— при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока – во всех электроустановках;
— при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока — только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.
В большинстве случаев заземление или зануление электроустановок не требуется при номинальных напряжениях до 42 В переменного тока и до 110 В постоянного тока.
Заземление или зануление электрооборудования, установленного на опорах высоковольтных линий (силовые и измерительные трансформаторы, разъединители, предохранители, конденсаторы и другие аппараты), должно быть выполнено в соответствии с действующими нормативными требованиями электробезопасности.
В трехфазных сетях до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью и в однофазных сетях с заземленным выводом источника однофазного тока установленное на опоре высоковольтной линии электрооборудование должно быть занулено.
Фото: shutterstock.com.
КОНСТРУКЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Для заземления электроустановок, в первую очередь, должны бьггь использованы естественные заземлители. Если при этом сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимые значения, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве, то искусственные заземлители должны применяться лишь при необходимости снижения плотности токов, протекающих по естественным заземлителям или стекающих с них.
Для заземления электроустановок различных назначений и различных напряжений, территориально приближенных одна к другой, рекомендуется применять одно общее заземляющее устройство. Для объединения заземляющих устройств различных электроустановок в одно общее заземляющее устройство следует использовать все имеющиеся в наличии естественные, в особенности протяженные, заземляющие проводники. Сопротивления заземляющих устройств и напряжения прикосновения должны быть обеспечены при наиболее неблагоприятных условиях.
Рекомендуется выполнять защитное отключение (для переносного ручного электроинструмента, некоторых жилых и общественных помещений, насыщенных металлическими конструкциями, имеющими связь с землей).
В электроустановках до 1 кВ переменного тока с изолированной нейтралью или изолированным выводом источника однофазного тока в качестве защитной меры должно быть выполнено заземление в сочетании с контролем изоляции сети или защитное отключение. Для электроустановок с напряжением свыше 1 кВ с изолированной нейтралью применяется защитное заземление с предусмотреной возможностью быстрого отыскания замыканий на землю. Защита от замыканий на землю должна устанавливаться с действием на отключение (по всей электрически связанной сети) в тех случаях, в которых это необходимо по условиям безопасности (для линий, питающих передвижные подстанции и механизмы, торфяные разработки и т.п.).
ПРИМЕНЕНИЕ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ РАБОТАЮЩИХ
ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
Защитное отключение рекомендуется применять в качестве основной или дополнительной меры защиты, если безопасность не может быть обеспечена путем устройства заземления или зануления, либо если их применение вызывает трудности по условиям выполнения или по экономическим соображениям. Защитное отключение должно осуществляться устройствами (аппаратами), удовлетворяющими в отношении надежности действия специальным техническим условиям.
Трехфазная сеть до 1 кВ с изолированной нейтралью или однофазная сеть до 1 кВ с изолированным выводом, связанная через трансформатор с сетью выше 1 кВ, должна быть защищена пробивным предохранителем от опасности, возникающей при повреждении изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений трансформатора. Пробивной предохранитель должен быть установлен в нейтрали или фазе на стороне низшего напряжения каждого трансформатора. При этом должен быть предусмотрен контроль за целостью пробивного предохранителя.
В электроустановках до 1 кВ в местах, где в качестве защитной меры применяются разделительные или понижающие трансформаторы, вторичное напряжение трансформаторов должно быть: для разделительных трансформаторов — не более 380 В, для понижающих трансформаторов — не более 42 В. Данные разделительные трансформаторы должны удовлетворять специальным техническим условиям в отношении повышенной надежности конструкции и повышенных испытательных напряжений. В частности от разделительного трансформатора разрешается питание только одного электроприемника с номинальным током плавкой вставки или расцепителя автоматического выключателя на первичной стороне не более 15 А.
Также важно иметь в виду, что заземление вторичной обмотки разделительного трансформатора не допускается. Корпус трансформатора в зависимости от режима нейтрали сети, питающей первичную обмотку, должен быть заземлен или зануден. Применения заземления корпуса электроприемника, присоединенного к такому трансформатору, не нужно. Также в качестве разделительных могут использоваться понижающие трансформаторы со вторичным напряжением 42 В и ниже. В случаях, когда понижающие трансформаторы не являются разделительными, то в зависимости от режима нейтрали сети, питающей первичную обмотку, нужно заземлить или занулять корпус трансформатора, а также один из выводов (одну из фаз) или нейтраль (среднюю точку) вторичной обмотки.
Если не предоставляется возможность сделать заземление, зануление или защитное отключение, когда это представляет значительные трудности по технологическим причинам, то можно допустить применение изолирующих площадок. Они должны быть сконструированы таким образом, чтобы прикосновение к представляющим опасность незаземленным (незануленным) частям могло быть только с площадок. Должна исключаться возможность одновременного прикосновения к электрооборудованию и частям другого оборудования, а также частям здания.
