Монтаж заземляющих устройств


Заземляющие устройства электроустановок. Монтаж заземляющих устройств.

Электроустановка — совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения, потребления электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

Электроустановки разделяют по назначению (генерирующие, потребительские и преобразовательно-распределительные), роду тока (постоянного и переменного) и напряжению (до 1000 В и выше 1000 В).

Важнейшими нормативными документами по электроустановокам являются Правила устройства электроустановок (ПУЭ) и Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).

Наибольшее значение при устройстве электрической сети жилых и общественных зданий, включая индивидуальные жилые дома, а также при монтаже электросети гаражей и хозяйственных построек являются такие специальные электроустановки, как заземляющие устройства, устройства защитного отключения, устройства молниезащиты.

1. Заземляющие устройства электроустановок. Общие требования

Заземляющее устройство включает в себя заземлители и сеть заземления. Заземлитель представляет собой обычно множество металлических проводников, находящихся в непосредственном контакте с землей и связанных электрически между собой. Сеть заземления — это совокупность проводников, связывающих заземлитель с заземляемыми элементами электроустановки. Заземлители бывают сложные (в виде контура с множеством электрически соединенных электродов, введенных в грунт), простые (в виде очага из одного или нескольких сосредоточенных в одном месте электродов) и линейные (в виде нескольких электрически соединенных электродов, расположенных в ряд, или стальной шины, размещенной в грунте горизонтально). Назначение заземлителей — обеспечить хорошее растекание тока в земле, когда это необходимо при работе электроустановки в нормальных условиях, при нарушениях изоляции или отводе зарядов, возникающих в электроустановках во время грозы. Сеть заземления содержит магистрали, непосредственно отходящие от заземлителя, и ответвления, соединяющие заземляемые части электроустановки с магистралями и, следовательно, с заземлением.

Заземляющие устройства разделяют на рабочие, защитные и грозозащитные. Рабочие заземляющие устройства обеспечивают нужный режим работы электроустановки в нормальных или аварийных режимах (использование земли в качестве одного из проводов при передаче электроэнергии, обеспечение работы релейной защиты от замыкания на землю и др.). Защитные заземляющие устройства служат для обеспечения безопасности людей и животных при нарушении изоляции в электроустановках, вследствие чего металлические части электроустановки, обычно не находящиеся под напряжением, оказываются под ним. Грозозащитные заземляющие устройства предназначены для заземления средств защиты от прямых ударов молнии (тросов и стержневых молниеотводов).

Комплексный характер защиты от электромагнитного влияния (гальванического, магнитного) и атмосферных и коммутационных перенапряжений требует устройства электрической цепи, обеспечивающей шунтирование пути тока замыкания от точки повреждения изоляции фазного проводника до нейтрали трансформатора (генератора) (с целью обеспечения надлежащего быстродействия защитного отключения цепь должна иметь предельно возможное наименьшее электрическое сопротивление) и одновременно выполняющей функции уравнивания потенциалов между всеми проводящими частями (ОПЧ, СПЧ, РЕи PEN-проводники и т. д.) и экранирования, обеспечивающего защиту информационно-технологического оборудования от электромагнитного влияния электроустановок здания (сооружения) и атмосферных и коммутационных перенапряжений.

Эта цепь образует единое заземляющее устройство электроустановок здания (сооружения). Используемые в электроустановках заземляющие устройства по своим нормированным, гарантированным и расчетным характеристикам должны соответствовать условиям работы данной электроустановки.

Заземляющее устройство электроустановки и связанные с ним конструкции должны быть стойкими в отношении воздействия окружающей среды или защищенными от этого воздействия. Строительная часть электроустановок (конструкции здания и сооружений и их элементов) должна выполняться в соответствии с действующими Строительными нормами и правилами (СНиП).

Заземляющее устройство электроустановки должно удовлетворять требованиям действующих нормативных документов об охране окружающей природной среды по допустимым уровням напряженностей электрического и магнитного полей, электромагнитной совместимости. Схема, компоновка и конструкция заземляющего устройства электроустановки должны проектироваться и выбираться на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом требований электропожаробезопасности и электромагнитной совместимости.

При опасности возникновения электроили почвенной коррозии должны предусматриваться соответствующие мероприятия по защите заземляющего устройства, железобетонных фундаментов производственных зданий и сооружений, оборудования, трубопроводов и других подземных коммуникаций.

В рабочих комнатах и других служебных помещениях общественных зданий, жилых комнатах гостиниц, общежитий и жилых домов, кухнях жилых домов и общежитий при наличии открытых металлических трубопроводов, радиаторов систем отопления и других металлических конструкций необходимо предусматривать зануление металлических корпусов переносных электроприемников (утюги, чайники, плитки, комнатные холодильники, пылесосы, стиральные, швейные машины и настольная оргтехника).

В указанных помещениях при токонепроводящих полах и отсутствии открытых металлических трубопроводов, радиаторов систем отопления и других металлических конструкций, а также закрытии их изоляционными материалами не требуется предусматривать зануление металлических корпусов переносных электроприемников.

До освоения промышленностью массового выпуска переносных электроприемников с заземленными металлическими корпусами с трехпроводными соединительными шнурами и соответствующими электроустановочными устройствами допускается не занулять металлические корпуса электроприемников в указанных помещениях с токонепроводящими полами и при наличии открытых металлических трубопроводов и радиаторов системы отопления.

В жилых и общественных зданиях следует занулять металлические корпуса стационарных электрических плит, кипятильников и т. п., а также переносных бытовых электрических приборов, машин мощностью более 1,3 кВт и металлические трубы электропроводки.

Для зануления корпусов стационарных однофазных электрических плит, бытовых кондиционеров воздуха, электрополотенец и т. п., а также переносных бытовых приборов и машин мощностью более 1,3 кВт необходимо прокладывать

от стояка, этажного или квартирного щитка отдельный проводник сечением, равным сечению фазного проводника. Этот проводник следует присоединять к нулевому защитному проводнику питающей сети перед счетчиком (со стороны ввода) и до отключающего аппарата (при наличии).

Занулять трехфазные электроплиты следует самостоятельным проводником, начиная от группового щитка (распределительного пункта). Использование нулевого рабочего проводника для зануления трехфазной электроплиты запрещается.

В ванных комнатах жилых и общественных зданий и банях металлические корпуса ванн, а в душевых поддоны должны соединяться металлическими проводниками с металлическими трубами водопровода.

В помещениях с подвесными потолками, имеющими металлические конструкции и детали, следует занулять металлические корпуса светильников, встраиваемых в подвесные потолки или устанавливаемых за ними.

Для освещения лестничных клеток, лифтовых холлов, коридоров в жилых и общественных зданиях зануление корпусов светильников следует выполнять ответвлением от нулевого рабочего проводника внутри светильников; для освещения технических подвалов, чердаков при вводе в светильник открытых незащищенных проводов зануление выполнять гибким изолированным проводом, присоединенным к зануляющему винту корпуса светильника и нулевому рабочему проводу в ближайшей коробке.

В помещениях, в которых не требуется зануление светильников, металлический крюк для подвески светильников должен быть изолирован.

Каждая часть электроустановки, подлежащая заземлению или занулению, должна быть присоединена к сети заземления или зануления с помощью отдельного ответвления. Последовательное включение в заземляющий или защитный проводник заземляемых или зануляемых частей электроустановки не допускается.

Соединение заземляющих и нулевых защитных проводников должно быть выполнено: сваркой на магистралях из строительных профилей; болтовыми соединениями на магистралях, выполненных электромонтажными конструкциями; болтовыми соединениями или сваркой при подсоединениях к электооборудованию (места соединения стыков после сварки должны быть окрашены).

Соединение заземляющих и нулевых защитных проводников, а также их присоединение к частям оборудования должно быть доступно для осмотра.

