Назначение и конструкция заземляющих устройств
Заземляющие устройства (заземление и зануление) выполняют для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции.
Электрические сети выполняют проводниками, изолированными друг от друга и от земли. Однако в сетях всегда имеют место утечки тока через изоляцию. Кроме того, электрические сети представляют собой протяженный конденсатор, обкладками которого являются токоведущие проводники и земля. Между проводами и землей проходит емкостной ток. Таким образом, между изолированными проводниками и землей существует электрическая цепь, замкнутая через сопротивление изоляции и емкость сети.
Прикосновение не только к оголенным, но и изолированным частям, находящимся под напряжением, фактически включает человека в электрическую цепь. Ток, проходящий через тело человека, будет тем больше, чем выше напряжение сети, чем больше ее емкость и меньше сопротивление изоляции.
При нормальном состоянии этот ток ничтожно мал и не представляет никакой опасности. Опасность для человека возникает в случае повреждения изоляции токоведущих частей, при котором металлические корпуса электрооборудования оказываются под напряжением. На эти случаи для защиты людей от поражения электрическим током предусматривается преднамеренное соединение с землей металлических корпусов электрооборудования, а также других металлических частей, которые могут оказаться под напряжением при нарушении изоляции токоведущих частей. Такое соединение выполняется с помощью заземляющих проводников и заземлителей.
В качестве заземления рекомендуется использовать естественные за- землители, находящиеся в соприкосновении с землей: электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений (трубопроводы, обсадные трубы, свинцовые оболочки кабелей и т.д.) Заземлители должны быть связаны с магистралями не менее чем двумя проводниками, присоединенными в разных местах. Если такие заземлители, по сопротивлению растекания и токовым нагрузкам, не соответствуют требованиям ПУЭ, то должны применяться искусственные заземлители — специально помещенные в землю металлические электроды.
«Реконструкция электрической части подстанции 110/10 кВ
... Расчет приведенные потери мощности трансформатора ... землей (или нулевым проводом). [10,15,20,] К последствиям подобных замыканий можно отнести: резкое возрастание токов в токоведущих частях, как следствие, провал напряжения ... естественным старением изоляции, заводским браком, ... сетях электроснабжения является одной из приоритетных задач проектирования системы 4.1 Расчет трехфазных токов КЗ Данный расчет ...
Зоной растекания называют область земли, в пределах которой возникает заметный градиент потенциала при стекании тока с заземлителя.
Сопротивлением заземляющего устройства, называют отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.
Заземление, согласно ПУЭ следует выполнять при
При напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного, и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока — в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках обязательно устройство заземления электрооборудования.
В электроустановках в сетях с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства, При использовании заземляющего устройства для всех электроустановок напряжением до 1 кВ
(10.1)
где I — расчетный ток однофазного замыкания на землю, А.
При этом должны выполняться требования для заземления электроустановок напряжением до 1 кВ.
но не более 10 Ом
При использовании заземления только для установок выше 1 кВ
(10.2)
В открытых электроустановках выше 1 кВ сетей с изолированной нейтралью вокруг площади, занимаемой оборудованием, на глубине не менее 0,5 м должен быть проложен замкнутый горизонтальный заземлитель (контур), к которому присоединяется заземляемое оборудование. Если сопротивление заземляющего устройства выше 10 Ом (для земли с удельным сопротивлением более 500 Ом-м), то следует дополнительно проложить горизонтальные заземлители вдоль рядов оборудования со стороны обслуживания на глубине 0,5 м и на расстоянии 0,8-1,0 м от основания оборудования.
Сопротивление заземляющего устройства, используемого для заземления электрооборудования, должно быть не более 4 Ом.
Заземление электрического оборудования
Силовые трансформаторы
В установках с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В обмотка трансформатора должна заземляться через пробивной предохранитель. Нейтрали трансформаторов с глухо-заземленной нейтралью вторичной обмотки напряжением до 1000 В соединяют с заземлителем отдельным проводником. При этом заземлитель располагают по возможности ближе к трансформатору. В трансформаторах напряжения нулевая точка обмотки высшего напряжения присоединяется медным проводом к заземляющей шине; нулевая точка или фазный провод обмотки низшего напряжения — к заземляющему болту на корпусе трансформатора. У трансформаторов тока помимо корпуса заземляют вторичные обмотки с помощью гибкой перемычки между одним зажимом обмотки и заземляющим винтом на корпусе. Каждая вторичная обмотка должна заземляться только в одной точке (рис. 21.1).
Масляные выключатели, разъединители, опорные проходные изоляторы, предохранители высокого напряжения при установке на конструкциях, не проводящих электрический ток, заземляются путем присоединения заземляющего проводника к заземляющей шине. При установке на металлической конструкции допускается заземляющий проводник приваривать к конструкции.
