стали постепенно объединять в электрические системы, которые и настоящее время остаются главными производителями электроэнергии для подавляющего большинства предприятий.

До 1960 г. Мощность крупных генераторов тепловых электростанций составляла 100 МВт. На одной электростанции устанавливали шесть - восемь генераторов. Поэтому мощность крупных ТЭЦ составляла 600-800 МВт. После освоения блоков 150-200 МВт мощность крупных электростанций повысилась до 1200 МВт, а после освоения блоков 300 МВт - до 2400 МВт. В настоящее время вводят тепловые электростанции мощностью 6000 МВт с блоками 500-800 МВт.

Эффективность объединения энергосистем экономией суммарной установленной мощности генераторов за счет совмещения максимумов нагрузки энергосистем, сдвинутых во времени.

В период рыночных реформ в России электроэнергетика, как и прежде является важнейшей жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее составе свыше 700 электростанций общей мощностью 215,6 млн. кВт.

Единая энергосистема России - один из крупнейших в мире высокоавтоматизированных электроэнергетических комплексов, обеспечивающих производство, передачу и распределение электроэнергии и централизованное оперативно-диспечерское управление этими процессами. В составе ЕЭС России параллельно работают около 450 крупных электростанций различной ведомственной принадлежности, суммарной мощности более 200 млн. кВт, а также имеются свыше 2,5 млн. км линий электропередачи различных напряжений, в том числе 30 тысяч км системообразующих ЛЭП напряжением 500, 750, 1150 кВ.

Обслуживание электроустановок промышленных предприятий осуществляют сотни тысяч электромонтеров, от квалификации которых во многом зависит надежная и бесперебойная работа электроустановок. Персонал должен знать основные требования Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей, ГОСТов и других директивных материалов, а также устройство электрических машин, трансформаторов и аппаратов, умело использовать материалы, инструмент, приспособление и оборудование, применяемые при эксплуатации электроустановок.

1. Описание, характеристика предприятия

«Омскшина» завод является одним из ведущих предприятий химической промышленности Омской области. Завод вошел в холдинг СИБУР - Русские шины с 1 января 2006 г., в который также входят почти все российские предприятия шинной промышленности. Готовой продукцией завода являются автомобильные и авиационные шины разного ассортимента.

Предприятие находится недалеко от центра города в промышленной зоне города по улице Будеркина дом 2. фактически основное строительство завода началось осенью 1941 г. В Омск были эвакуированы Ярославский и Ленинградский шинные заводы. 24 февраля 1942 г. с конвейера завода сошла первая шина размером 6,50-20 (для «полуторки»). Этот день принято считать Днем рождения Омского шинного завода. В 1944 г. заводу дважды вручалось Красное знамя Государственного комитета Обороны СССР.

На сегодняшний день «Омскшина» - второе крупнейшее предприятие по производству шин на территории России. В истории омского шинного четко прослеживается три этапа:

С 1942 по 1964 гг. - период становления и развития в военные и послевоенные годы;

С 1964 по 1993 гг. - время расширения производства, достижения высоких экономических показателей и развития социальной сферы, закончившееся периодом спада производства;

С 1993 г. по настоящее время - период приватизации и перестройки производства, завоевания новых позиций на рынке.

2. Краткая характеристика цеха

Готовой продукцией автокамерного цеха являются автомобильные камеры различного ассортимента, а также товарная резина.

Оборудование которым оснащен автокамерный цех и его количество представлено в таблице 1.

Таблица 1. ? Перечень оборудования установленного в автокамерного

цеха

№ п/п	Наименование оборудования	Количество
1	Резиносмеситель РС 270Ч30	3
2	Резиносмеситель РС 270Ч40	3
3	Гранулятор МЧТ 380/450	3
4	Сушилка барабанная для гранул	3
5	Вальцы индивидуальные См 2100 660/660	4
6	Вальцы индивидуальные См 2130 660/660	2
7	Вальцы индивидуальные Пд 800 550/550	1
8	Вальцы индивидуальные Пд 630 315/315	1
9	Вальцы индивидуальные Пд 320 160/160	1
10	Вальцы индивидуальные Др 800 490/610	1
11	Вальцы агрегатные См 2100 660/660	3
12	Турбовоздуходувка ТВ - 80 - 1,6	8
13	Агрегат измельчения резиновых отходов АПР 420/400	1
14	Машина одночервячная МЧТ - 250	3
15	Машина одночервячная МЧТ - 200	1
16	Агрегат камерный	3
17	Агрегат флепповый	1
18	Станок стыковочный для ездовых камер ВМИ ЕПЕ	13
19	Станок стыковочный для ездовых камер МИНЛАНД	5
20	Станок стыковочный для ездовых камер РОССИЯ	2
21	Индивидуальный вулканизатор камер ИВК - 45	81
22	Индивидуальный вулканизатор камер ИВК - 55	27
23	Индивидуальный вулканизатор камер ИВК - 75	9
24	Индивидуальный вулканизатор камер ИВК - 85	2
25	Вулканизатор ободных лент ВОЛ	49
26	Пресс вулканизационный гидравлический	14
27	Станок шероховальный	8
28	Станок гиба вентилей	9
29	Станок обрезки камерных рукавов	2
30	Станок пробивки отверстий во флеппах	4
31	Станок для вырубки пяток вентилей	1
32	Устройство для заворачивания золотников	4
33	Нож пневматический для резки каучука	3
34	Установка проверки автокамер на герметичность	2

3. Характеристика выполняемых работ

Во время производственной практики я занимался различными работами, связанные непосредственно с моей специальностью - электромонтер. Каждый рабочий день начинался с обхода оборудования и осмотра электроустановок. Также в свою очередь проверялись средства индивидуальной защиты: коврики, боты, перчатки. После осмотра оборудования делалась запись в «Сменном (оперативном) журнале для дежурного персонала по учету работ технического обслуживания и ремонта электрооборудования». Так же в журнале фиксировался перечень работы, задание на смену. Помимо определенного задания приходилось выполнять работы по устранению неполадок мешающих производительности труда основного производства, т.е. замена сгоревшей лампочки над вулканизатором камер или замена сгоревшего двигателя на пробойнике второй шприц машины. Отключение и запуск оборудования (после выходного дня) регистрируется в журнале.

