Установка заземления в электроустановках: XX. Охрана труда при установке заземлений / КонсультантПлюс

Содержание

3.5. Установка заземлений в распределительных устройствах

3.5. Установка заземлений в распределительных устройствах

3.5.1. В электроустановках напряжением выше 1000 В заземляться должны токоведущие части всех фаз (полюсов) отключенного для работ участка со всех сторон, откуда может быть подано напряжение, за исключением отключенных для работы сборных шин, на которые достаточно установить одно заземление.

При работах на отключенном линейном разъединителе на провода спусков со стороны ВЛ независимо от наличия заземляющих ножей на разъединителе должно быть установлено дополнительное заземление, не нарушаемое при манипуляциях с разъединителем.

3.5.2. Заземленные токоведущие части должны быть отделены от токоведущих частей, находящихся под напряжением, видимым разрывом. Видимый разрыв может отсутствовать в случаях, указанных в п. 3.1.2.

Установленные заземления могут быть отделены от токоведущих частей, на которых непосредственно ведется работа, отключенными выключателями, разъединителями, отделителями или выключателями нагрузки, снятыми предохранителями, демонтированными шинами или проводами, выкатными элементами комплектных устройств.

Непосредственно на рабочем месте заземление на токоведущие части дополнительно должно быть установлено в тех случаях, когда эти части могут оказаться под наведенным напряжением (потенциалом).

3.5.3. Переносные заземления следует присоединять к токоведущим частям в местах, очищенных от краски.

3.5.4. В электроустановках напряжением до 1000 В при работах на сборных шинах РУ, щитов, сборок напряжение с шин должно быть снято и шины (за исключением шин, выполненных изолированным проводом) должны быть заземлены. Необходимость и возможность заземления присоединений этих РУ, щитов, сборок и подключенного к ним оборудования определяет выдающий наряд, распоряжение.

3.5.5. Допускается временное снятие заземлений, установленных при подготовке рабочего места, если это требуется по характеру выполняемых работ (измерение сопротивления изоляции и т. п.).

Временное снятие и повторную установку заземлений выполняют оперативный персонал либо по указанию выдающего наряд производитель работ.

Разрешение на временное снятие заземлений, а также на выполнение этих операций производителем работ должно быть внесено в строку наряда «Отдельные указания» (приложение № 4 к настоящим Правилам) с записью о том, где и для какой цели должны быть сняты заземления.

3.5.6. В электроустановках, конструкция которых такова, что установка заземления опасна или невозможна (например, в некоторых распределительных ящиках, КРУ отдельных типов, сборках с вертикальным расположением фаз), должны быть разработаны дополнительные мероприятия по обеспечению безопасности работ, включающие установку диэлектрических колпаков на ножи разъединителей, диэлектрических накладок или отсоединение проводов, кабелей и шин. Перечень таких электроустановок утверждается работодателем и доводится до сведения персонала.

3.5.7. В электроустановках напряжением до 1000 В операции по установке и снятию заземлений разрешается выполнять одному работнику, имеющему группу III, из числа оперативного персонала.

3. 5.8. В электроустановках напряжением выше 1000 В устанавливать переносные заземления должны два работника: один — имеющий группу IV (из числа оперативного персонала), другой — имеющий группу III; работник, имеющий группу III, может быть из числа ремонтного персонала, а при заземлении присоединений потребителей — из персонала потребителей. На удаленных подстанциях по разрешению административно-технического или оперативного персонала при установке заземлений в основной схеме разрешается работа второго работника, имеющего группу III, из числа персонала потребителей; включать заземляющие ножи может один работник, имеющий группу IV, из числа оперативного персонала.

Отключать заземляющие ножи и снимать переносные заземления единолично может работник из числа оперативного персонала, имеющий группу III.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

порядок, место, устройство, инструкция, проверка

Переносное заземление относится к устройствам, которые обеспечивают безопасность при проведении работ в электроустановках и распределительных сетях электрического тока.

Задача заземления состоит в предотвращении опасных последствий при случайной подаче напряжения в ремонтируемое устройство и для защиты от наведенного напряжения (актуально при работе на протяженных линиях). Расскажем в статье, что такое установка переносного заземления, зачем она нужна и как используется.

