1. Отсутствует УЗО, корпус прибора не заземлен:

Прикосновение к корпусу прибора может оказаться смертельно опасным, так как корпус прибора будет находиться под фазным потенциалом и это никак не будет обнаружено.

2. Отсутствует УЗО, корпус прибора заземлен.

Предохранитель сработает и отключит цепь, при условии что ток утечки по цепи фаза-корпус-заземлитель достаточно велик (превышает порог срабатывания предохранителя, защищающего эту цепь). Наибольшее действующее напряжение (относительно земли) на заземленном корпусе составит U_max=R_G·I_F, где R_G ? сопротивление заземлителя, I_F ? ток, при котором срабатывает предохранитель, защищающий эту цепь. Этот вариант весьма небезопасен, в следствии того, что при высоком сопротивление заземлителя и больших номиналах предохранителей потенциал на заземленном проводнике может достигать довольно значительных величин. Например, при сопротивлении 4 Ом и предохранителе номиналом 25 А потенциал может достигать 100 вольт.

3. УЗО установлено, корпус прибора не заземлен.

Корпус прибора будет находиться под фазным потенциалом, что не будет обнаружено до тех пор, пока не возникнет путь для прохождения тока утечки. В самом худшем случае при касании прибора человеком одновременно с предметом, имеющим естественное заземление, утечка пройдет через тело человека. Так как УЗО сразу отключит участок сети с неисправностью, как только возникла утечка, то человек получит лишь краткосрочный удар.

4. УЗО установлено, корпус заземлен.

Этот вариант самый безопасный так как реализованы два защитных мероприятия, в комплексе дополняющих друг друга. При попадании фазного напряжения на заземленный проводник ток течет с фазного проводника через нарушение изоляции в заземляющий проводник и далее в землю. УЗО немедленно обнаруживает эту утечку, даже если та весьма незначительна и быстро отключает участок сети с неисправностью. Еще одним неоспоримым преимуществом является то, что отказ одной из защитных устройств не приведет к полной неработоспособности системы защиты.

Выносное заземляющее устройство

Особенностью выносного заземляющего устройства является то, что заземлитель расположен за пределами площадки развертывания оборудования, или сосредоточен в какой-то конкретной её точке, отсюда это устройство получило свое второе название - сосредоточенное.

Рисунок 28

Основным недостатком выносных заземляющих устройств является их особенность, отдаленность заземлителя от заземляемо объекта, в следствие чего на всей или на части защищаемой территории коэффициент прикосновения а₁=1. В связи с чем заземляющие устройства этого типа используются лишь при малых токах замыкания на землю, в частности в установках до 1000 В, где потенциал заземлителя не превышает значения допустимого напряжения прикосновения U_пр.доп (с учетом коэффициента напряжения прикосновения, учитывающего падения напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек, a₂).

Основным преимуществом выносных заземляющих устройств является возможность выбора места размещения электродов заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта.

Контурное заземляющее устройство

Особенностью контурного заземляющего устройства является то, что электроды его заземлителя размещаются по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. За счет того, что электроды распределяются на площадке по возможности равномерно это устройство, получило название - распределенное.

Рисунок 29

Выравнивание потенциалов на защищаемой территории до значений эквивалентных таким, что максимальное напряжение прикосновения и шага не превышали допустимых, является одним из ключей к безопасности при использовании подобных устройств, помимо уменьшения потенциала заземлителя. Все это достигается за счет соответствующего размещения одиночных заземлителей на защищаемой территории.



ГЛАВА 4. ПРОЦЕСС ИССЛЕДОВАНИЯ

Анализ

Описание объекта исследования: Дизельный генератор

Спецификации:

Таблица 3

Модель	DF-2400M
Номинальная мощность	160/176 кВт
Номинальное напряжение	200/220 V 400/400 В
Номинальная сила тока	577/577 А 289/289 А
Частота	50/60 Гц
Коэффициент мощности	0,8 (сдвиг фаз)
Количество фаз	Три фазы (четыре провода)
Изоляция	Тип F
Дополнительная мощность	100/110 В 1,5 кВА х 2
Степень защиты	IP66

Данный генератор рассчитан на работу практический в любых температурных условиях. Тип F означает, что изоляция сделана из пропитанных лент на модифицированном компаунде, обладающим нагревостойкими функциями типа F, предельная температура которого при длительной работе может достигать значения до 150 градусов по Цельсию. Степень защиты IP66 означает, что данное устройство обладает полной защитой от пыли и защитой от кратковременного затопления. При использовании данного генератора в специально оборудованном прицепе риск выхода из строя данного генератора крайне мал. Однако он подвержен электромагнитным воздействиям, а так же нуждается в должном заземлении.