Приходилось заниматься слесарными работами, изготовление крепежных элементов для временной проводки. Так же приходилось выполнять такелажные работы на прямую не связанные с монтажом или обслуживанием, увезти сгоревший электродвигатель на перемотку.

Выполнение технического обслуживания производилось на трансформаторной подстанции №26, обслуживание электрических машин (электродвигателя), а так же на распределительном устройстве 10 кВт. Обслуживание представляла собой очистку установки от грязи и пыли, протяжка болтовых соединений.

4. Заземление и зануление электрооборудования. Исполнения

зануления. Монтаж устройств защитного заземления

4.1 Общие сведения

При повреждении изоляции электрооборудования различные его металлические нетоковедущие части могут случайно оказаться под напряжением, создавая опасность поражения человека электрическим током. Прикасаясь к оборудованию с поврежденной изоляцией, человек становиться проводником для тока в землю. Токи от 0,05 А опасны для человека, а токи 0,1 А смертельны.

Значение тока, проходящего в землю, зависит от электрического сопротивления тела человека и напряжения поврежденной установки. Сопротивления тела человека колеблется в широких пределах: от нескольких сотен до тысяч Ом, поэтому опасность для его жизни и здоровья могут представлять установки и с относительно небольшим напряжением по отношению к земле.

Напряжением относительно земли при замыкании на корпус является напряжение между этим корпусом и точками земли, находящиеся вне зоны растекания токов в земле, но не ближе 20 метров от этой зоны.

Одной из основных мер защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к установкам, случайно оказавшиеся под напряжением, является устройство защитного заземления.

Заземление - это преднамеренное электрическое соединение какой-либо части установки с землей, выполняемое при помощи заземлителей и заземляющих проводников.

Заземлитель - это металлический проводник или группа проводников, заложенных в грунт.

Заземляющий проводник - это металлический проводник, соединяющий заземляемые части электроустановки с заземлителями.

Заземляющим устройством называют совокупность заземлителей и заземляющих проводников. Безопасность людей достигается только в том случае, если заземляющие устройство будет иметь во много раз меньшее сопротивление, чем наименьшее сопротивление тела человека.

Сопротивлением заземляющего устройства называется сумма сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников, и оно должно быть в пределах, определенных предварительным расчетом. Максимально допустимое сопротивление заземляющих устройств определяется напряжением установки, значениями токов замыкания на землю, наличием нейтрали и некоторыми другими условиями и устанавливаются действующими ПУЭ (правила устройства электроустановок). Ток замыкания на землю - ток, проходящий через землю в месте замыкания.

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции металлические нетоковедущие части электрооборудования заземляют. Комплекс мер и технических устройств, предназначенных для этой цели, называют защитным заземлением. Защитное заземление представляет собой преднамеренное соединение с землей под средством заземляющих проводников и заземлителей нетоковедущих металлических частей электроустановок (рукояток приводов разъединителей, кожухов трансформаторов, фланцев опорных изоляторов, корпусов трансформаторных подстанций и т.п.).

Задача защитного заземления заключается в создании между металлическими конструкциями или корпусом защищаемого устройства и землей электрического соединения достаточно малого сопротивления; при однофазных замыканиях на землю или на корпус токопроводящих поврежденных частей электроустановок такое соединение обеспечивает снижения тока до значения, не угрожающие жизни и здоровью человека, так как электрическое сопротивление его тела во много раз выше сопротивления металлического проводника, соединенного с землей. Замыкание на землю это случайное электрическое соединение находящихся под напряжением частей электроустановки непосредственно с землей или с ее конструктивными частями, не изолированы от земли.

Защитное заземление принимают во всех сетях с изолированной нейтралью и в сетях с напряжением выше 1000 В с заземленной нейтралью. В последних точки однофазного замыкания протекают через землю и вызывают отключение аварийного участка.

Рисунок 1. ? Схема трехфазной сети с изолированной нейтралью (а) и

режимы ее работы при прикосновении человека к линейному проводу

(б); заземление одного линейного провода и прикосновение человека к

другому (в); прикосновение человека к линейному проводу в системе с

заземленной нейтралью (г) и в системе с заземленными нейтралью и

другими линейными проводом (д)

В сети с глухозаземленной нейтралью электроприемники получают питание от обмоток источника тока, соединенных в звезду, нулевая точка которых надежно соединена с землей. Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

Заземление нейтрали. В ПУЭ указывается, что городские электрические сети свыше 1000 В должны выполняться трехфазными с изолированной нейтралью, а распределительные сети в новых городах трехфазными четырехпроводными с наглухо заземленной нейтралью при напряжении 380/220 В. Однако распространены также сети с напряжением 220/127 В с изолированной нейтралью, в которых применяются пробивные предохранители.

Обмотки силовых трансформаторов отечественного производства с напряжением 110 кВ и выше также рассчитываются на работу с заземленной нейтралью, так как они имеют неполную изоляцию нулевых выводов.