При использовании в качестве заземляющих устройств металлических и железобетонных конструкций (фундаментов, колонн, ферм, стропильных, подстропильных и подкрановых балок) все металлические элементы этих конструкций должны быть соединены между собой, образуя непрерывную электрическую цепь; железобетонные элементы (колонны), кроме того, должны иметь металлические выпуски (закладные изделия) для присоединения к ним сваркой заземляющих или нулевых защитных проводников.

При использовании строительных и технологических конструкций в качестве заземляющих и нулевых защитных проводников на перемычках между ними, а также в местах подсоединений и ответвлений проводников должно быть нанесено не менее двух желтых полос по зеленому фону.

В железобетонных санитарно-технических кабинах должны использоваться электротехнические коробки (ответвительные, установочные), изготовленные из пластмассы. Допускается применение металлических коробок, внутренняя часть которых выложена изоляционным материалом, исключающим попадание потенциала на корпус коробки.

Вновь сооруженные и реконструированные заземляющие устройства электроустановок должны быть подвергнуты приемо-сдаточным испытаниям.

Вновь сооруженные и реконструированные заземляющие устройства электроустановок вводятся в эксплуатацию после их приемки.

2. Монтаж заземляющих устройств

Монтаж заземляющих устройств состоит из следующих операций: установки заземлителей, прокладки заземляющих проводников, соединения заземляющих проводников друг с другом и присоединения заземляющих проводников к заземлителям и электрооборудованию.

Вертикальные заземлители из угловой стали и отбракованных труб погружают в грунт забивкой или вдавливанием, из круглой стали — ввертыванием или вдавливанием. Эти работы выполняют с помощью механизмов и приспособлений, например копра (забивка в грунт), приспособления к сверлилке (ввертывание в грунт стержневых электродов), механизма ПЗД-12 (ввертывание в грунт электродов заземления).

Для устройства заземления наиболее распространены электрозаглубители, имеющие стандартную электросверлилку и редуктор, понижающий частоту вращения ниже 100 об/мин и, соответственно, увеличивающий крутящий момент на ввертываемом электроде. При пользовании этими заглубителями к концу электрода приваривают наконечник-забурник, обеспечивающий рыхление грунта и облегчающий погружение электрода. Выпускаемый промышленностью наконечник представляет собой заостренную на конце и изогнутую по винтовой линии стальную полосу шириной 16 мм. В монтажной практике применяются и другие типы наконечников для электродов.

При устройстве заземления вертикальные заземлители должны закладываться на глубину 0,5–0,6 м от уровня планировочной отметки земли и выступать от дна траншеи на 0,1–0,2 м. Расстояние между электродами — 2,5–3,0 м.

Горизонтальные заземлители и соединительные полосы между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи глубиной 0,6–0,7 м от уровня планировочной отметки земли.

Все соединения в цепях заземлителей выполняют сваркой внахлестку; места сварки покрывают битумом во избежание коррозии. Траншею роют обычно шириной 0,5 и глубиной 0,7 м. Устройство внешнего заземляющего контура и прокладку внутренней заземляющей сети производят по рабочим чертежам проекта электроустановки.

Вводы в здание заземляющих проводников выполняют не менее чем в двух местах. После монтажа заземлителей составляют акт на скрытые работы, указывая на чертежах привязки заземляющих устройств к стационарным ориентирам.

Заземляющие магистральные проводники прокладывают по стенам на расстоянии 0,05–0,10 м от поверхностей на высоте 0,4–0,6 м от уровня пола. Расстояние между точками крепления — 0,6–1,0 м. В сухих помещениях и при отсутствии химически активной среды допускается прокладка заземляющих проводников вплотную к стене.

Заземляющие полосы к стенам крепят дюбелями, которые пристреливают строительно-монтажным пистолетом либо непосредственно к стене, либо через промежуточные детали. Широко применяют также закладные детали, к которым приваривают полосы заземления. Пистолетом типа ПЦ можно пристреливать детали из листовой или полосовой стали толщиной до 6 мм в основания из бетона (марки до 400), кирпича и др.

В сырых, особо сырых помещениях и помещениях с едкими испарениями (агрессивной средой) заземляющие проводники приваривают к опорам, закрепленным дюбелями-гвоздями. Для создания зазора между заземляющим проводником и основанием в таких помещениях используют штампованный держатель из полосовой стали шириной 25–30 и толщиной 4 мм, а также кронштейн для прокладки круглых заземляющих проводников диаметром 12–19 мм. Длина нахлестки при сварке должна быть равна двойной ширине полосы для прямоугольных полос или шести диаметрам для круглой стали.

К трубопроводам заземляющие проводники присоединяют хомутами. При наличии на трубах задвижек или болтовых фланцевых соединений для обеспечения электрической проводимости по всему трубопроводу устанавливают обходные перемычки (токопроводы).

Части электроустановок, подлежащие заземлению, подсоединяют к заземляющим магистралям отдельными ответвлениями. Стальные заземляющие проводники присоединяют к металлоконструкциям сваркой, к оборудованию — сваркой или, если используют медные проводники, креплением проволочным бандажом и пайкой. Вокруг подстанции обычно делают общий заземляющий контур, к которому приваривают заземляющие проводники внутренней части подстанции. Отдельные элементы электрооборудования присоединяют к заземляющим проводникам параллельно, а не последовательно, иначе при обрыве заземляющего проводника часть оборудования может оказаться незаземленной. На подстанциях заземляют все элементы электрооборудования и металлические конструкции. Силовые трансформаторы заземляют гибкой перемычкой, изготовленной из стального троса. Перемычку с одной стороны приваривают к заземляющему проводнику, с другой присоединяют к трансформатору с помощью болтового соединения. Разъединители заземляют через раму, плиту привода и опорный подшипник, корпус вспомогательных контактов — присоединением к шине заземления.

Если разъединители и приводы смонтированы на металлических конструкциях, то заземление выполняют путем приваривания к ним заземляющего проводника.

Предохранители на 6–10 кВ заземляют посредством присоединения заземляющего проводника к фланцам опорных изоляторов, раме или металлической конструкции, на которой они установлены.

В частном случае в четырехпроводных сетях переменного тока электроустановок напряжением до 1000 В функцию магистрали заземляющего устройства выполняет заземленный нулевой провод, с которым электрически должны быть соединены все металлические корпуса электрооборудования. Такое заземляющее устройство (в отличие от рассмотренного ранее заземляющего устройства с заземлителем и сетью заземления) называют зануляющим. Соединение корпусов электрооборудования с заземленной нейтралью (нулевой точкой) генератора или трансформатора называют занулением. Четвертый провод, идущий от заземленной нейтрали к приемникам электроэнергии, называют нулевым проводом. Согласно ПУЭ в качестве нулевого провода могут использоваться броня кабелей, стальные трубы, в которых проложены фазовые провода, и другие элементы электропроводки. В установках напряжением до 1000 В к заземляющим устройствам также относят пробивные предохранители, устанавливаемые на корпусах трансформаторов и электрически соединенные с изолированным нулевым выводом низковольтной обмотки, от которой питается сеть напряжением до 1000 В (сеть с изолированной нейтралью).

Глухозаземленной нейтралью называют нейтраль генератора или трансформатора, присоединенную непосредственно к заземляющему устройству. Изолированная нейтраль — это нейтраль генератора или трансформатора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через аппараты, компенсирующие емкостный ток сети, трансформаторы напряжения или другие аппараты, имеющие большое сопротивление.

Для лучшего понимания определений и требований, предъявляемых к заземляющим устройствам, и правильного подхода к их испытанию рассмотрим

упрощенную схему растекания тока в земле и распределения потенциалов для двух заземлителей, представленную на рис. 1. На этом рисунке наглядно изображено и напряжение прикосновения (Uприк) — напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек; шаговое напряжение (Uшаг) — напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага (0,8 м), на которых одновременно стоит человек.