Заземление

Генератор дизельный, также как и его сопутствующее оборудование имеет точки подключения для проводников, которые будут выполнять роль заземления. В первую очередь всегда нужно убеждаться в том, что вся система, в том числе и электрическая ее составляющая, удовлетворяет локальным и государственным нормам, правилам, регламентам и стандартам. Система должна удовлетворять и потребностям установки.

Стоит обратить внимание что ПУЭ (седьмое издание) [42] включает в себя указания для заземления широкого спектра систем, используемых повсеместно.

В случае, если планируется использовать генератор электроэнергии в качестве резервного источника питания, то предварительно стоит узнать по каким стандартам работает местный поставщик электроэнергии.

Зачастую заземление может организовываться и предоставляться самой сетевой электрокомпанией, так как само по себе оно не является удовлетворяющим для работы генератора. В противном случае, поставщик электроэнергии должен подтвердить возможность заземления через него. Так как неисправность сетевого кабеля может повлечь за собой отключение всего заземления в целом. В связи с данным фактом для большинства дизельных генераторов появляется необходимость в независимом проводнике заземления. Основываясь на стандарты и регламенты тип и размер проводника заземления должен определяться типом почвы (его удельным сопротивлением) в месте размещения генератора и также требованиям к силе тока повреждения, которой будет достаточно для нормального функционирования защитной системы.

Рекомендуется вкапывать все проводники не менее, чем на один метр, поскольку типы почв, их удельное сопротивление и влажность могут в достаточной мере различаться. В подобном случае невозможно абсолютно точно дать рекомендации по поводу количества электродов заземления и их типа.

Еще одним не менее важным фактором является сезонное изменение водяного горизонта, а также влажности почвы в целом и в отдельных местах, так как данные факторы сильно влияют на удельное сопротивления земли и в свою очередь на сопротивления проводника, обеспечивающего заземление.

Предварительно, до запуска генератора следует финально установить и проверить заземлитель. Вне зависимости от системы защиты генераторной установки измеренное сопротивление не должно превышать 20 Ом.

Рисунок 30. Независимое заземление установки для низковольтной комбинации PE

Рисунок 31. Низковольтное зануление сети с четырехполюсником

Рисунок 32. Заземление электрокомпании

Дополнительные варианты организации заземления:

Генератор необходимо заземлить выносным заземляющим устройством или посредством гальванической развязки, в случае наличия общей шины заземления. Желательно произвести заземление в той же точке, куда заземлены остальные приборы, во избежание разности потенциалов при нескольких точках заземления на одной шине.

Выносное устройство заземления необходимо установить в грунт на глубину достаточную для нормального заземления всех устройств, соответствующую расчету сопротивления грунта, учитывая его удельное сопротивление, сопротивление электрода и состояние грунта. В случае необходимости подготовить грунт для лучшей электропроводности посредствам добавления в грунт солей, увлажнения грунта или большего углубления электрода.

При необходимости, возможно использование контурного заземляющего устройства, для повышения проводимости.

Все устройства, подключенные к генератору необходимо также заземлить в одной точке. В случае с теле- и радиотехническим оборудованием возможно отдельное заземление оного во избежание формирования помех в высокочувствительном теле- и радиооборудование.

Варианты по обеспечению электромагнитной защиты:

Во избежание наводок и возникновения перекрестных помех необходимо коммутировать оборудование витой парой, не допуская образования прямой линии из проводов. Так же желательно использование проводов двойного экранирования при коммутации.

При самом благоприятном раскладе, лучше всего использовать оптоволоконные кабели для коммутации, в связи с тем, что они меньше всего подвержены различного рода электромагнитным влияниям. Из существенных недостатков данной реализации помимо цены, является тот факт, что оптоволоконные провода крайне хрупкие и вероятность повредить их в результате неаккуратного обращения или в экстремальных условиях очень велика.