Рассмотрим, зачем в сетях до 1000 В заземляют нейтраль, по каким причинам иногда отдают предпочтение изолированной нейтрали и для чего служат пробивные предохранители.

На рис. 1 показаны вторичные обмотки трансформатора Тр, питающего четырехпроводную сеть напряжением 380/220 В, нейтраль которой изолирована. Пусть в рассматриваемый момент изоляция совершенно исправна. Тем не менее три сопротивления R,соединенные в звезду, нейтралью которой является земля, условно показывают не совершенство изоляции проводов, которая в какой-то степени все же проводит ток. Три конденсатора С, соединены в звезду, нейтралью которой также служит земля, условно изображают электрическую емкость проводов относительно земли, что в электроустановках переменного тока весьма важно, так как емкость проводит переменный ток.

Какие же напряжения действуют в рассматриваемой электроустановке? Между линейными проводами напряжение 380 В, а между каждым линейным проводом и нейтралью трансформатора - 220 В, так как земля оказалась нейтралью соединений звезд из трех равных сопротивлений R и трех равных емкостей С. Если же линейным проводом относительно нейтрали трансформатора имеет такое же напряжение, как и относительно земли, то между нейтралью трансформатора и землей напряжение равно нулю, но, конечно, только если сеть не нагружена либо нагрузка всех фаз одинакова.

Рисунок 2. ? Работа схемы трехфазной сети с глухозаземленной

нейтралью при прикосновении человека к токопроводящему проводу

(а), заземления (б) и занулении (в) электродвигателя

Прикосновение человека, стоящего на земле, к одному из линейных проводов небезопасно, так как через несовершенную изоляцию провода и тело человека пройдет ток (рис. 2). Сила этого тока, а следовательно, и степень опасности определяются значениями сопротивлений, емкостей конденсаторов и фазным напряжением. В этом случае человек находится под напряжением 220 В.

Но что произойдет, если один из линейных проводов заземлится, а человек, стоящий на земле, прикоснется к другому линейному проводу? Из рис. 3 видно, что человек окажется теперь не под фазным, а под линейным напряжением 380 В, что значительно опаснее.

В сетях с заземленной нейтралью человек, стоящий на земле и прикоснувшийся к линейному проводу, попадает под фазное напряжение. Если при этом заземляется другой линейный провод, то предохранитель перегорит, но повышения напряжения с фазного до линейного не произойдет.

Прикосновение к токопроводящему элементу в сети с глухозаземленной нейтралью очень опасно, так как при этом образуется замкнутая цепь, по которой под действием напряжения с фазы А через тело человека, обувь, пол, землю и заземление нейтрали течет поражающий ток. Опасно также прикосновение к электроприемнику, в котором произошло замыкание на заземленный корпус.

Кроме обеспечения минимального сопротивления заземляющего устройства, важно также обеспечить равномерное распределения напряжения вокруг защищаемого аппарата и по всей площади электроустановки. Максимальный потенциал (U₃) имеют заземлитель, соединенный с корпусом поврежденного аппарата, и грунт, соприкасающийся с заземлителем. По мере удаления от заземлителя потенциал на поверхности земли падает, достигая постепенно нулевого значения. Сопротивления грунта на этом расстоянии называется сопротивлением растеканию.

Человек, прикасающийся к корпусу аппарата с поврежденной изоляцией, оказывается под напряжением, значение которого определяется падением потенциала на участке между точкой прикосновения его к аппарату и точкой касания земли ногами. Это напряжение называется напряжением прикосновения (U_прик). Между ступнями человека, приближающегося к поврежденному аппарату, также будет разность потенциалов, называемая напряжением шага (U_шаг), значение которого зависит от ширины шага и расстояния до места повреждения.

Рисунок 3. ? Схема возникновения шагового напряжения

Напряжение шага и напряжение прикосновения возникает, если в заземленной сети происходит однофазное замыкание на землю. Пусть через вертикальный заземлитель З (рис. 3.), расположенный в точке 0, в землю течет ток однофазного замыкания. По мере удаления от заземлителя плотность тока и вызываемое им падение напряжения непрерывно уменьшается, т.е. если в точке 0 максимальный потенциал, то потенциал в точке грунта, расположенной далее 20 м от заземлителя, практически равен нулю. Изменение потенциала грунта в зависимости от расстояния от точки 0 характеризуется кривой АМ. Разделив расстояние 0М на отрезки длиной 0,8 м (средняя ширина шага человека), по этой кривой легко узнать, под какое напряжение попадает человек, находящийся на определенном расстоянии от заземлителя. Например, если ноги идущего человека находятся на расстоянии 1,6 и 2,4 м от заземлителя, то потенциалы грунта характеризуются точками В и Г кривой АМ, а отрезок ВЖ в определенном масштабе определяет разность потенциалов, т.е. напряжение.

Напряжение, под которым может оказаться человек, идущий в зоне растекания по земле тока однофазного замыкания, называют напряжением шага. Это напряжение уменьшается по мере удаления от заземлителя (ВЖ<БЕ<АД) и на расстоянии более 20 м от заземлителя оно практически исчезает.

Поражения людей из-за появления напряжения шага в случае однофазного замыкания на землю очень редки вследствие малых значений этого напряжения. Но если это напряжение возникает при падении на землю оборвавшегося провода воздушной линии, оно может достигать больших значений. В таких случаях выходить из зоны действия напряжения шага следует, используя сухие доски, листы пластика и другие изоляционные материалы, а при их отсутствии - мелкими шагами.