Устройство переносного заземления

При появлении напряжения на заземленном участке ток начинает проходить через заземления, вызывая тем самым срабатывание защиты источника напряжения или снижая потенциал заземленного участка. В основе конструкции переносного заземления лежит гибкий медный кабель большого сечения, оборудованный специальными зажимами для крепления к заземлителю и к заземляемой цепи.

Для трехфазных цепей применяется кабель с тремя концами, которые затем конструктивно объединяются в общий кабель. Зажимы для крепления к защищаемой цепи имеют изолированные рукоятки, объединенные с винтами затяжки струбцин крепления. Кроме струбцин могут использоваться пружинные клеммы, но такое заземление используется только на проводных линиях и не пригодно для заземления большинства частей электроустановок.

Струбцины могут иметь разнообразное исполнение. Главное условие – обеспечение надежного контакта с заземляемым устройством, стойкость к коррозии и удобство крепления. В местах подсоединения заземляющего троса к зажимам должны применяться меры по предотвращению переламывания жил.

На рисунке хорошо видны спиральные пружины, которые предохраняют жилы кабеля от переламывания в местах ввода в струбцины.

Диэлектрические штанги должны обладать хорошими изолирующими свойствами, быть механически прочными, не поглощать влагу. В качестве материала для изготовления применяется пропитанная водоотталкивающим составом древесина, стеклопластик, текстолит. Металлические изделия могут применяться только в качестве соединительных элементов и рабочих участков.

Временный заземлитель с молотом

Для работ на воздушных линиях связи или электропередач переносные заземления комплектуются временными заземлителями, которые представляют собой стержень из черного металла диаметром 15 мм и длиной до 2-х метров.

Для забивания в грунт и последующего извлечения на стержне предусмотрено крепление специального зажима и молот в виде массивной втулки, которая может передвигаться по стержню.

Разнообразные конфигурации струбцин рабочих частей переносного заземления.

Совет #1. Струбцины должны иметь затяжные винты, снабженные специальными ушками для возможности закручивания изолирующими штангами.

Для чего и где применяется переносное заземление

Переносное заземление применяется во время проведения ремонтных, профилактических или иных работах на действующих электроустановках для заземления металлических частей, которые могут оказаться под напряжением, в том числе и под наведенным. Кроме электроустановок заземлению подлежат также линии электросвязи, которые проходят вблизи линий электропередач, поскольку кроме вероятности непосредственного касания проводов, на линиях связи может возникать значительный потенциал наведенного напряжения. Читайте также статью: → «Защитное заземление».

Переносное заземлений бывает трех разновидностей:

  • Без изолирующих штанг;
  • С изолирующими штангами;
  • С изолирующими штангами с металлическими звеньями.

По области применения переносные заземления могут предназначаться для электроустановок и для воздушных линий. Основным отличием является наличие длинных штанг для удобства крепления на проводах заземлений, предназначенных для работ на воздушных линиях.

Переносное заземление с изолирующими штангами. На штангах видны предохранительные кольца черного цвета.

Также заземления различаются по количеству фаз. Могут быть одно- и трехфазными. Для работ на воздушных линиях напряжением более 200 кВ применяются только однофазные заземления, поскольку большие расстояния между проводами приводят к значительному увеличению массы конструкции. Поэтому на таких линиях для защиты каждой фазы применяется отдельное однофазное заземление.

Требования к переносному заземлению

Для изготовления заземлений используется гибкий медный кабель.

Медь выбирается из условия минимального сопротивления, достаточной механической и термической прочности. Стандартами допускается применение алюминиевых переносных заземлений, но на практике они практически не встречаются, так как не обладают большой надежностью, а из-за низкой температуры плавления алюминия сечение кабеля становится неоправданно большим. Так, при одном и том же времени воздействия, допустимый ток через одинаковый кабель для алюминия в полтора раза меньше.

Трос заземления должен выполняться из голого неизолированного кабеля. В крайнем случае может использоваться кабель в прозрачной термостойкой изоляции. Такое требование вызвано тем, что под слоем изоляции невозможно определить целостность кабеля. При протекании больших токов, провода заземления сильно нагреваются, что может вызвать плавление и возгорание изоляции. Читайте также статью: → «Контур заземления: монтаж».