Какие части электрооборудования подлежат занулению или заземлению? В перечень электрооборудования, подлежащего защитному занулению или заземлению входят:
— корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов и светильников;
— промышленные электроприводы;
— вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
— каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов;
— открывающиеся и съемные части промышленного оборудования, функционирующего под напряжением выше 42 В переменного тока или более 110 В постоянного тока;
— металлические конструкции распределительных устройств;
— металлические кабельные конструкции и соединительные муфты;
— металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей;
— металлические оболочки проводов, металлические рукава и трубы электропроводки;
— защитные металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей и проводов напряжением до 42 В переменного тока и до 110 В постоянного тока, смонтированные на общих металлических конструкциях, включая общие трубы, короба и лотки;
— металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников;
— электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков, машин и механизмов.
Также защитному заземлению (занулению) подлежат кожухи и опорные конструкции шинопроводов, лотки, короба, струны, тросы и стальные полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым проложены кабели с заземленной или зануленной металлической оболочкой или броней), а также другие металлические конструкции, на которых устанавливается электрооборудование.
Давайте попробем разобраться, какие части электрооборудования можно не заземлять. На практике защитное заземление (зануление) может не применяться:
— по отношению к корпусам электрооборудования, аппаратов и электромонтажных конструкций, установленных на заземленных (зануленных) металлических конструкциях, распределительных устройствах, на щитах, шкафах, щитках, станинах станков, машин и механизмов, когда обеспечен надежный электрический контакт с заземленными или запуленными основаниями;
— при условии надежного электрического контакта конструкциями и установленными на них заземленным или зануленным электрооборудованием;
— по отношению к арматуре изоляторов всех типов, оттяжкам, кронштейнам и осветительной арматуры при установке их на деревянных опорах высоковольтных линий или на деревянных конструкциях открытых подстанций, когда это не требуется для защиты от воздействия атмосферного электричества.
При осуществлении прокладки кабелей с металлическими заземленными оболочками или выполненные из неизолированного заземляющего проводника на деревянной опоре перечисленные части, расположенные на этой опоре, должны быть заземлены или занулены:
— съемные или открывающиеся части металлических каркасов камер распределительных устройств, шкафов, ограждений (если на съемных (открывающихся) частях не установлено электрооборудование или если напряжение установленного электрооборудования не превышает 42 В переменного тока или 110 В постоянного тока);
— корпуса электроприемников с двойной изоляцией;
— металлические скобы, закрепы, отрезки труб механической защиты кабелей в местах их прохода через стены и перекрытия и другие подобные детали, включая протяжные и ответвительные коробки.
Фото: shutterstock.com.
ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ ВЫСОКОВОЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
При проектировании защитного заземления электроустановок выше 1000 в должны быть соблюдены требования к их сопротивлению, конструкционному выполнению и ограничению напряжению на заземляющем устройстве.
Величина напряжения на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания на землю не должно превышать 10 кВ. Наличие напряжения, превышающего 10000 Вольт, может применяться на защитных устройствах без выноса потенциалов за пределы зданий и внешних ограждений электроустановки.
При наличии напряжения от 5000 Вольт до 10000 Вольт предусматриваются защитные меры в отношении изоляции отходящих кабелей связи и телемеханики и для предотвращения выноса опасных потенциалов за пределы электроустановки. Применяемое заземляющее устройство должно иметь в любое время года сопротивление не более 0,5 Ом (включая сопротивление естественных заземлите лей).
Для выравнивания электрического потенциала и обеспечения присоединения электрооборудования к заземлителю прокладываются продольные и поперечные горизонтальные заземлители, соединенные между собой в заземляющую сетку. Для открытых электроустановок с напряжением сети выше 1000 Вольт и изолированной нейтралью вокруг площади, занимаемой оборудованием, на глубине не менее 0,5 м прокладывается замкнутый горизонтальный заземлитель (контур). К данному контуру подсоединяется заземляемое оборудование.
УСТРОЙСТВА ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ДО 1000 ВОЛЬТ С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ
Нейтрали генераторов и трансформатора на стороне до 1 000 Вольт подсоединяются к заземлителям посредством заземляющих проводников. Важно помнить, что не допускается применение в качестве заземления нулевого рабочего проводника, идущего от нейтрали генератора или трансформатора на щит распределительного устройства. Данный заземлитель располагается в непосредственной близости от генератора или трансформатора. Иногда допустимо сооружение заземления непосредственно около стены зданий внутрицеховых подстанций.