Опасно также напряжение, возникшее при работе защитного заземления, в режиме однофазного замыкания на землю. Если через заземлитель в землю течет ток I₃, то на сопротивление заземляющего устройства R₃ он создает падения напряжения I₃ R₃, т.е. напряжения прикосновения. Прикасаясь в этом случае к корпусу аппарата с поврежденной изоляцией, человек может попасть либо под полное напряжение I₃ R₃, либо под его часть. Наиболее опасны случаи, когда приемник с поврежденной изоляцией и человек, прикоснувшиеся к нему, находятся на расстояниях более 20 м от заземлителя, и если человек стоит непосредственно на земле в сырой подбитой гвоздями обуви.

4.2 Наружный контур заземления и его монтаж

Для обеспечения безопасности людей осуществляют защитное заземление электроустановок. Заземлению подлежат:

- металлические кожухи и корпуса электроустановок, различных агрегатов и приводов к ним, светильников, металлические каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов;

- металлические конструкции и металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки кабелей и проводов, стальные трубы электропроводки;

- вторичные обмотки измерительных трансформаторов.

Заземлению не подлежат:

- арматура подвесных и штыри опорных изоляторов, оборудование установленное на заземленных металлических конструкциях, так как на их опорных поверхностях должны быть предусмотрены зачищенные незакрашенные места для обеспечения электрического контакта;

- корпуса электроизмерительных приборов и реле, установленные на щитках, щитах, шкафах, а также на стенах камер распределительных устройств;

- металлические оболочки контрольных кабелей в случаях, которые оговариваются в проекте особо.

Защитное заземление состоит из наружного устройства, представляющий собой искусственные или естественные заземлители, проложенные в грунте и соединенные между собой в общий контур, и внутренней сети, состоящей из заземляющих проводников, прокладываемых по стенам помещения, в котором находится установка, и присоединяемых к наружному контуру.

Металлические заземлители, заложенные в грунт, имея большую площадь соприкосновения с землей, обеспечивают малое электрическое сопротивление контура.

Для заземления электроустановок в первую очередь должны использоваться естественные заземлители - проложенные в земле металлические трубопроводы (кроме трубопроводов с горючими, легковоспламеняющимися и взрывчатыми жидкостями или газами); обсадные трубы; металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, надежно соединенные с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, и нулевые с повторными заземлителями рабочие провода воздушных линий напряжением до 1000 В. Естественные заземлители должны присоединяться к заземляющей магистрали электроустановки не менее чем в двух местах.

Присоединение заземляющих проводников к заземлителями, а также соединение заземляющих проводников между собой производится сваркой, причем длина нахлестки должна быть равна двойной ширине проводника при прямоугольном его сечении и шести диаметрам - при круглом. При Т - образном соединении внахлестку двух полос длина нахлестки определяется их шириной.

Присоединение заземляющих проводников к трубопроводам выполняется сваркой (рис. 4.) или, если это не возможно, хомутами со стороны ввода трубопроводов в здание. Сварочные швы, расположенные в земле, после монтажа для защиты от коррозии покрываются битумом.

Рисунок 4. - Присоединение к трубопроводу сваркой заземляющего

проводника с прямоугольным (а) и круглым, (б) сечением и хомутом

Если естественных заземлителей нет или они не удовлетворяют расчетным требованиям, монтируют контур наружного заземления из искусственных заземлителей, которые могут быть вертикальными, горизонтальными и углубленными.

Вертикальные заземлители - это вбитые в землю стальные трубы или угловая сталь, а также ввернутые в землю стальные стержни. Проложенные в землю стальные полосы толщиной не менее 4 мм или круглая сталь диаметром не менее 10 мм являются горизонтальными искусственными заземлителями, играющими роль самостоятельных элементов заземления или служащие для связи друг с другом вертикальных заземлителей.

Разновидностью горизонтальных заземлителей являются углубленные заземлители, закладываемые на дно котлованов при сооружении фундаментов опор воздушных линий и строящихся зданий. Их изготавливают в мастерских монтажной организации после предварительного замера из полосовой стали с сечением 30Ч4 мм или круговой стали диаметром 12 мм. Форма заземлителей, их число сечение и размещение определяется проектом.

В качестве заземляющих проводников могут использоваться:

- естественные проводники, т.е. металлические конструкции зданий;

- металлические конструкции производственного назначения (подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников);

- стальные трубы электропроводок;

- металлические оболочки кабелей (но не броня).

Для зануления достаточно во всех случаях алюминиевой оболочки кабелей, а свинцовой, как правило не достаточно.

Во взрывоопасных помещениях применяются специально проложенные заземляющие проводники, а естественные рассматриваются как дополнительная мера защиты. При заземленной нейтрали (сетей 380/220 или 220/127 В) зануление электроприемников взрывоопасных установок должно производиться отдельно выделенными жилами проводок и кабелей; при изолированной нейтрали для заземления могут применяться стальные проводники.

Использование голых алюминиевых проводников в качестве заземляющих запрещается из-за быстрого разрушения их вследствие коррозии.

Монтаж наружного контура заземления и прокладка внутренней заземляющей сети производится по рабочим чертежам проекта электроустановки.

Выполнение пробивных работ, установка закладных частей, подготовка свободных отверстий, борозд и других проемов, закладка проходных труд в стены и фундаменты, рытье земляных траншей для прокладки наружного контура заземления осуществляется на первой стадии подготовки к элементарным работам.