Во избежание образования помех, стоит подключать оборудование к генератору через сетевой фильтр. При возможности также использовать стабилизаторы напряжения. Данные решения помогут избежать повреждений, вызванных возможной нестабильностью электросети, в связи с условиями эксплуатации генератора электроэнергии.

Для предотвращения электромагнитного воздействия генератора на другое оборудования, генератор следует эксплуатировать в специально оборудованном, экранированном отсеке прицепа или иного модуля транспортировки. Таким образом большая часть электромагнитных импульсов будет поглощена экраном и не нанесет вред ни людям, ни оборудованию. В подобном случае, использование экранирования будет существенно улучшать уровень передаваемого сигнала теле- и радиовещательным оборудованием.

Оценка

Соответствие стандартам

Все приведенные выше рекомендации соответствуют стандартам, установленным на территории Российской Федерации в настоящий момент, таким как:

- НПДТ-90

- ГОСТ 10032-80

- ГОСТ 9.602-2005

- ГОСТ 12.2.007.0-75

- ГОСТ 13109-97

- ГОСТ Р 50571 (МЭК-364) Комплекс ГОСТов

- ГОСТ Р 50648-94 (МЭК 1000-4-8-93)

- ГОСТ Р 50649-94 (МЭК 1000-4-9-93)

- ГОСТ Р 51317.4.2-99 (МЭК 61000-4-2-95)

- ГОСТ Р 51317.4.3-99 (МЭК 61000-4-3-95)

- ГОСТ Р 51317.4.4-99 (МЭК 61000-4-4-95)

- ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)

- ГОСТ Р 51317.4.6-99 (МЭК 61000-4-6-95)

- ГОСТ Р 51317.4.7-2008 (МЭК 61000-4-7:2002)

- ГОСТ Р 52319-2005 (МЭК 61010-1:2001)

- ГОСТ Р МЭК 60950-2002

- ГОСТ Р ИСО/МЭК 50-2002

- МЭК 62305

- ПУЭ 7-е издание

- СНиП 3.05.06-85

- СО 153-34.21.122-2003



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выпускная квалификационная работа была выполнена на основании переработки и анализа многочисленных стандартов Российской Федерации, Европейского Союза и Америки. По настоящее время стандарты по заземлению и электромагнитной совместимости достаточно косвенно касаются области теле- и радиовещания, в связи со спецификой данного направления. Несмотря на это, комплексный разбор международных стандартов позволяет сделать лист рекомендаций по заземлению и электромагнитной защите в этой области. Устройства, которые используются в данном направлении, каждое в частности может быть определено тем или иным международным стандартом.

Целью данной выпускной квалификационной работы было проанализировать международные стандарты и на простом примере разработать список рекомендаций по заземлению для радиотехнических комплексов, работающих в полевых условиях в сфере теле- радиовещания.

В течение решения данной цели были изучены и проанализированы многие стандарты, а в частности:

1) Технический циркуляр 11/2006 ассоциации «Росэлектромонтаж»;

2) Электроустановки зданий. Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства и защитные проводники. ГОСТ Р 50571.10-96;

3) Правила устройства электроустановок. 7-е издание;

4) Заземление и выравнивание потенциалов аппаратуры ВОЛП на объектах проводной связи. М.: Минсвязи России, 2000. РД 45.155-2000;

5) Комплекс документов ГОСТ Р 50571 (МЭК-364);

6) Единая система защиты от коррозии и старения. Подземные сооружения. Общие технические требования. ГОСТ 9.015-74;

7) Инструкция по проектированию комплексов электросвязи. Общие требования и нормы по заземлению оборудования, кабелей и металлоконструкций. РД 45.091.195-90.

На основании исследования, которое проводилось, сформировались следующие выводы:

1. Стандарты, существующие на данный момент в мире могут быть применимы практический во всех областях своих направлений, однако в качестве рекомендаций нельзя доверяться лишь одному стандарту, необходимо подходить комплексно и адаптировать разные регламенты под определенные ситуации;

2. Сформированные рекомендации можно свободно использовать в качестве основы для коммутации, заземления и защиты оборудования от электромагнитных воздействий в области теле- и радиовещания на радиотехнических комплексах, работающих в полевых условиях.