Рис. 1. Кривая распределения потенциала в зависимости от расстояния до заземлителя: Ез— потенциал заземлителя; Е1, Е2— разность потенциаловна расстоянии шага; Uшаг— шаговое напряжение; Uприк— напряжение прикосновения

В электроустановках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью или глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а также сглухозаземленной средней точкой постоянного тока выполняется зануление для обеспечения надежного автоматического отключения от электросети оборудования, имеющего поврежденную изоляцию, в минимально короткий срок. Для этого зануляемые части электрооборудования присоединяют к заземленному нулевому проводу сети (рис. 2). Как

видно из рисунка, замыкание на корпус светильника представляет собой короткое замыкание в первой фазе сети (цепь замыкания показана стрелками), что вызывает перегорание предохранителя в этой фазе, отключение светильника и снятие напряжения с его корпуса. В соответствии с ПУЭ наиболее распространенные электроустановки 380/220 В выполняются с глухозаземленной нейтралью.

Рис. 2. Защитное заземление: а — в сети с заземленной нейтралью; б — в сети с изолированной нейтралью; Rз — сопротивление заземляющего устройства; Rч— сопротивление тела человека; Rи — сопротивление изоляции проводов

В электроустановках до 1000 В с изолированной нейтралью, а также во всех установках выше 1000 В выполняется заземление, предназначенное для снижения тока, протекающего через тело человека, до безопасного значения. Для этого заземляемые части электрооборудования присоединяют к заземляющему устройству, сопротивление которого Rз должно быть мало по сравнению с сопротивлением тела человека (см. рис. 2, б).

Электрическое сопротивление тела человека изменяется от 800 до 100 000 Ом. Оно зависит от многих факторов: состояния здоровья, нервной системы, психического состояния, влажности кожи, состояния одежды, обуви и др.

Сопротивление заземляющих устройств в электроустановках до 1000 В с изолированной нейтралью согласно ПУЭ должно быть не более 4 Ом, а в электроустановках 220, 380 и 660 В с глухозаземленной нейтралью соответственно не более 8, 4, 2 Ом.

В электроустановках 3–35 кВ сопротивление заземляющих устройств должно быть 125/Iр, но не более 10 Ом (Iр — расчетный ток замыкания на землю, значение которого задается энергосистемой). Если заземляющее устройство одновременно используется для установок до 1000 В, то сопротивление его не должно превышать указанных выше значений для этих установок.

Защитное действие зануляющего устройства заключается в том, что при замыкании на металлический корпус токоведущей части какого-либо аппарата

или машины по цепи фаза — нуль будет протекать ток короткого замыкания и поврежденный аппарат (или машина) будет отключен защитой от коротких замыканий. Следовательно, указанный корпус длительно находиться под напряжением не может. Однако сопротивление петли фаза — нуль должно быть достаточно мало, чтобы при нарушении изоляции в самом отдаленном от источника питания элементе сети сила тока, протекающего по этой петле, была больше тока срабатывания защиты от коротких замыканий.

Недопустимо одновременное применение защитного заземления и зануления, так как при нарушении изоляции на одном из элементов, связанных с защитным заземлением, этот элемент длительно окажется под полным потенциалом, равным падению напряжения на заземлителе, в результате чего работники, касающиеся зануленных корпусов других элементов, окажутся под действием фазового напряжения сети.

Испытанию заземляющих устройств должна предшествовать работа по изучению и анализу проектной и технической документации: принципиальной схемы электроустановки; исполнительных чертежей сети заземления (зануления) с указанием данных о заземляющих проводниках и способов их прокладки; актов на скрытые работы по монтажу элементов заземляющего устройства, недоступных осмотру; исполнительной схемы электрической сети с обозначением параметров электроприемников, плавких вставок предохранителей и автоматов; расчетных данных заземляющего устройства (сопротивление заземлителей, ток однофазного замыкания на землю и др.); данных о расположении подземных коммуникаций, протоколов предыдущих испытаний.

Измерения сопротивлений заземлителей выполняют по методу трех точек, которыми являются вывод от проверяемого заземлителя и два забиваемых в землю электрода, один из которых называют вспомогательным заземлителем.

Он образует с проверяемым заземлителем и соответствующим участком земли электрическую цепь, обеспечивающую протекание электрического тока. Второй электрод, называемый зондом, служит для подведения напряжения на проверяемом заземлителе к вольтметру или цепи напряжения другого прибора. Взаимное расположение вспомогательного заземлителя (2) (рис. 3), зонда (3) и проверяемого заземлителя (1) для обеспечения необходимой точности измерения, а также соответствующие расстояния между проверяемым и вспомогательным заземлителем и зондом приведены в табл. 1.

Вспомогательный заземлитель и зонд изготавливают обычно из стальных стержней или труб длиной около 1 м (диаметр стержней — 15–20 мм, наружный диаметр труб — 25–30 мм). Эти электроды должны быть заострены с одного конца, чтобы они легче забивались в грунт, а у другого конца иметь зажимы для подключения проводов и рукоятки в виде поперечных стержней, чтобы их было удобно вынимать из грунта по окончании измерения.

Рис. 3. Измеритель заземления МС-08: а — схема прибора; б, в — схемы включения прибора; 1 — проверяемый заземлитель; 2 — вспомогательный заземлитель;3 — зонд; I, II — обмотки; П1, П2 — преобразователи; П3 — переключатель; Р — реостат; Л — логометр; Г — генератор постоянного тока

Таблица 1. Рекомендуемые расстояния при измерении сопротивления заземлителей

Проверяемый заземлитель

Эскиз

Рекомендуемые расстояния между проверяемым заземлителем, вспомогательным заземлителем и зондом, м

Контур

80 ≤ (l1–2= l1–3= 2l2–3) ≥ 2D

То же

160 ≤ (2l1–3= l1–2) ≥ 3D

Лучевой заземлитель

l1–2= l1–3= 2l2–3≥ 1/2

Точечный заземлитель

l1–2 = l1–3 = l2–3 ≥20

При забивании вспомогательного заземлителя и зонда необходимо обеспечить хороший контакт с грунтом. Собственное сопротивление растеканию тока вспомогательного заземлителя должно быть не более 150–200 Ом, а зонда — не более 1000 Ом. Для этого вспомогательный заземлитель и зонд следует забивать в грунт на глубину не менее 0,5–0,8 м, не раскачивая. Грунт с повышенным удельным сопротивлением необходимо увлажнять соленой или подкисленной водой в месте забивки вспомогательного электрода, кроме того, нужно уплотнять грунт вокруг вспомогательного заземлителя и зонда после их забивки.

Вспомогательный заземлитель и зонд следует забивать в стороне от подземных токопроводящих коммуникаций (бронированных кабелей, стальных трубопроводов и др.), чтобы исключить их влияние на результаты измерения. Если заземлитель имеет несколько выводов, измерять его сопротивление нужно от каждого из них. Сопротивление заземлителей измеряют на переменном токе специальными приборами (измерителями заземлений) или методом амперметра и вольтметра.

Измеритель заземления МС-08 (см. рис. 3) содержит генератор постоянного тока (Г), логометр (Л) с рабочей (I) и потенциальной (II) обмотками, преобразователи постоянного напряжения в переменное (П1) и переменного напряжения в постоянное (П2). Переменное напряжение между зажимом, подключенным к проверяемому заземлителю, и зажимом, подключенным к вспомогательному заземлителю, вызывает протекание тока между заземлителями. Соответствующий этому переменному току постоянный протекает по токовой обмотке

(I) логометра (Л). Падение напряжения на проверяемом заземлителе вследствие протекания через него тока подводится через зажимы к преобразователю (П2) измерителя заземления и после выпрямления в нем к потенциальной обмотке логометра. Прибор имеет три предела измерения: 0–1000, 0–100 и 0–10 Ом, устанавливаемых переключателем (П3). Для компенсации влияния сопротивления зонда на результаты измерения служит реостат (Р).