Эксплуатация и ремонт заземляющих устройств
... Общая часть 1.1 Монтаж заземления 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 ...
Рис. 21.1. Схема заземления электрооборудования: а, б — силовых трансформаторов соответственно с изолированной и глухоза- земленной нейтралью; в — выключателя; г — реактора; д — электродвигателей
Реакторы.
Электродвигатели,
КТП и КРУ, панели управления защит
Отдельно установленные аппараты
Бронированный кабель.
Воздушные линии электропередач.
В сетях напряжением выше 1000 В
Заземляющие элементы с нулевым проводником присоединяют к опоре перемычкой из голого провода. Эту перемычку присоединяют к болтовому зажиму или нулевому проводнику специальным ответвительным зажимом.
Монтаж заземления подземных электроустановок
Для заземления подземных электроустановок в шахтах устраивается общая сеть заземления. Она состоит из главных и местных заземлителей, сборных заземляющих шин и заземляющих проводников.
В качестве главных заземлителей используют стальные полосы площадью не менее
Стальные полосы применяют в обводненных выработках. Их укладывают в углубление сточной канавки на слой песка или мелкой породы толщиной не менее 50 мм и сверху засыпают таким же материалом слоем 150 мм. Стальные трубы применяют в сухих выработках. Трубу вставляют в предварительно забуренный шпур глубиной не менее 1,4 м. Размеры заземлителей регламентируются ПБ. Трубу и свободное пространство в шпуре заполняют гигроскопичным материалом (песок, зола и т.д.) и заливают водным раствором поваренной соли. При этом создается надежный контакт между трубой и породами выработки, а малая площадь испарения влаги обеспечивает достаточную влажность в течение длительного периода времени. Для местных заземлителей может использоваться устоявшаяся металлическая крепь, применяемая для крепления выработок. Для этого используют не менее трех рам крепи преднамеренно соединенной между собой гибким проводом или полосой (шиной) из стали или меди, прикрепляемой к рамам металлокрепи посредством накладок (рис. 21.3).
Рис. 21.2. Устройство местных заземлителей: а — полосового, б — трубчатого; 1 — стальная полоса; 2 — заземляющий отвод; 3 -песок; 4 — труба; 5 — шпур
Рис. 21.3. Устройство местных заземлителей с использованием крепи: а — соединение гибким проводом (тросом); б — соединение при помощи шины; 1 — рама металлической крепи; 2 — распорный элемент; 3 — наладка; 4 — трос; 5 — гибкий проводник; 6 — металлическая шина
Устройство таких заземлителей регламентируется Инструкцией по выполнению шахтных заземлителей, разработанных МакНИИ и ВостНИИ.
При одиночной установке аппараты, кабельные муфты, машины, подстанции присоединяются к местному заземлителю непосредственно. Местный заземлитель устанавливается на группу заземляемых объектов, применяя сборную заземляющую шину, к которой присоединяют, как местный заземлитель, так и каждый подлежащий заземлению объект при помощи отдельного ответвления. Заземляющие проводники присоединяют: к заземлителям, как правило, сваркой, и, в отдельных случаях, надежным болтовым соединением; к заземляющей шине — сваркой или болтовым соединением; к корпусам машин, аппаратов, механическим конструкциям — с помощью специальных заземляющих зажимов, предусмотренных на них.
Измерение сопротивления заземления
... к которой может быть измерен потенциал испытуемого заземлителя. Точность измерения сопротивления заземляющих устройств зависит от правильного взаимного расположения испытуемого и вспомогательных заземлителей и от расстояния между ними. Для получения ... Все темы данного раздела: а) б) &nbs а) б) &nbs а) б) &nbs При обрыве провода, пробое изоляции с замыканием фазы на корпус или на землю ...
Сборные шины и заземляющие проводники (плоские или круглые) в выработках, закрепленных деревянной крепью, крепятся скобами или гвоздями, а в выработках и машинных камерах с бетонной крепью — на специальных держателях на расстоянии не менее 20 мм от стенки выработки. Расстояние между точками крепления должно быть не более 2-х метров.
Схемы заземления электрооборудования представлены на рис. 21.4.
Рис. 21.4. Схемы заземления рудничного электрооборудования: а — КТП; б — муфты; в — электрических аппаратов; 1 — броня кабеля; 2 — наружный заземляющий зажим; 3 — внутренний заземляющий зажим; 4 — заземляющая жила гибкого кабеля; 5 — дополнительный заземлитель; 6 — заземляющий проводник; 7 — заземляющая шина; 8 — местный заземлитель; 9 — перемычка; 10 — стальной хомут
Для создания общешахтной сети заземления все местные заземлите- ли должны быть присоединены к главным заземлителям. Для этого используют: заземляющие жилы (4) кабелей, свинцовую оболочку и стальную броню кабеля (1), другие проводники. Все электрооборудование, присоединяемое бронированными кабелями, должно быть снабжено перемычками (9) из стали или меди сечением не менее 25 мм2 .