Итогом данной выпускной квалификационной работы можно считать следующие рекомендации в области заземления и электромагнитной защиты радиотехнических комплексов, работающих в полевых условиях, в области теле- и радиовещания:

1. Любое устройство радиотехнического комплекса необходимо должным образом заземлять;

2. В первую очередь заземлению подлежит автономный источник электроэнергии;

3. Заземлять автономный источник электроэнергии следует на основе следующих нормативных документов: ПУЭ (7 издание), РД 45.091.195-90; ГОСТ 10032-80 и НПДТ-90;

4. Заземление следует осуществлять должны образом, выбирая максимально подходящий для этих целей грунт, обладающий достаточным удельным сопротивлением, влажностью и электропроводностью;

5. Для заземления стоит использовать заземляющий контур, каждый электрод из которого необходимо вкапывать в землю не менее чем на метр, для обеспечения максимальной электропроводности;

6. В случае необходимости можно подготавливать грунт солями или иными способами, позволяющими повысить электропроводность;

7. Все прочее оборудование также стоит заземлять на общую землю методом гальванической развязки, исключением могут быть лишь высокочувствительные приборы теле- или радиовещания, для которых можно организовать отдельную сигнальную землю;

8. Все заземление должно быть произведено в одной точки;

9. Перед запуском автономного источника электроэнергии необходимо проверить электроды на соответствие стандартам сопротивления, вне зависимости от того, какой защитой обладает сам источник;

10. Всю коммутацию необходимо выполнять экранированными проводами по меньшей мере витой парой, для избежания появления помех и наводок;

11. В случае, если в грунте существуют блуждающие токи, необходимо применять катодную защиту;

12. При подключение приборов к источнику электроэнергии следует использовать фильтры и стабилизаторы напряжения, таким образом максимально нейтрализуя помехи по электросети, а так же возможности повреждения оборудования от перебоев в электроснабжение;

13. По возможности эксплуатировать источник электроэнергии в специальном экранированном отсеке, для избежания формирования источником негативных электромагнитных импульсов, способных повлиять ан работу прочего оборудования;

14. В случае, если на месте есть поставщик электроэнергии, необходимо узнать у него, есть ли возможность заземлиться с помощью его сетей электроэнергии;

15. Максимально по возможности использовать фильтры и экраны для предотвращения любых электромагнитных импульсов;

16. В случае возможности выбора электросети, стоит выбирать трехфазные сети необходимой мощности, с обязательным защитным заземлением;

17. Рекомендуется использовать устройства защитного отключения и систему уравнивания потенциалов, в случае, если такая возможность имеется;

18. Не при каких обстоятельствах не использовать простую, длинную, неэкранированную коммутацию;

19. При работе в зонах повышенной опасности использовать в качестве дополнительных элементов безопасности сети варисторы, газоразрядники и разделительные трансформаторы;

20. Использовать средства защиты от поражения электрическим током.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Асеев, Г.Г. Особенности расчета заземляющих систем промышленных комплексов в районах Крайнего Севера / Г.Г. Асеев // Промышленная энергетика-1982. -№8.-С. 39-43

[2] ВСН 1-93 Инструкция по проектированию молниезащиты радиообъектов. М.: 1993

[3] Горшков А.В. Анализ состояния находящихся в эксплуатации заземляющих устройств с точки зрения требований электробезопасности и термической стойкости кабелей вторичных цепей. Автореферат диссертации. М.: МЭИ, 1999.

[4] ГОСТ 12.2.007.0-75

[5] ГОСТ 13109-97

[6] ГОСТ 29156 (МЭК 801-4-88)

[7] ГОСТ 29191-91 (МЭК 801-2-91)

[8] ГОСТ 30331.3-95 (МЭК 364-4-41-92)

[9] ГОСТ 30372-95

[10] ГОСТ 9.015-74.