Внешний контур заземления прокладывается в земляных траншеях глубиной 0,7 м. искусственные заземлители в виде отрезков стальных труб, круглых стержней и уголков длинной 3…5 м заглубляются в грунт свертыванием или вибропогружением так, чтобы головка электрода оказалась на глубине 0,5 м от поверхности земли. Заглубленные заземлители соединяют друг с другом стальными полосами с сечением 40Ч4 мм с помощью сварки. Места приварки полосы к заземлителям покрывают разогретым битумом для защиты от коррозии. Расположенные в земле заземлители и заземляющие проводники не должны быть окрашенными. Траншеи с уложенными в них заземляющими проводниками и заземлителями засыпают землей, не содержащей камней и строительного мусора.

Естественные заземлители связываются с заземляющими магистралями электроустановки не менее чем двумя проводниками, присоединенными в разных местах. Соединение заземляющих проводников с протяженными заземлителями (трубопроводы) выполняются вблизи от вводов их в здания при помощи сварки или хомутов, контактная поверхность которых обслуживается. Трубы в местах накладки хомутов зачищаются. Места и способы присоединения приемников тока выбираются с таким расчетом, чтобы при разъединении трубопровода для ремонтных работ обеспечивалось непрерывное действие заземляющего устройства. У водомеров и задвижек устраивают обходные соединения.

Внутренняя заземляющая сеть выполняется открытой прокладкой внутри помещения по строительным поверхностям голых стальных проводников с прямоугольным и круглым сечениями. На рисунке 5 показаны примеры прокладки, крепления и соединения проводников защитного заземления.

Рисунок 5. - Варианты прокладки (а) и крепления плоских и круглых

шин обоймами (б), электросваркой (в) и встреливаемыми дюбелями (г),

сваркой внахлестку (д) и приваркой к электроду (е)

Открыто прокладываемые голые заземляющие проводники располагаются вертикально, горизонтально или параллельно наклонным конструкциям зданий. Проводники с прямоугольным сечением устанавливаются большой плоскостью к поверхности основания. На прямоугольных участках прокладки проводники не должны иметь заметных на глаз неровностей и изгибов. Заземляющие проводники, прокладываемые по бетону или кирпичу в сухих помещениях, не содержащих едких паров и газов, укрепляются непосредственно на стенах, а в помещениях сырых, особо сырых, с едкими парами и газами - на опорах на расстоянии не менее 10 мм от поверхностей стен. В каналах заземляющие проводники располагаются на расстоянии не менее 50 мм от нижней поверхности съемного перекрытия. Расстояние между опорами для крепления заземляющих проводников на прямых участках составляет 600…1000 мм.

Заземляющие проводники в местах перекрещивания их с кабелями и трубопроводами, а также в других местах, где возможны механические повреждения, защищают трубами или иными способами.

В помещениях заземляющие проводники должны быть доступны для осмотра, но это требование не относится к нулевым жилам и металлическим оболочкам кабелей, трубопроводам скрытой проводки и металлоконструкциям, находящимся в земле. Через стены заземляющие проводники прокладываются в открытых проемах, трубах или иных жестких обрамлениях. Каждый заземляемый элемент электроустановки должен присоединяться к заземляющей магистрали при помощи отдельного ответвления. Последовательное подключение к заземляющему проводнику нескольких заземляемых элементов запрещается.

Нейтрали трансформаторов, заземляемые наглухо или через аппараты, компенсирующие емкостной ток, присоединяются к заземлителю или к сборным заземляющим шинам при помощи отдельных заземляющих проводников. Заземляемые выводы вторичных обмоток измерительных трансформаторов присоединяются к их кожухам заземляющими болтами.

Гибкие перемычки, служащие для заземления металлических оболочек и брони кабелей, прикрепляются к ним бандажом из проволоки и припаиваются, а затем соединяются болтовыми контактами с кабельной заделкой (муфтой) и заземляющей конструкцией. Сечение гибких перемычек должны соответствовать сечениям заземляющим проводников, принятой для данной электроустановки. Места соединения заземляющей перемычки с алюминиевой оболочкой кабеля после пайки покрываются асфальтовым лаком или горячим битумом.

Соединение друг с другом заземляющих проводников и присоединение их к конструкциям установки выполняются сваркой, а подключение к корпусам аппаратов и машин - сваркой или надежным болтовым соединением. Для предотвращения ослабления контакта при сотрясениях и вибрациях устанавливаются контргайки, пружинные шайбы и т.д.

Контактные поверхности на заземляемом электрооборудовании в местах присоединения заземляющих проводников, а также контактные поверхности между заземленным оборудованием и конструкциями, на которых оно установлено, должны зачищаться до металлического блеска и покрываться тонким слоем вазелина.

4.3 Измерение сопротивлений заземляющих устройств

защитное заземление электрооборудование сопротивление

Заземление надежно выполняет свои защитные функции лишь в том случае, если его сопротивление достаточно мало. Например, в сетях с глухозаземленной нейтралью большое сопротивление заземляющего устройства может привести к тому, что сила тока, возникшего при пробои изоляции, окажется недостаточной для срабатывания отключающей защитной аппаратуры. Поэтому ПУЭ строго ограничивают сопротивления заземляющих устройств.

При заземлении электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью необходимо нейтрали их источников питания (генераторов, трансформаторов) надежно присоединить к заземлителю, который должен располагаться в непосредственной близости от них. Если трансформаторная подстанция находится внутри цеха, допускается выносить заземлители на внешнюю сторону стены здания. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединяются нейтрали генераторов и трансформаторов, должны быть не более 4 Ом, если же их мощность 100кВ*А и ниже, то сопротивление, то сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 10 Ом; при параллельной работе источников питания сопротивление заземления может достигать 10Ом только в случае, если их суммарная мощность не превышает 100 кВ*А.