При измерении сопротивления заземлителя прибор следует разместить вблизи от него и собрать схему (см. рис. 3, б). Провод, идущий к проверяемому заземлителю, должен быть возможно короче и сечением не менее 6–10 мм2. Для подключения прибора к зонду и вспомогательному заземлителю нужно применять гибкие изолированные медные провода сечением не менее 1,5 мм.

Для компенсации сопротивления зонда переключатель (П3) ставят в положение «Регулировка» и, вращая рукоятку прибора с нормальной частотой (120 об/мин), одновременно устанавливают реостат (Р) в положение, при котором стрелка логометра установится против красной черты.

Если стрелка против красной черты не становится ни при каком положении реостата (Р), необходимо принять меры к уменьшению сопротивления в цепи зонда (забить его глубже, увлажнить землю около него соленой или подкисленной водой, забить рядом другой зонд и соединить его с первым и т. п.). После регулировки прибора, добившись, чтобы стрелка его установилась против красной черты, переключатель (П3) переводят в положение «Измерение» (в этом положении он изображен выше (см. рис. 3, а)), установив его на пределе измерения, соответствующем предполагаемому сопротивлению проверяемого заземлителя, или, если о проверяемом заземлителе ничего не известно, измерение начинают с высшего предела 0–1000 Ом, переходя затем на другие пределы для получения точного результата.

В определенных случаях, например при протекании в земле блуждающих переменных токов вблизи проверяемого заземлителя, стрелка прибора совершает периодические колебания и трудно произвести отсчет показаний прибора.

В данной ситуации следует несколько снизить или повысить частоту вращения генератора (Г) прибора, вращая рукоятку соответственно медленнее или быстрее. При этом будет изменяться частота тока, поступающего через преобразователь (П1) в проверяемый заземлитель, и удастся исключить влияние блуждающих токов на прибор. Если таким способом устранить влияние

блуждающих токов в земле не удается, необходимо выяснить возможные причины появления этих токов и принять другие меры, например приостановить электросварочные работы на время проведения измерений.

Кроме того, избежать влияния посторонних токов в земле можно, изменив места забивки зонда и вспомогательного заземлителя. Если в земле протекают постоянные токи, о чем можно судить по отклонению стрелки прибора после его подключения при неподвижном генераторе (Г), на них не следует обращать внимания, поскольку они не сказываются на результатах измерения. Если необходимо исключить влияние сопротивления провода, идущего от прибора к проверяемому заземлителю, собирают схему (см. рис. 3, в).

При проведении испытания заземляющих устройств целесообразно измерять не только сопротивление проверяемого заземлителя, но и сопротивление зонда и вспомогательного заземлителя, занося данные в протокол испытания. Для этого к зажимам прибора вместо проверяемого заземлителя (1) нужно подключить вспомогательный заземлитель (2) (если измеряют сопротивление вспомогательного заземлителя) или зонд (3) (если измеряют сопротивление зонда).

Если необходимо знать удельное сопротивление грунта в районе монтируемой электроустановки, его определяют, проведя измерения измерителем заземления МС-08 по схеме (рис. 4). Измерения выполняют при разном разносе электродов 1, 2, 3 и 4, но расстояния между электродами 1 и 2, 2 и 3, 3 и 4 должны быть одинаковы. Удельное сопротивление грунта определяют по следующей формуле:

p = 2mR.

С помощью метода амперметра и вольтметра производят различные измерения при наладке заземляющих устройств: измерение сопротивления заземлителей, удельного сопротивления грунта, снятие потенциальных кривых для проверяемого заземляющего устройства и др. Сопротивление заземления этим методом можно измерять при любой его величине и с большой точностью, поэтому данным способом пользуются при наладочных работах на ответственных

объектах, где требуется особая достоверность результатов измерения, их точность и в других случаях, когда измерителем заземления МС-08 нельзя произвести измерения, так как величина измеряемого сопротивления заземления находится за пределами диапазона измеряемых величин этого прибора (например, сопротивление заземления разветвленных контуров мощных энергетических комплексов, величина которого составляет сотые доли ома).

Рис. 4. Измерение удельного сопротивления грунта измерителем заземления МС-08: 1–3 — электроды; Тр — трансформатор; Р — реостат; А — автомат

Для измерения сопротивления заземления методом амперметра и вольтметра собирают схему (рис. 5) и измеряют силу тока, протекающего через заземлитель, и падение напряжения на участке растекания. Сопротивление заземлителя определяют по формуле закона Ома для участка электрической цепи.

При измерении сопротивления заземления методом амперметра и вольтметра для получения достоверных и точных результатов необходимо выполнять следующие требования:

• измерение должно проводиться на переменном токе, поскольку на постоянном побочные явления, в частности поляризация, могут исказить результаты измерения;

Рис. 5. Измерение сопротивления заземления методом амперметра и вольтметра: 1–4 — электроды; а — расстояние между электродами (м)

• приборы следует выбирать лучше класса точности 0,5, но не ниже 2,5;

• вольтметр нужно выбирать многопредельным на напряжения от десятых долей вольта до нескольких десятков вольт и с большим внутренним сопротивлением (электронные вольтметры или в крайнем случае комбинированные малогабаритные приборы);

• питание на собранную схему следует подавать от автономного источника переменного тока или сети переменного тока через разделительный понижающий трансформатор (см. рис. 5) с напряжением вторичной обмотки до 36 В.

К вспомогательному заземлителю и зонду, а также их размещению относительно проверяемого заземлителя предъявляют те же требования, что и при работе с измерителем заземления МС-08.

Лучше всего при измерении сопротивления заземления пользоваться автономными источниками питания с частотой, отличной от частоты электросети, в частности генератором прибора ИКС-1, частота тока которого 22,5 Гц, при этом для измерения напряжения используют входящий в комплект прибора ИКС-1 микровольтметр.

www.eti.su

Монтаж заземляющих устройств

Ввод здания в эксплуатацию возможен только после выполнения монтажа заземляющих устройств. При отсутствии заземляющего контура, подключение к электросетям является грубым нарушением правил техники безопасности и иных положений, содержащихся в целом ряде нормативных актов (ПТБЭ, ПУЭ и ПТЭЭ). Наличие заземления является обязательным условием для согласования предпроектной документации.

Неисправность заземляющего оборудования, или несоответствие его характеристик потребляемым мощностям электроустановок может повлечь возгорание и гибель людей при поражении электротоком.

Принцип работы заземления

При возникновении повреждения в изоляции фазового провода возникает угроза замыкания фазы на корпуса электрооборудования, водопроводных и отопительных труб, и иные предметов из токопроводящих материалов. Сырость и влага усугубляют угрозу поражения током при нахождении людей в помещении, где произошёл аварийный пробой в цепи. Для предотвращения несчастных случаев, связанных с ударом тока из-за неисправной изоляции, применяются заземляющие устройства. Принцип работы заземления – соединение при помощи заземляющихпроводников всех потенциально опасных металлических частейв помещении с землёй.

Устройство заземления

Заземляющее устройство состоит из следующих основных частей:

  • Заземлители – система проводников, которые закапываются в землю и соединяются между собой;
  • Заземляющие проводники – соединяют заземлители и все находящиеся в здании потенциально опасные токопроводящие элементы;
  • Внешний контур заземления – заземлители и соединённые с ними проводники, находящиеся за пределами сооружения или здания;
  • Внутренний контур заземления – замкнутая цепь проводников, соединяющая металлические элементы электрооборудования с внешним контуром заземления - находится внутри здания;
  • Заземляющая шина - устройство, предназначенное для соединения с землёй нескольких проводников и выравнивания потенциалов подсоединённых к ней частей электроустановок.