УСТРОЙСТВА ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ДО 1000 ВОЛЬТ
С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ
Эффективное сопротивление заземляющего устройства, применяемого для заземления электрооборудования, не должно по номиналу превышать значение 4 Ом. Когда мощность генераторов и трансформаторов составляет 10000 Вольт*А и менее, заземляющие устройства должны иметь номинальное сопротивление не более 10 Ом. При параллельном подключении генераторов или трансформаторов допускается номинальное сопротивление величиной 10 Ом, если их суммарная мощность не превышает 100 000 Вольт*А.
Фото: shutterstock.com.
ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК В РАЙОНАХ С БОЛЬШИМ УДЕЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ЗЕМЛИ
Устройства защитного заземления электроустановок с эффективно заземленной нейтралью, питающее напряжение которых превышает 1000 вольт, на территориях с высоким удельным сопротивлением земли (включая зоны вечной мерзлоты) должны соответствовать требованиям, предъявляемым к напряжению прикосновения.
Горизонтальные заземлители в скальных структурах закладываются на глубине не менее чем 0,15 м. Нормами безопасности допускается неприменение вертикальных заземлителей у входов и въездов. При проектировании искусственных заземлителей в районах с большим удельным сопротивлением земли рекомендовано проведение мероприятий, в перечень которых входят:
— применение вертикальных заземлителей увеличенной длины в случаях, когда с увеличением глубины залегания грунта происходит постепенное снижение удельного сопротивления земли снижается, а естественные углубленные заземлители (например, скважины с металлическими обсадными трубами) отсутствуют;
— применение выносных заземлителей в случаях, когда вблизи (до 2 км) от электроустановки имеются участки территории с меньшим удельным сопротивлением земли;
— укладка в траншеи с последующей трамбовкой и засыпкой щебнем до верха траншеи горизонтальных заземлителей в скальных структурах влажного глинистого грунта;
— искусственная обработка грунта для снижения его удельного сопротивления, если другие способы не могут быть применены или не дают необходимого эффекта.
На территориях с вечной мерзлотой следует помещать заземлители в непромерзающие водоемы и талые зоны, а также использовать обсадные трубы скважин. Наряду с применением углубленных заземлителям используются протяженные заземлители на глубине около 0,5 м, которые предназначены для работы в летнее время при оттаивании поверхностного слоя земли. Также создаются специальные искусственные талые зоны путем покрытия грунта над заземлителем слоем торфа или другого теплоизоляционного материала на зимний период и раскрытия их на летний период.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЗАЩИТНЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ
Рассмотрим, какие элементы технологических конструкций промышленного предприятия могут быть использованы в качестве основного элемента естественного защитного заземления. В качестве основного элемента естественного защитного заземления могут применяться:
— проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы (кроме трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей);
— обсадные трубы скважин;
— выполненные из металла и железобетона конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей;
— выполненные из металла шунты гидротехнических сооружений, водоводы, затворы и так далее;
— свинцовые кожухи проложенных в земле кабелей.
Не допускается использовать в качестве естественных заземлителей алюминиевые оболочки кабелей.
Если оболочки кабелей используются в качестве единственного заземления, то при проектировании такой защиты допускается учет не менее двух таких кабелей. Соответственно допускается использование в качестве заземления опор высоковольтных линий, соединенных с заземляющим устройством электроустановки при помощи грозозащитного троса, который не изолирован от данных опор.
Допускается применение в качестве естественного заземлителя рельсовых путей магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездных путей при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами. Заземлители должны быть связаны с магистралями заземлений не менее чем двумя проводниками, которые присоединены к заземлителю в разных местах.
Фото: shutterstock.com.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ ЗАЩИТНЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ
При создании искусственных защитных заземлителей применяется сталь. Важно отметить, что искусственные заземлители не должны быть окрашены. Подбор сечения горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1000 Вольт осуществляется в соответствии с термической стойкостью материала с учетом допустимой температуры нагрева 400 °С.
Нельзя располагать заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов, включая линии теплоцентрали.
Важно траншеи для горизонтальных заземлителей заполнять однородным грунтом, который не содержит щебень и строительный мусор. Если имеется опасность коррозии заземлителей, то рекомендуется увеличить сечение заземлителей с учетом расчетного срока их службы. Также допускается применение оцинкованных заземлителей и электрической защиты. Для организации искусственного заземления возможно использование заземлителей из электропроводящего бетона.
Автор материала:
Игорь Волошин
БЕСПЛАТНАЯ ПОДПИСКА НА ЕЖЕНЕДЕЛЬНЫЙ ОБЗОР
КЛИНСКОГО ИНСТИТУТА ОХРАНЫ И УСЛОВИЙ ТРУДА
Отборная и актуальная информация на электронную почту