Рисунок 6. - Электроизмерительный прибор:

1 - цилиндр;

2 - алюминиевая рамка;

3 - пружина;

4 - стрелка;

5 - шкала

После окончания всех монтажных работ в обязательном порядке измеряются, соответствует ли сопротивление заземления требованиям ПУЭ. Чаще всего измерения производят с использованием амперметра и вольтметра или прибора МС-08.

Электроизмерительные приборы - амперметры и вольтметры, в которых используется ориентационное действие магнитного поля на контур с током, устроены следующим образом. Рис. 6 на легкой алюминиевой рамке 2 прямоугольной формы с прикрепленной к ней стрелкой 4 намотана катушка. Рамка укреплена на двух полуосях ОО`. В положения равновесия ее удерживают две тонкие спиральные пружины 3, момент сил упругости которых пропорционален углу отклонения стрелки. Катушка помещаются между полюсами постоянного магнита с наконечниками специальной формы. Внутри нее располагается цилиндр 1 из мягкого железа. Такая конструкция обеспечивает радиальное направление линии магнитной индукции в области нахождения витков катушки рис. 7, т.е. при любом положении катушки момент сил магнитного поля максимален и при неизменной силе тока один и тот же. Векторы F и -F соответствуют силам магнитного поля, которые действуют на катушку и создают вращающий момент. Катушка с током поворачивается до тех пор, пока момент сил упругости пружины не уравновесит момент сил магнитного поля. При увеличении силы тока в два раза стрелка также поворачивается на угол, в двое больший, так как максимальный момент сил М магнитного поля прямо пропорционален силе тока: М~I. Установив, какому углу поворота стрелки соответствует известное значение силы тока и проградуировав электромагнитный прибор, его можно использовать для измерения в цепях постоянного и переменного тока. Амперметры и вольтметры являются самыми распространенными щитовыми приборами вследствие простоты устройства сравнительно хорошей переносимости перегрузки. Недостатками этих приборов являются невысокая точность, большая потребляемая мощность (до 10 Вт), ограниченный частотный диапазон и чувствительность к внешним магнитным полям.

Рисунок 7. ? Схема действия сил в электроизмерительном приборе

Рисунок 8. ? Схема измерения сопротивления заземления с помощью

амперметра и вольтметра

Щитовые амперметры выпускают класса 1,0; 1,5; 2,5 на токи до 300 А с прямым включением и до 15 А наружными трансформаторами тока. Щитовые вольтметры тех же классов точности выпускаются на напряжения до 600 В с прямым включением и до 750 кВ с трансформаторами напряжения.

При прямом включении измерительных приборов рис. 8 между заземлителем (З), сопротивление которого относительно земли надо измерить, вспомогательным токовым электродом (Т) пропускают однофазный переменный ток Ix и измеряют его амперметром, а, погрузив в землю между электродами З и Т вспомогательный потенциальный стержень (П), измеряют вольтметром напряжение Ux между ним и заземлителем З.

Измерения сопротивления заземлителя с использованием амперметра, вольтметра и трансформатора производится в следующем порядке. В землю забивают электроды П и Т (заостренные на концах стальные стержни длинной около 1м). отдельными проводами к заземлителю и этим электродам присоединяют амперметр и вольтметр. Вольтметром проверяют отсутствие напряжения между заземлителем и стержнем П. Если прибор показывает какое либо напряжение, изменяя направления разноса стержней или пропорционально увеличивая расстояние между ними, добиваются его нулевого значения. После этого полностью вводят реостат с сопротивлением R и включают в сеть трансформатор Тр. С помощью реостата постепенно увеличивают силу тока и следят за показаниями амперметра и вольтметра (одновременный отчет по приборам производится в момент, когда их показания можно зафиксировать с наибольшей точностью). По данным измерения рассчитывают сопротивление заземлителя, используя закон Ома:

R₃ = U_x/I_x.

Производят не менее трех измерений и для расчета принимают среднеарифметическое полученных значений.

Преимущество такого измерения состоит в точности и возможности определения малых очень малых сопротивлений (до сотых долей ома); недостатками являются необходимость наличия двух измерительных приборов и трансформатора, влияние колебаний напряжения сети на точность измерения, отсутствие непосредственного отчета и повышенная опасность для людей, производящих измерения. Этот метод в основном используется для измерения сопротивлений заземлителей электростанций и мощных районных трансформаторных подстанций.

Сопротивления заземлителя можно также измерить прибором МС-08 (рис. 9), имеющий три шкалы (10…1000, 1…100 и 0,1…10 Ом), работа которого основана на принципе одновременного измерения тока и напряжения магнитоэлектрическим логометром.

Рисунок 9. - Упрощенная схема прибора МС-08:

1 - логометр;

2 - генератор;

3 - прерыватель тока;

4 - выпрямитель

Логометром называется показывающий прибор, измеряющий отношение двух электрических величин, в большинстве случаев отношение двух токов. Его применяют для измерения электрических и неэлектрических величин, независящих от тока (сопротивления, сдвига фаз, частоты, температуры, давления, перемещения в пространстве).

Отклонение стрелки большинства измерительных механизмов определяется током, который проходит через этот механизм и может зависеть от измеряемой величины. Например, в электротермометре ток зависит от сопротивления в цепи, так как в нее включен резистор, сопротивление которого изменяется с изменением измеряемой температуру. Но согласно закону Ома ток также пропорционален напряжению. Следовательно, показание прибора будет зависеть не только от измеряемой величины x, а также и от напряжения источника электроэнергии, изменения которого будет вызывать соответствующие погрешности в показаниях прибора. Для устранения влияния напряжения при подобных измерениях широко применяются логометры.