Монтаж вышеперечисленных элементов в единую систему является обязательным этапом при подготовке здания к подключению к энергосети. Различные по мощности и энергопотреблению приборы можно выводить на 1 общий заземлитель.

Металлические части подлежащие заземлению

При выполнении монтажных работ по электробезопасности внутри здания заземляются следующие металлические части:

  • Металлические корпуса распределительных устройств;
  • Поверхность оболочек кабелей;
  • Трубы отопления, канализации, газоснабжения и водопровода, если они сделаны из металла;
  • Металлические ванны в квартирах;
  • Корпуса и металлические рамы трансформаторов; осветительных приборов, электромеханических устройств и их приводов;
  • Выступающие части арматуры внутри сооружений из железобетона;
  • Несущий металлический каркас здания;
  • Вентиляционные металлические каналы и воздуховоды;
  • Системы молниезащиты.

При монтаже электрического оборудования на открытом воздухе заземляются следующие элементы:

  • Железобетонные и стальные опоры ЛЭП;
  • Трансформаторные будки;
  • Металлические каркасы, на которых устанавливаются электрощиты, коробки с предохранителями, реле и рубильниками;
  • Стальные ворота с электромеханическим приводом;
  • Металлические и железобетонные стойки уличных осветительных фонарей.

С заземлением нельзя соединять следующие элементы:

  • Электросчётчики, электроизмерительную аппаратуру и реле, включая их корпуса;
  • Подвижные части электроустановок, если они смонтированы на заземлённой токопроводящей раме.

Естественное заземление

Функцию заземления могут выполнять следующие части зданий и оборудования:

  • Выступающие части железной арматуры несущих стен;
  • Металлические несущие опоры и части железного каркаса сооружений и зданий;
  • Чугунные трубы канализации, если она на определённом участке имеет подземное залегание;
  • Железные трубы холодного водоснабжения.

Функцию заземлителя не могут выполнять газопроводы и трубы с горячей водой. Если уровень сопротивления у естественного заземления будет находиться в пределах расчётной нормы, то строить искусственную систему заземлителей не обязательно.

Искусственное заземление

Искусственный заземлитель оборудуют при помощи вертикальных и горизонтальных заземлителей. Основу конструкции составляют проводники, которые вертикально погружают в грунт и выступающие концы соединяют горизонтальными проводниками при помощи сварки. Допускается как установка вертикальных проводников в один ряд, так и в форме треугольника. При расположении вертикальных заземлителей в одну линию снижается надёжность всего устройства, поскольку при обрыве горизонтального соединения один из заземлителей будет отрезан от системы. При расположении в форме треугольника обрыв 1 соединения не нарушит функциональности заземления.

Технология укладки заземлителей

Основной рабочий элемент, которым обладают любые заземляющие устройства - комплекс заземлителей, который является частью внешнего контура заземления. Внешнее заземление делается по проекту электроустановки, в котором учитываются следующие параметры:

  • Сопротивление и электропроводность грунта;
  • Суммарный расчётный объём потребляемых мощностей электрических устройств;
  • Расположение на безопасном расстоянии от входа в здание.

Материал заземлителей

В качестве электродов заземлителей допускается использование следующих материалов:

  • Железных, оцинкованных, медных или стальных труб с диаметром от 2-3 см. и толщиной стенок от 4 мм.
  • Стержней или арматур 12-16 мм в диаметре;
  • Уголков, квадратных или прямоугольных профилей.

Площадь сечения вертикальных заземлителей должна составлять от 100 мм2 у железа и 50 мм2 у меди. Длина заготовок должна составлять от 2,5 до 3 м.

Материал горизонтальных заземлителей

Для горизонтального наружного заземления используются железные, стальные, медные полосы, или уголки с площадью сечения 50-100 мм2, в зависимости от материала. Заземляющие проводники приваривают внахлёст, а места сварки обрабатываются гудроном в целях защиты от коррозии.

Установка заземлителей

Заземлители устанавливаются на том месте, которое определено в проекте в следующей последовательности:

  • с учётом расположения заземлителей (треугольная, или линейная конфигурация) роются несколько траншей глубиной до 1 м и шириной до 0,5 м по трассам, обозначенным в плане электроустановки;
  • Разметка установки электродов производится с учётом их запланированного количества и минимально допустимого расстояния между ними 2,5 м.
  • Заземляющие электроды погружают в грунт так, чтобы выступающие части имели высоту 10-20 см.
  • Установленные заземлители скрепляют между собой стальной полосой, железным уголком или прутками арматуры.

Способы заглубления в грунт заземлителей

Стержни заземлителей должны быть опущены в грунт на глубину 2,5-3 м. Для обеспечения расчётной глубины погружения применяются следующие приспособления:

  • Электромеханические сверлильные устройства, оборудованные зажимами для электродов круглого сечения (ПВЭ);
  • Сверлильные аппараты на ДВС (ПЗД 12) для круглых прутков и арматуры;
  • Вибрационные молоты для заглубления труб, уголков или профиля;
  • Ручные инструменты для ввинчивания с зажимами или кувалды.

При использовании ввинчивающих устройств на концы электродов приваривают спиралевидные лопатки, или шнеки.

Монтаж наружного контура заземления

Заземляющие устройства на участке внешнего контура располагаются в толще грунта, поэтому все наружные проводники соединяют сваркой:

  • Приваривание проводников внахлёст делается с учётом минимальной длины нахлёстки (равна ширине пластины, или 6 диаметрам прутка);
  • К установленному наружному заземляющему контору через стену здания подводится и приваривается соединение с внутренним защитным контуром;
  • Проводник, соединяющий оба контура, на отрезке прохождения сквозь стену укладывается внутрь обрезка металлической трубы, которая затем заполняется цементом, или другим негорючим изоляционным материалом.

Соединение металлических частей наружного контура можно производить любым видом сварки.

Два выхода от внутреннего контура заземления

При монтаже наружного контура должно быть предусмотрено как минимум два выхода на внутренний контур. Соединения обоих контуров выполняются сквозь стены при помощи таких же проводников, которые образуют внешний контур и с тем же сечением.

Использование металлических конструкций для устройства внутреннего контура

Если внутри здания имеются конструкции из металла, то их можно включить в цепь внутренней магистрали заземления. Также для этой цели используются проводники с нулевой фазой. Разрешается использовать следующие элементы:

  • Железные трубопроводы с холодной водой;
  • Металлические каркасы для оборудования;
  • Стальные защитные кожухи электропроводки;
  • Несущие металлические каркасы зданий.

В цепь внутреннего контура запрещается соединять следующее оборудование:

  • Трубопроводы газоснабжения и отопительную систему;
  • Несущие тросы;
  • Оболочки свинцовых электрокабелей;
  • Железные двери, подвижные решётки, съёмные крышки корпусов, электрощитов и распределительных устройств.

Использование нулевых защитных проводников

Для прокладки магистрали внутреннего заземляющего контура используются следующие проводники:

  • Стальная проволока толщиной от 6 мм;
  • Железная труба со стенками от 2,5 мм толщины;
  • Уголки с полкой шириной от 10 мм и толщиной от 3 мм;
  • Профиль с площадью сечения от 25 мм ².

Технология прокладки проводников внутреннего контура

  • Перед укладкой металлические заготовки выпрямляются, а места их соединений зачищаются;
  • Для прокладки магистралей выбираются открытые места, доступные для осмотра;
  • Если проводник необходимо пропустить через стену, то в сухих помещениях допускается его свободный проход через отверстие, в сырых и влажных помещениях необходимо заполнять отверстие прохода негорючим материалом (асбест, цемент);
  • Присоединение заземляющего проводника к внутренней магистрали заземления можно выполнять при помощи болтовых соединений.