На рис. 21.5 представлена схема шахтной заземляющей сети. Общее переходное сопротивление любого заземлителя сети не должно быть более 2 Ом.
Защитное заземление на карьерах
Согласно правил безопасности в условиях открытых разработок заземлению подлежат корпуса экскаваторов, буровых станков, насосов, конвейеров, выключателей и другого электрооборудования; приводы электрической аппаратуры; вторичные обмотки измерительных трансформаторов; каркасы распределительных щитов и щитов управления; корпуса стационарных и передвижных трансформаторов, распределительных устройств и приключательных пунктов; корпуса муфт; оболочки бронированных кабелей; металлические и железобетонные опоры и конструкции линий электропередачи, корпуса прожекторов, осветительной арматуры и т.д.
Защитное заземление работающих в карьере стационарных и передвижных машин и механизмов напряжением до 1000 В и выше делается общим. Общая часть заземления должна осуществлять непрерывное электрическое соединение между собой заземляющих проводов и заземляющих жил гибких кабелей, с помощью которых заземляющие части присоединяются к заземлителям. Заземляющая сеть должна иметь автоматический контроль ее непрерывности.
Общая заземляющая сеть разреза должна состоять из центрального и местных заземляющих устройств. Местные заземлители выполняют в виде контура у передвижных комплектных трансформаторных подстанций напряжением ПКТП 6-10/0,4 кВ и других установок. ПКТП 6-10/0,4 кВ и другие передвижные объекты, расположенные в разрезе с удельным сопротивлением грунта более 200 Омм, должны быть заземлены от одного из центральных заземляющих устройств одно- или многопроволочными заземляющими проводниками, обеспечивающими общее сопротивление заземляющего устройства не более 4 Ом. Длина заземляющих проводников от передвижных электроустановок до центрального заземляющего устройства должно быть не менее 2 км. В районах со скалистым грунтом и вечной мерзлотой с удельным сопротивлением более 500 Ом-м допускается увеличение сопротивления, но не более 10-кратного.
Устройство тросовых и струнных электропроводок
... устройства тросовых и струнных электропроводок. В четырехпроводных сетях трехфазного тока с глухозаземленной нейтралью, в тросовых электропроводках, подкладываемых внутри производственных помещений с нормальной средой, несущий трос разрешается использовать в качестве заземляющего ... транспортабельных монтажных блоков и узлов. Работы по монтажу тросовых электропроводок на монтажной площадке в этом ...
Центральные заземляющие устройства располагаются у главной понизительной подстанции ГПП карьера или отдельно на его борту. Местные заземляющие устройства выполняют в виде заземлителей, сооружаемых у передвижных приключательных пунктов, КТПП 6-10/0,4 кВ и других установок (рис. 21.6). Различают контурные и выносные заземляющие устройства. Контурные — применяют на понизительных подстанциях, принцип их действия заключается в уменьшении напряжений прикосновения и шага за счет выравнивания потенциалов.
Непосредственно в карьерах применяют выносные заземляющие устройства. Они характеризуются значительным удалением от электрооборудования, вследствие чего напряжение прикосновения может достигать падения напряжения на сопротивление растеканию тока на заземляющих устройствах. Безопасность в данном случае обеспечивается малым сопротивлением растеканию тока заземляющего устройства.
Заземляющим устройством может служить круглая, прямоугольная или угловая сталь, не имеющая окраски, с размерами не менее: для круглых не оцинкованных заземлителей 0 = 10 мм; для оцинкованных 0 = 6 мм; для прямоугольных заземлителей S = 48 мм , с толщиной стенок и полок угловой стали b = 4 мм.
Рис. 21.6. Примерная схема устройства защитного заземления на карьере: 1, 5 — соответственно главный и местный заземлители; 2, 7 — заземляющие шины ГПП и жилы УТП; 3, 8 — заземляющие провода; 4 — приключательные пункты (ПП); 6 — отводы от местных землителей; 9, 10 — кабели КШВГ и ГРШС
вертикальными, углубленными
В горизонтальных заземлителях электроды прокладывают по дну траншей глубиной 0,7-0,8 м. Они выполняются из круглой или полосовой стали как самостоятельно, так и для связи между собой вертикальных за- землителей.
Соединение частей заземлителей между собой, а также заземлителей с заземляющими проводниками должно быть выполнено сваркой. Длина нахлестки для прямоугольных проводников должна быть не менее ее ширины, а для круглых — не менее 6 диаметров. Траншеи с заземлителями должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и мусора, с последующей утрамбовкой грунта. Перед засыпкой траншеи проверяют качество монтажа и составляют акт приемки.