Логометр может иметь измерительный механизм почти любой системы, но широкое распространение получили магнитоэлектрические логометры.

В логометре любой системы вращающей и противодействующей моменты создаются электромеханическими силами и в равной степени зависят от напряжения, поэтому изменение напряжения не изменяет отношения моментов, а следовательно, не влияет и на показания прибора.

Логометр 1 имеет потенциальную токовую рамки, закрепленные под углом и находящиеся в поле постоянного магнита. Сила тока в потенциальной рамке, включенной параллельно заземлителю З, пропорциональна падению напряжения U_x на нем, а ток в рамке, включенной последовательно, пропорционален току I_x, текущему через заземлитель. Угол отклонения обеих рамок логометра в постоянном магнитном поле пропорционален отношению U_x/I_x, равному сопротивлению заземлителя. Прибор имеет генератор 2 постоянного тока с ручным приводом, прерыватель тока 3, выпрямитель 4 и переменный резистор R, служащий для увеличения сопротивления потенциальной цепи до 1000 Ом. На внешней панели прибора размещены клеммы I₁, E₁, E₂ и I₂. При вращении рукоятки генератора вырабатывается постоянный ток, который преобразуется прерывателем в переменный и через клемму I₂ и вспомогательный потенциальный стержень П сначала уходит в землю, а затем через испытуемый заземлитель З и клеммы I₁, E₁, соединенные перемычкой, возвращается в прерыватель и далее по токовой обмотке логометра - в генератор. Проходя в земле, переменный ток создает между заземлителем и стержнем П переменное падение напряжения, которое через клеммы E₁ и E₂ попадает на выпрямитель 4 а затем - на потенциальную рамку логометра.

Вспомогательные электроды П забиваются на определенных расстояниях в плотный грунт на глубину не менее 0,5 м прямыми ударами и без раскачки. Схема включения прибора МС - 08 определяется предполагаемым значением сопротивления заземлителя. Для измерения больших сопротивлений его устанавливают как можно ближе к заземлителю и включают по схеме, рис. 10 а. Для измерения малых сопротивлений или в случае, если прибор невозможно установит вблизи заземлителя, снимают перемычку между клеммами I₁ и E₁, и включают прибор по схеме, рис. 10 б.

Рисунок 10. - Схема измерения прибором МС - 08 больших (а) и

малых (б) сопротивлений:

1 - переключатель;

2 - переменное сопротивление

Далее производят компенсацию сопротивления потенциальной цепи, для чего переключатель 1 устанавливают в положение «Регулировка» и, вращая рукоятку генератора с частотой 120…135 об/мин, с помощью переменного сопротивления 2 добиваются совпадения стрелки прибора с красной чертой на его шкале. После этого переключатель переводят в положение «Ч1» и, продолжая вращать ручку генератора, снимают значения со шкалы 10…1000 Ом. Если отклонение стрелки при этом не значительное, переключатель переводят в положение «Ч0,1» (шкала 1…100 Ом) или «Ч0,01» (шкала 0,1…10 Ом). При этих переключениях стремятся к тому, чтобы стрелка отклонилась не менее чем на 2/3 шкалы, после чего, не прекращая вращения рукоятки генератора, снимают показание и умножают его на коэффициент используемой шкалы.

При измерении сопротивления заземления прибором МС - 08 отпадает надобность в сети переменного тока, что особенно важно при ремонтных и полевых работах. Кроме того, не требуется выполнения расчетов, т.е. измеряемое значение отсчитывается непосредственно по шкале. Недостатками прибора являются значительная масса (около 13 кг) и сравнительно высокая погрешность (до 12,5%).

Данные измерения сравниваются с требованиями ПУЭ. Если сопротивление меньше или равно значению, приведенному в ПУЭ, заземляющее устройство считается пригодным к эксплуатации.

4.4 Монтаж внутренней заземляющей сети

Перед засыпкой траншей к наружному контуру заземления приваривают стальные полосы или круглые стержни, которые затем вводят внутрь здания, где находится оборудование, подлежащие заземлению. Вводов, соединяющие заземлители с внутренней заземляющей сетью, должно быть не менее двух и выполняются они стальными проводниками тех же размеров и сечений, что и соединения заземлителей между собой. Как правило, ввода заземляющих проводников в здание прокладывают в несгораемых металлических трубах, выступающих по обе стороны стены примерно на 10 мм.

В цехах промышленных предприятий и зданиях трансформаторных подстанций электрооборудование, подлежащие заземлению, располагается самым различным образом, поэтому для присоединения его к системе заземления в помещении должны быть проложены заземляющие и нулевые защитные проводники.

В качестве последних используются:

- нулевые рабочие проводники (кроме взрывоопасных установок), а также металлические конструкции здания (колоны, фермы);

- проводники, специально предназначенные для этой цели;

- металлические конструкции производственного назначения (каркасы распределительных устройств, подкрановые пути, шахты лифтов, обрамленные каналы), стальные трубы электропроводок;

- алюминиевые оболочки кабелей;

- металлические кожухи шинопроводов, короба и лотки;

- металлические стационарно положенные трубопроводы любого назначения (кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления).

Запрещается использовать в качестве нулевых защитных проводников металлические оболочки трубчатых проводов, несущие тросы, металлорукава, броню и свинцовые оболочки кабелей, хотя сами по себе они должны быть заземлены или занулены и иметь надежные соединения на всем протяжении.