Использование шины

При выполнении плана электрооборудования монтаж заземляющих устройств обычно включает в себя установку шин. Они размещаются рядом с распределительными щитами и рубильниками, находящимися под напряжением, и выполняют роль узловых соединений для нескольких проводников от внутреннего заземляющего контура. При помощи шины к заземляющему контуру можно подключить электрооборудование с различными характеристиками энергопотребления, а также заземляющие магистрали от разных помещений. С шиной при помощи заземляющего болта соединяется внешний контур, выходящий на заземлители.

www.kabelmontazh.ru

Порядок работ при монтаже заземления

Обустройство эффективного заземления на стороне потребителя является важнейшей частью комплекса мероприятий, обеспечивающих надёжную защиту от случайного поражения электричеством. При решении этой задачи особое внимание уделяется такой составляющей предстоящих работ, как монтаж заземляющих устройств.

Техническое задание

В соответствии с требованиями нормативов на любом энергозависимом объекте перед монтажом заземляющего контура подготавливается техническое задание (ТЗ). В нем обязательно учитываются следующие рабочие моменты:

  • тип используемого заземления (одно- или двухконтурное, стационарное или переносное);
  • схема и способ прокладки заземляющих шин;
  • геометрические размеры и форма погружаемой в грунт части конструкции;
  • материал, используемый для изготовления заземляющих проводников и заземлителя (сталь, медь или алюминий);
  • способ их соединения (сварка или ботовое сочленение).

Это позволяет в дальнейшем быстро и своевременно выполнить работы по монтажу заземления, а также подготовить документацию.

Одноконтурная и двухконтурная схема

Независимо от способа организации электроснабжения на промышленном или гражданском объекте, установка заземлителей и монтаж защитного заземления осуществляется либо по одноконтурной, либо по 2-х контурной схеме.

В первом случае заземляющий контур прокладывается только внутри строения, что позволяет подключать к нему соединительные шины, проложенные от металлических частей действующих установок и другого электротехнического оборудования.

Обратите внимание! В простейшей ситуации (в бытовых условиях, например) защитный контур заземления может вообще не делаться. В этом случае его функцию выполняет расположенная во вводном устройстве или электрическом шкафу главная заземляющая шина (ГЗШ).

При использовании двухконтурной системы заземления к внутренней шинной обвязке добавляется ещё один контур, монтаж которого происходит снаружи объекта. Как правило, он выполняется в виде распределённого по периметру набора одиночных заземлителей (вбитых в землю металлических прутьев или отрезков арматуры, соединённых между собой стальной шиной). Образующаяся при этом замкнутая система позволяет увеличить площадь соприкосновения с грунтом и обеспечивает лучшие условия для стекания тока в почву.

Наружными контурами, дополняющими внутреннюю распределительную шину, обычно оснащаются трансформаторные подстанции, где требования к качеству заземления особенно высоки. В соответствии с требованиями нормативов электромонтажные работы на подстанциях проводятся с тем расчётом, чтобы элементы наружной обвязки отстояли от края строения более чем на один метр. Металлические штыри или отрезки арматуры вбиваются в землю на глубину не менее 0,7 метра. При этом соединяющая их стальная полоса должна располагаться строго вертикально (то есть ставиться на «ребро»).

Правила работы с переносными видами

Перечисленные схемные решения относятся к разряду стационарных заземлений, привязанных к конкретному месту. Однако в ряде случаев (для проведения ремонтных работ на отключённых сетях, например) может потребоваться монтаж временных или переносных приспособлений, в основу работы с которыми заложен принцип наложения заземления.

Переносные конструкции изготавливаются в виде оголённой медной жилы, имеющей на одном из своих концов забиваемый в землю металлический штырь, а с другой – специальную медную струбцину, служащую для подсоединения к заземляемой шине.

Некоторые модели переносных или временных устройств защиты вместо штыря имеют ещё одну струбцину, обеспечивающую надёжный контакт с заземляющей конструкцией (заземлителем).

Потребность в переносном заземлении этого класса объясняется необходимостью предупредить появление на обслуживаемом участке питающей цепи опасного напряжения, включённого по ошибке или случайно.

Правила монтажа этих накладных конструкций строго регламентированы действующими руководствами по обустройству заземлений. Ниже приведён перечень основных моментов, на которые следует обратить внимание в процессе работы с ними:

  1. прежде всего, следует убедиться в отсутствии на обслуживаемой шине опасного напряжения, используя для этих целей специальный указатель;
  2. для обеспечения защиты линии сначала к ней подсоединяются струбцины со стороны заземляющего устройства и лишь после этого переходят к фиксации их на защищаемой шине;
  3. струбцина заземления подключается к оголённой шине обесточенной токоведущей цепи с той её стороны, откуда более всего вероятна ошибочная подача напряжения (обычно – со стороны распределительного щита).

Снятие или разборка конструкции временного заземления осуществляется в обратной последовательности.

Пример на железнодорожном транспорте

Рассмотрим требования к монтажу заземления на железнодорожном транспорте (стационарные или тяговые электроустановки), указания по которым приводятся в инструкции ЦЭ-191. Согласно этому документу всё действующее электрооборудование должно быть надёжно защищено путём подключения заземляющего проводника к специальной шине.

Той же инструкцией оговаривается величина максимального сопротивления шины заземления, при которой токи утечки достаточны для того, чтобы защитные устройства успевали сработать и своевременно отключить аварийный участок контактной сети.

Отключение повреждённой линии производится с помощью специальных фидерных выключателей, размещённых на тяговой подстанции и настроенных на требуемый ток отсечки (смотрите ПУЭ).

Особые требования предъявляются к конструкциям или агрегатам с повышенным риском попадания на них напряжения контактной сети (из-за пробоя изоляции или при случайном соприкосновении). Всё это оборудование должно иметь надёжное электрическое соединение с основной тяговой или рельсовой сетью.

Такому заземлению подлежат и все металлические конструкции, включая опоры контактной линии с закреплёнными на изоляторах проводами.

Особенности подключения

При проектировании и монтаже любой заземляющей системы основное внимание должно уделяться обеспечению высокой надежности болтовых сочленений и сварных контактов между отдельными её составляющими. Поскольку такие конструкции рассчитаны на длительную эксплуатацию – необходимо минимизировать возможные механические нагрузки на них, а также обеспечить надёжную защиту металлических поверхностей от коррозии.

При монтаже защитного заземления в условиях домашней разводки, прежде всего, необходимо определиться с устройством подводящих питающих линий.

Дело в том, что в домах старой застройки, построенных до 2003 года, нормативными требованиями не предусматривалось наличие в питающей цепи отдельной заземляющей жилы. В таких домах на стороне потребителя (у распределительного щитка) в подводящей проводке имеется всего лишь 2 провода – «фазный» и «нулевой».

Причём последний представляет собой совмещённую нулевую рабочую (PE) и нулевую защитную (N) жилы и согласно международному стандарту обозначается как PEN. Для монтажа заземления в таких домах проводник PEN намеренно расщепляется на две составляющие, после чего отдельная жила N используется в качестве шины заземления. Понятно, что созданная таким образом искусственная конструкция лишь частично соответствует требованиям нормативов, поскольку в многоквартирном доме не удаётся организовать повторное заземление.

В домах современной застройки в подводящей проводке должна иметься ещё одна (третья) жила, предназначенная специально для подключения заземляющего провода электрооборудования и бытовых приборов. При этом общий проводник PEN уже разделён на две отдельные жилы PE и N.