Главные стационарные подстанции разрезов напряжением выше 110 кВ, а также тяговые подстанции переменного постоянного тока относятся к электроустановкам с большими токами замыкания на землю. Заземляющее устройство должно контуром охватывать всю территорию, где установлено оборудование. Для такого заземляющего устройства характерно наличие выравнивающих полок, которые закладываются на глубину 0,50,7 м через 6 м по всей площади подстанции и на расстоянии 0,8-1,0 м от фундаментов под оборудование. Выравнивающие полосы, кроме того, закладываются в местах входа на территорию подстанции.
Проектирование тяговой подстанции №90 (рассмотрение вопросов ...
... месторасположение тяговой подстанции №90; разработать схемы питания и секционирования контактной сети трамвая и троллейбуса; выполнить расчет тяговой сети для двух вариантов питания и секционирования; выполнить расчет тяговой сети в ... от новой тяговой подстанции №90 в квартале 29a. б) строительство тяговой подстанции №90 в квартале 29а, где предусмотреть: 1) в распределительном устройстве 10 кВ: ...
Если электроснабжение электроприемников, расположенных в карьере, осуществляется от двух бортовых или иных подстанций 35/6 (10) кВ или 6 кВ, то в качестве центральных заземляющих устройств необходимо использовать контуры заземления обеих подстанций.
Если питающая подстанция расположена от места производства горных работ на расстоянии 1000-1500 м, то в карьере рекомендуется сооружать отдельное центральное заземляющее устройство и не использовать заземляющий контур подстанции.
Для заземления передвижных машин, механизмов и установок, работающих непрерывно в карьере, от центрального заземляющего устройства вдоль питающей линии электропередачи ЛЭП прокладывают магистраль заземления. Ее подвешивают на опорах ЛЭП напряжением до 35 кВ. При этом расстояние от магистрального заземляющего проводника до проводов должно быть больше 0,8 м.
Минимальное расстояние от троса до земли 4,5 м.
Все соединения заземляющей сети должны иметь надежный контакт. Присоединения проводов к заземлителям и корпусам оборудования, а также соединения заземляющих проводников между собой должны быть выполнены сваркой или болтовыми соединениями. В заземляющей сети на поверхности и в сырых помещениях болтовые соединения лудят, или покрывают защитным слоем.
Последовательное присоединение заземляющих объектов к заземляющей сети не допускается. Заземляющий провод должен быть защищен от механических повреждений, а места присоединения проводов доступны для осмотра и испытаний.
В сетях с заземляющей нейтралью в качестве нулевых защитных и заземляющих проводников используют нулевые рабочие проводники, а также специально предусмотренные или естественные проводники (металлические конструкции зданий, арматура железобетонных конструкций, стальные трубы, электропровода, алюминиевые оболочки кабеля).
При этом должна обеспечиваться непрерывность электрической сети на всем протяжении пользования.
В сетях с изолированной нейтралью во всех случаях должны применяться специальные заземляющие проводники. Допускается выполнение соединения болтами, если обеспечиваются меры против ослабления и коррозии контактных соединений.
В помещениях сухих, без агрессивной среды, заземляющие и нулевые защитные проводники, допускается прокладывать непосредственно по стенам. Во влажных, сырых помещения с агрессивной средой — на расстоянии 10 мм от стен на специальных опорах для крепления. Расстояние между креплениями должно быть: на прямых участках 1000 мм; на поворотах и в местах ответвления — 100 мм; высота от уровня пола помещения 400-600 мм. Магистрали заземления, зануления и ответвления от них должны быть доступны для осмотра. Под один болт разрешается присоединять только один проводник. Электрооборудование, подверженное частым перемещениям или вибрациям, заземляется гибкими проводниками сечением соответственно не менее 50 и 25 мм2 .
Устройство водоотводящих сетей: колодцы и камеры
... должны трассироваться в направлении, совпадающем с уклоном поверхности земли. 3 УСТРОЙСТВО ТРУБОПРОВОДОВ И КОЛЛЕКТОРОВ ДЛЯ ВОДООТВОДЯЩЕЙ СЕТИ Материалы, которые используются для изготовления труб, должны удовлетворять строительным, технологическим ...
Одним концом перемычку присоединяют к специальному заземляющему зажиму (2) на кабельном вводе электрооборудования, а к другим — к свинцовой оболочке и броне с помощью стального хомута (10).
Для этого свинцовую оболочку кабеля надрезают с двух сторон и отгибают на 1800 таким образом, чтобы она вплотную прилегала к стальной броне. Стальная броня и свинцовая оболочка должны быть зачищены до блеска. На разделенное таким образом место после заливки муфты кабельной массой надевают стальной хомут шириной не менее 25 мм, к которому присоединяют заземляющий проводник. Передвижное и переносное электрооборудование заземляется при помощи заземляющих жил гибких кабелей. Эти жилы присоединяют к заземляющим зажимам, расположенным внутри кабельных вводов.