Если естественные магистрали заземления использовать нельзя, то в качестве заземляющих или нулевых защитных проводников применяют стальные проводники, минимальные размеры которых представлены в таблице 2. заземляющие проводники в помещениях должны быть доступны для осмотра, поэтому они (за исключением стальных труб скрытой электропроводки, оболочек кабелей) прокладываются открыто.

Проход через стены выполняется в открытых проемах, несгораемых неметаллических трубах, а через перекрытия - в отрезках таких же труб, выступающих под полом на 30…50 мм. Заземляющие проводники должны проводиться свободно, за исключением взрывоопасных установок, где отверстия труб и проемов заделываются легкопробивными несгораемыми материалами.

Перед прокладкой стальные шины выправляют, очищаются и окрашиваются со всех сторон. Места соединения после сварки стыков покрываются асфальтным лаком или масляной краской. В сухих помещениях можно использовать нитроэмали, а в помещениях с сырыми и едкими парами нужно применять краски, стойкие к химически активной среде.

Таблица 2. ? Минимальные размеры заземляющих проводников

Вид проводника	Место прокладки
	В здании	В наружной установке и в земле
Круглая сталь	Диаметр 5 мм	Диаметр 6 мм
Прямоугольная сталь	Сечение 24 мм2, толщина 3 мм	Сечение 48 мм2, толщина 4 мм
Стальная газопроводная труба	Толщина стенок 2,5 мм	Толщина стенок 2,5 мм в НУ и 3,5 мм в земле
Стальная тонкостенная труба	Толщина стенок 1,5 мм	2,5 мм в НУ в земле не допускается
Угловая сталь	Толщина полок 2 мм	Толщина полок 2,5 мм в НУ и 4 мм в земле

В помещениях и наружных установках с неагрессивной средой в местах, доступных для осмотра и ремонта, допускается использование болтовых соединений заземляющих и нулевых защитных проводников при условии, что будут приняты меры против их ослабления и коррозии контактных поверхностей.

Открыто проложенные заземляющие и нулевые защитные проводники должны иметь отличительную краску: на зеленом фоне полоски желтого цвета шириной 15 мм на расстоянии 150 мм друг от друга. Заземляющие проводники прокладываются только параллельно наклонным конструкциям здания.

Проводники с прямоугольным сечением крепятся широкой плоскостью к кирпичной или бетонной стене рис. 11 с помощью строительно-монтажного пистолета или пиротехнической оправе. К деревянным стенам заземляющие проводники прикрепляются шурупами. Опоры для крепления заземляющих проводников должны устанавливаться с соблюдением следующих расстояний: между опорами на прямых участках - 600…1000 мм, от вершин углов на поворотах - 100 мм, от уровня пола помещения - 400…600 мм.

В сырых, особо сырых и помещениях с едкими парами крепить заземляющие проводники непосредственно к стенам не разрешается, они приравниваются к опорам, закрепленными дюбелями рис. 12 С или вмазанным в стену.

Рисунок 11. ? Крепление заземляющих проводников дюбелями

непосредственно к стене (а) и с прокладкой (б)

Рисунок 12. - Крепление плоских (а) и круглых (б) проводников

заземления с помощью опор

4.5 Требования ПУЭ к заземлению электроустановок

Заземление или зануление следует выполнять во всех электроустановках переменного тока с напряжением от 380 В и в электроустановках постоянного тока с напряжением от 440 В. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных электроустановках заземление и зануление выполняется и в установках переменного тока с напряжением выше 42 В и в устройствах постоянного тока с напряжением выше 110 В, а во взрывоопасных установках - при любом напряжении переменного и постоянного токов.

При напряжении до 1000 В в электроустановках с глухозаземленной нейтралью должно быть выполнено зануление. В этих случаях заземление корпусов электроприемников без их зануления запрещается.

Подлежат занулению или заземлению:

- Корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников;

- Вторичные обмотки измерительных трансформаторов;

- Каркасы распределительных щитов, щитков и шкафов;

- Металлические конструкции распределительных устройств, кабельные конструкции и соединительные муфты, оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, стальные трубы электропроводки, корпуса шинопроводов, лотки, короба, тросы и стальные полосы с укрепленными на них кабелями и проводами;

- Металлические оболочки и броня силовых, а также контрольных кабелей и проводов на напряжение переменного тока до 42 В и постоянного тока до 110 В, проложенных на общих металлоконструкциях;

- Электрооборудование, установленное на опорах воздушных линий;

- Металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников;

- Электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков и машин;

- Металлические корпуса силовых стационарно установленных электроприемников, а также металлические трубы электропроводки к ним;

- Корпуса и части электропроводок на лестничных клетках жилых и общественных зданий, в домовых, доковых и общественных санитарных узлах, банях и других подобных помещениях. В ванных комнатах металлические корпуса ванн должны быть соединены с трубами водопровода.

Допускается не выполнять специальное заземление или зануление:

- Корпусов электрооборудования, установленного на заземленных или зануленных металлоконструкциях щитов или шкафов, станинах станков и других основаниях;

- Металлических деталей на деревянных опорах воздушных линий (если заземление не требует по условиям защиты от атмосферных перенапряжений).

Рисунок 13. ? Присоединение приемников к магистрали заземления

Существуют определенные требования к заземлению и занулению электроприемников различного типа.

1. Каждая заземленная часть электроустановки должны быть присоединена к заземляющей магистрали отдельным ответвлением рис. 13. Последовательное подключение к заземляющему проводнику нескольких частей запрещается.