Порядок изготовления типового заземлителя

Наиболее распространённой формой конструкции типового заземлителя является равнобедренный треугольник, длина каждой из сторон (полос) которого составляет примерно 1,2 метра. При этом в качестве его вертикальных составляющих используются стальные уголки с типоразмером 40х40 или 45х45 и толщиной порядка 4-5- миллиметров. В отсутствии стальных уголков в землю устанавливают (забивают) трубные металлические заготовки, имеющие примерно те же типоразмеры, как по диаметру, так и по толщине. Длина вбиваемых труб или электродов для заземления может выбираться от 2-х до 3-х метров (в зависимости от состава почвы).

Совет специалиста. Для облегчения погружения (забивания) уголка или трубы в грунт, их нижний конец рекомендуется срезать болгаркой под конус.

С информацией по допустимым размерам отдельных элементов заземления, зависящим от формы и материала изделия, можно будет ознакомиться в таблице 1.7.4 ПУЭ. На рисунке приведена схема расположения заземлителя и состав его элементов.

Забивать уголки (трубы) в землю необходимо таким образом, чтобы их концы выступали над поверхностью грунта примерно на 15-20 сантиметров.

После забивки штырей на требуемую глубину они по периметру соединяются на сварку стальной полосой шириной 30-40 и толщиной 5 миллиметров. При этом обвязка из стальной полосы должна располагаться примерно на полуметровой глубине.

По завершении монтажа вся конструкция заземления засыпается выработанным ранее грунтом, после чего к одному из её углов приваривается провод, протянутый со стороны ГЗШ.

Следует отметить, что технология монтажа выносного заземляющего контура предполагает удаление его от здания не более чем на 10 метров. Контроль состояния заглублённых в землю элементов организуется в соответствии с графиком, утверждённым соответствующими техническими службами.

evosnab.ru

Монтаж заземляющих устройств

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

Курсовая работа

Монтаж заземляющих устройств

Задание на курсовую работу

1. Монтаж заземляющих устройств.

2. Рассчитать заземляющее устройство (ЗУ) в электроустановках (ЭУ) с изолированной нейтралью (ИН).

Дано:

Вид ЗУ - рядное;

Климатическая зона - III;

Вертикальный электрод - круглая сталь d=12, L=5 м ;

Горизонтальный - пруток d=10.

Требуется:

- определить расчетный ток замыкания на землю (Iз) и сопротивление ЗУ (Rз);

- определить расчетное сопротивление грунта ();

- выбрать электроды и рассчитать их сопротивление;

- уточнить число вертикальных электродов и разместить их на плане.

Введение

Курсовая работа - это завершающий этап в изучении дисциплин «Монтаж электрооборудования», направленная на закрепление и систематизацию полученных студентом знаний, на развитие навыков самостоятельной работы и является формой контроля качества освоения основной профессиональной образовательной программы, разработанной на основании государственных требований к минимуму содержания.

В курсовой работе рассмотрен вопрос монтажа заземляющих устройств и произведен расчет заземляющего расчета электроустановок. Он включает в себя определение расчетного замыкания на землю и сопротивление заземляющего устройства, расчетного сопротивления грунта, выбора электродов и расчета их сопротивлений, уточнения числа вертикальных электродов и размещение их на плане.

Курсовая работа состоит из объяснительной записки и графической части.

Все текстовые и графические материалы выполняются в строгом соответствии с требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), изложенных в ГОСТах.

1. Монтаж заземляющих устройств

Монтаж заземляющих устройств состоит из следующих операций: установки заземлителей; прокладки заземляющих проводников; соединения заземляющих проводников друг с другом; присоединения заземляющих проводников к заземлителям и электрооборудованию.

Вертикальные заземлители из угловой стали и отбракованных труб погружают в грунт забивкой или вдавливанием, а из круглой стали ввертывают в грунт или вдавливают. Эти работы выполняют с помощью механизмов и приспособлений, например копра (забивка в грунт), приспособления к сверлилке (ввертывание в грунт стержневых электродов), механизма ПЗД-12 (ввертывание в грунт электродов заземления).

Глубина заложения верха вертикальных заземлителей должна быть 0,5--0,6 м от уровня планировочной отметки земли и выступать от дна траншеи на 0,1--0,2 м. Расстояние между электродами 2,5--3 м. Горизонтальные заземлители и соединительные полосы между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи глубиной 0,6--0,7 м от уровня планировочной отметки земли.

Все соединения в цепях заземлителей выполняют сваркой внахлестку, и места сварки покрывают битумом во избежание коррозии.

Траншею роют обычно шириной 500 и глубиной 700 мм. Устройство внешнего заземляющего контура и прокладку внутренней заземляющей сети производят по рабочим чертежам проекта электроустановки.

В местах пересечения заземляющих проводников с кабелями, трубопроводами, железнодорожными путями, а также в других местах, где возможны механические повреждения, проводники защищают трубами, угловой сталью и т. п.

У мест вводов подземной заземляющей проводки в здание на стены наносят опознавательные знаки с указанием расстояния до заземляющих проводников. Вводы в здание заземляющих проводников выполняют не менее чем в двух местах.

После монтажа заземлителей составляют акт на скрытые работы и на чертежах указывают привязки заземляющих устройств к стационарным ориентирам. Проложенные в земле заземлители и заземляющие проводники не окрашивают, так как окраска привела бы к повышению сопротивления. Траншеи засыпают грунтом, не содержащим камней и строительного мусора, и трамбуют. Заземляющие магистральные проводники прокладывают по стенам на расстоянии 5--10 мм от поверхностей на высоте 400--600 мм от уровня пола. Расстояние между точками крепления 600--1000 мм. В сухих помещениях и при отсутствии химически активной среды допускается прокладка заземляющих проводников вплотную к стене.

В каналах эти проводники должны прокладываться на расстоянии не менее 50 мм от съемного покрытия. Заземляющие полосы к стенам крепят дюбелями, которые пристреливают строительно-монтажным пистолетом либо непосредственно к стене, либо через промежуточные детали (рисунок 1). Так же широко применяют закладные детали, к которым приваривают полосы заземления.

Рисунок 1 - Крепление заземляющих проводников дюбелями с помощью строительно-монтажного пистолета (а -- непосредственно к кирпичному или бетонному основанию, б -- с прокладкой) и промежуточные детали для крепления прямоугольных (в) и круглых (г) заземляющих проводников.

В сырых и особо сырых помещениях и в помещениях с едкими парами заземляющие проводники приваривают к опорам, закрепленным дюбелями-гвоздями. Для создания зазора между заземляющим проводником и основанием в сырых помещениях и помещениях с агрессивной средой используют штампованный держатель из полосовой стали шириной 25--30 и толщиной 4 мм, а также кронштейн для прокладки круглых заземляющих проводников 12--19 мм.

Заземляющие проводники прокладывают открыто. Они должны быть доступны для наблюдения, за исключением труб электропроводки, оболочек кабелей и некоторых других естественных проводников. Проходы заземляющих проводников сквозь стены и перекрытия осуществляются через открытые отверстия, стальные трубы или обоймы. В местах пересечения температурных швов здания устанавливают компенсаторы.

Соединение заземляющих проводников из круглой стали и присоединение к заземлителям осуществляют сваркой. Длина нахлестки при сварке должна быть равна двойной ширине полосы для прямоугольных полос или шести диаметрам для круглой стали. К трубопроводам заземляющие проводники присоединяют хомутами. При наличии на трубах задвижек или болтовых фланцевых соединений выполняют обходные перемычки (рисунок 2, а -- е).

Части электроустановок, подлежащие заземлению, присоединяют к заземляющим магистралям отдельными ответвлениями. Стальные заземляющие проводники присоединяют к металлоконструкциям сваркой, к оборудованию -- под заземляющий болт или, где возможно, сваркой. Заземляющие проводники присоединяют к металлическим оболочкам кабелей медными проводниками с креплением проволочным бандажом и пайкой.

Рисунок 2 - Примеры соединения заземляющего проводника с трубопроводом хомутом (а), обходной перемычкой, установленной на задвижке (б), заземлителей с полосовой сталью (в), металлоконструкций перемычкой (г) и заземляющих проводников, проходящих через пол и стену (д).