[11] ГОСТ 9.602-2005

[12] ГОСТ Р 50007-92

[13] ГОСТ Р 50008-92

[14] ГОСТ Р 50397-92

[15] ГОСТ Р 50571 (МЭК-364) Комплекс ГОСТов

[16] ГОСТ Р 50571.10-96 (МЭК 364-5-54-80)

[17] ГОСТ Р 50571.2-94 (МЭК 364-3-93)

[18] ГОСТ Р 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96)

[19] ГОСТ Р 50571.3-94 (МЭК 364-4-41-92)

[20] ГОСТ Р 50648-94 (МЭК 1000-4-8-93)

[21] ГОСТ Р 50649-94 (МЭК 1000-4-9-93)

[22] ГОСТ Р 51317.4.2-99 (МЭК 61000-4-2-95)

[23] ГОСТ Р 51317.4.3-99 (МЭК 61000-4-3-95)

[24] ГОСТ Р 51317.4.4-99 (МЭК 61000-4-4-95)

[25] ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)

[26] ГОСТ Р 51317.4.6-99 (МЭК 61000-4-6-95)

[27] ГОСТ Р 51317.4.7-2008 (МЭК 61000-4-7:2002)

[28] ГОСТ Р 51350-99

[29] ГОСТ Р 52319-2005 (МЭК 61010-1:2001)

[30] ГОСТ Р ИСО/МЭК 50-2002

[31] ГОСТ Р МЭК 60950-2002

[32] Демин, Ю.В. Коррозийное состояние заземляющих устройств В Л и подстанций / Ю.В. Демин, Ю.В. Целебровский // Электрические станции. 1972. -№10. -С.61-63.

[33] Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87

[34] Карякин Р.Н. Заземляющие устройства электроустановок. Справочник. М.: "Энергосервис", 1998.

[35] Молниезащита объектов связи. Рекомендации. Авторы Белоголов А.Б., Смирнов Г.В. СПб: Ростелеком ТЦМС-3, 1997.

[36] МЭК 62305-1

[37] МЭК 62305-2

[38] МЭК 62305-3

[39] МЭК 62305-4

[40] Никольский, К.К. Использование графитированных и угольных стержней и труб для заземлений / К.К. Никольский // Материалы науч. техн. совещ. М.: ВИНИТИ, 1959.-С. 3-10.

[41] Оллендорф, Ф. Токи в земле / Ф. Оллендорф. М.: ГНТИ, 1932. - 215 с.

[42] Правила устройства электроустановок. Издание 7

[43] ПУЭ 6-е издание

[44] РД 34.21 122-87

[45] РД 45.091.195-90

[46] РД 45.155-2000.

[47] РД 45.ХХХ-97

[48] СНиП 3.05.06-85

[49] СО 153-34.21.122-2003

[50] Технический циркуляр 11/2006 ассоциации «Росэлектромонтаж»

[51] УДК 004.056.53

[52] Шишигин, Д.С. AUTOCAD приложение для расчета молниезащиты и заземления объектов электроэнергетики / Д.С. Шишигин // Автоматизация в промышленности. - 2014. - No 9. - C. 28?32.

[53] Штейн, С.И. Заземление в районах вечной мерзлоты / С.И. Штейн // Бюл. ЦНИИ МЦМ ССР. М.: Металлургиздат, 1956. - вып. 24(77). - С. 21-24.

[54] Bowker, А. Engineering Statistics Prentice / А Bowker, G. Lieberman. -Englewood Cliffs: Hall. Inc, N.J., 1959. 115 p.

[55] DIN EN 60747-5-2 (VDE 0884)/DIN EN 60747-5-5

[56] Dwight, H.B. Calculations of resistances to ground / H.B. Dwight // Electr. Engeng. 1936. - №12. - p. 16-22.

[57] European Telecommunication Standart. Earthing and bonding of telecommunication equipment in telecommunication centres. ETSI, 1994.

[58] Elya B. Joffe, Kai-Sang Lock "Grounds for Grounding: A Circuit to System Handbook" Wiley 2010

[59] Kopecky V. Erfahrungen in der Pruefung von inneren Blitzschutzanlagen. Berlin:Verlag Technik, 1998.

[60] NEC (1987, 250-83-3)

[61] RaabV. Ueberspannungsschutz in Verbraucheranlagen. Berlin: Verlag Technik, 1998.

[62] Recommendation K 35. Bonding configuration and earthing at remote electronic sites. ITU-T, 1996

Размещено на Allbest.ru