Места присоединений под болт предварительно зачищают стальной щеткой до блеска. Вместо зачистки удобно применять царапающие заземляющие шайбы.

В наружных установках, а также в сырых помещениях с едкими парами или газами места болтовых присоединений защищают смазкой (рекомендуется морская АМС), во внутренних установках покрывают нейтральным вазелином или глифталевым лаком.

Монтаж заземления распределительных устройств.

Каждая подстанция и распределительное устройство должны иметь надежное, т. е. с небольшим сопротивлением (не более 4 Ом) заземление.

Сопротивление заземляющего устройства зависит: от проводимости почвы (во влажной почве меньше, чем в сухой) ; количества и взаимного расположения заземлителей; типа элементов, на которых выполнено заземляющее устройство (трубы, угловая сталь, стержни, полосы), и глубины их заложения.

Вокруг подстанции обычно делают общий заземляющий контур, к которому приваривают заземляющие проводники внутренней части подстанции. Отдельные элементы электрооборудования присоединяют к заземляющим проводникам параллельно, а не последовательно, иначе при обрыве заземляющего проводника часть оборудования может оказаться незаземленной.

В распределительных устройствах заземляют все элементы электрооборудования и металлические конструкции: фланцы опорных и проходных изоляторов, фланцы линейных выводов, баки трансформаторов и выключателей, опорные конструкции, цоколи или плиты предохранителей, резисторов и других аппаратов.

Электрооборудование, установленное на изолирующих опорах, заземляют присоединением ответвления от магистрали заземления к заземляющему или крепящему болту аппарата или изолятора. При этом контактную поверхность зачищают до блеска и смазывают тонким слоем вазелина.

При установке изоляторов и аппаратов на стальном основании ответвление заземления приваривают к стальной конструкции (основанию). Отдельно заземлять оборудование не требуется, необходимо только создать надежный контакт между оборудованием и конструкцией, зачистив до металлического блеска и смазав вазелином контактные поверхности.

При монтаже разъединителей заземляют раму, плиту привода и опорного подшипника, корпус сигнальных контактов. Если разъединители и приводы смонтированы на металлических конструкциях, заземляющие проводники приваривают к ним. Места установки изоляторов на металлических конструкциях зачищают до блеска и смазывают техническим вазелином.

Предохранители на б--10 кВ заземляют присоединением заземляющего проводника к фланцам опорных изоляторов, раме или металлической конструкции, на которой предохранители установлены.

Разрядники надежно заземляют через чугунное основание (цоколь) или выходной зажим счетчика срабатывания, присоединяя заземляющий проводник к заземляющему болту основания каждой фазы непосредственно или через счетчик срабатывания.

При монтаже измерительных трансформаторов заземляют бак (цоколь) трансформатора напряжения или корпус (цоколь) трансформатора тока. Кроме того, заземляют нулевую точку обмотки ВН трансформатора напряжения, присоединяя медный гибкий провод к заземляющему болту на корпусе трансформатора. Нулевую точку или фазный провод обмотки НН также крепят к заземляющему болту или заземляют на сборке зажимов. Закороченный (неиспользованный) зажим обмотки присоединяют к заземляющему болту трансформатора тока медным проводом.

Реакторы при горизонтальном расположении фаз заземляют присоединением заземляющих проводов к заземляющим болтам изоляторов, а при вертикальном расположении фаз -- присоединением только к опорным изоляторам нижней фазы. Заземляющие провода не должны образовывать вокруг реакторов замкнутых контуров во избежание их перегрева.

Заземления отдельных аппаратов распределительных устройств показаны на рис. 3, а, б, в.

Высоковольтные выключатели и приводы к ним заземляют присоединением заземляющего проводника к заземляющему болту на крышке бака или раме выключателя, а также на корпусе привода. При установке выключателя или привода на стальной конструкции заземляющий проводник приваривают к ней.

Заземляемыми элементами силового трансформатора являются кожух, обе направляющие, нейтраль обмотки НН при глухом заземлении и пробивной предохранитель обмотки НН с изолированной нейтралью. Заземляющий проводник присоединяют к заземляющему болту на баке или корпусе трансформатора непосредственно или через гибкую вставку при необходимости выкатки трансформатора. Пробивной предохранитель заземляют через установочную скобу на баке трансформатора.

Рисунок 3 - Заземления отдельных аппаратов РУ: а -- разъединителя, б -- реактора, в -- маломасляного выключателя.

Металлические части щитов и пультов, изолированные от частей, находящихся под напряжением, соединяют с заземляющими проводниками. Фундаментную раму приваривают к магистрали заземления не менее чем в двух точках. Каждую панель присоединяют к каркасу в двух- трех точках. Так же заземляют камеры сборных распределительных устройств КРУ и КСО, комплектные трансформаторные подстанции КТП и т. д. Кроме того, заземляющий проводник приваривают к рамам дверей и сетчатых ограждений.

Для присоединения временных переносных заземлений при ремонтных работах на заземляющих шинах устанавливают планки или барашки, зачищенные до металлического блеска и смазанные вазелином. Места для наложения переносного заземления на шинах РУ оставляют неокрашенными.

2 Пример расчета заземляющего устройства электроустановок

Рассчитать заземляющее устройство (ЗУ) в электроустановках (ЭУ) с изолированной нейтралью (ИН).

Дано:

Вид ЗУ - рядное;

Климатическая зона - III;

Вертикальный электрод - круглая сталь d=12, L=5 м ;

Горизонтальный - пруток d=10.

Решение

Требуется: определить расчетный ток замыкания на землю (Iз) и сопротивление ЗУ (Rз); определить расчетное сопротивление грунта (); выбрать электроды и рассчитать их сопротивление; уточнить число вертикальных электродов и разместить их на плане.

1. Определим расчетное сопротивление одного вертикального элемента:

.

По таблице «Коэффициенты сезонности КСЕЗ»

КСЕЗ.В.=F(зона III)=1,5;

КСЕЗ.Г.=F(зона III)=2,3.

2. Определяется расчетное сопротивление совмещенных ЗУ подстанции

, для сети НН, но допустимое при данном грунте определяется

.

Следовательно, для расчета принимается .

3. Определяется количество вертикальных электродов расчетное:

· без учета экранирования

принимается

· с учетом экранирования

принимается

По таблице «Значения коэффициентов использования электродов»

4. Размещается ЗУ на плане.

Так как выбрано ,то .

Минимальное расстояние от объекта - 1 м.

Примечание. При прямой прокладке получится большая протяженность по территории, что нецелесообразно.

5. Определяются уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов:

монтаж заземляющий электроустановка

По таблице «Значения коэффициентов использования электродов»

так как вертикальный электрод круглый, то

6.Определяется фактическое сопротивление ЗУ

, следовательно, ЗУ будет эффективным.

Ответ: ЗУ ТП - 35/0,65 состоит из 10 вертикальных электродов

LB=5 (м),d=12 (мм), LП=45, пруток d=10, RЗУ=1,6(Ом).

Список используемых источников

1. Монтаж электрооборудования и средств автоматизации: учебник для вузов / А.П. Коломиец, И.П. Кондратьева, С.И. Юран, И.Р. Владыкин, - М.: КолоС, 2007. - 351с.

2. Монтаж технической эксплуатации и ремонт электического и электромеханического оборудования: учебное пособие для вузов / Н.А. Акимова, Н.Ф. Котеленец, Н.И. Сентюрихин, - М.: Издательский центр «Академия», 2012. - 304 с.

3. Гост 2.105 - 79. ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

4. ГОСТ 2.109 - 73. ЕСКД. Основные требования к чертежам.

Размещено на Allbest.ru

otherreferats.allbest.ru


Смотрите также