Металл кабеля должен выдерживать максимальные токи короткого замыкания, определяемые током и временем срабатывания защиты заземляемых устройств и линий.

Места соединений должны иметь минимальное переходное сопротивление. Длина провода заземления между фазными зажимами составляет от 0.4 до 9 м, а длина спуска заземления от 2 до 15 м в зависимости от области применения заземления.

Совет #2. Все соединения жил с крепежными элементами и между собой должны производиться только механическим способом – болтовым соединением, опрессовкой или сваркой.

Пайка различными припоями строго воспрещена, поскольку припой имеет низкую температуру плавления и при прохождении больших током может расплавиться и вытечь из зоны пайки.

Крепление кабеля к струбцине при помощи метода обжима.

Изолирующие рукоятки и штанги должны иметь необходимую механическую прочность и высокие диэлектрические характеристики. На рукоятках и штангах должен присутствовать бортик или предохранительное кольцо для предотвращения соскальзывания руки в направлении зажима или струбцины.

Каждое устройство переносного заземления должно иметь прочную бирку, на которой штамповкой обозначены сечение заземления, номинальное напряжение и инвентарный номер номер.

Маркировка может быть нанесена на одну из струбцин (как правило на ту, которая крепится к заземлителю).

Расчет сечения кабеля при установке

Сечение кабеля переносного заземления выбирается из расчета максимально возможного тока срабатывания защиты электроустановки или воздушной линии с учетом времени срабатывания защиты.

На практике принято использовать для защиты электроустановок с напряжение до 1000 В кабель сечением не менее 16 мм2, а свыше 1000 В — 25 мм2. Максимальное сечение троса заземления составляет 95 мм2. В случае необходимости применения заземления с большим сечением или при отсутствии нужного, то можно использовать несколько заземляющих устройств меньшего сечения, устанавливаемых параллельно. Суммарная площадь нескольких заземлителей должна быть равна или превышать требуемую.

Для определения сечения троса необходимо определить сечение элементарной жилы по ее диаметру и умножить на общее количество жил. Определять сечение кабеля непосредственным измерение его диаметра нельзя, так как из-за неплотного прилегания отдельных жил полученное значение будет сильно завышенным и не соответствовать реальному

.

Методика и сроки проверки заземления

Проверку электрических и механических параметров переносных заземлений проводят только в процессе производства и во время приемо-сдаточных испытаний. Основной проверкой является измерение переходного сопротивления между кабелем и крепежными элементами, а также изолирующие и  механические свойства диэлектрических материалов. Во время рабочей эксплуатации проверяются только электрические характеристики гибких изолирующих элементов бесштанговых заземлений и изолирующие штанги заземлений с металлическими звеньями. Периодичность проверки составляет 24 месяца.

Перед каждым применение производится визуальный осмотр на предмет отсутствия сплавленных, спекшихся или оборванных жил. В том случае, если оборвано более 5 % жил или на кабеле есть иные повреждения, то такое переносное заземление нельзя допускать к эксплуатации.

Совет #3. На изолирующих элементах не должно быть трещин и обгоревших участков. Слой лака на деревянных рукоятках должен быть сплошным без отслоений.

Последовательность наложения и снятия

Правила работы с переносным заземление строго регламентированы и должны строго соблюдаться всеми работниками. Правила таковы:

  • Электроустановка отключается;
  • Вывешиваются предупреждающие плакаты и принимаются остальные мероприятия по недопущению включения;
  • Переносное заземление устанавливается только после полной и тщательной проверки отсутствия напряжения на заземляемых токоведущих частях;
  • В первую очередь заземление подключается к заземляющему устройству;
  • Проверяется отсутствие напряжения;
  • Заземление подключается к токоведущим частям.

Порядок отключения переносного заземления обратный – сначала зажимы заземления снимаются с токоведущих частей и только после этого, с заземлителя. Все действия по установке и снятию заземления нужно производить в диэлектрических перчатках с использованием изолирующих штанг.

При работе на воздушных линиях заземление накладывается с обеих сторон участка, на котором производятся работы. Вне зависимости от того, на скольких проводах должны выполняться работы, заземлению подлежат все фазы ремонтируемой линии. В электроустановках заземлению подлежат все участки, к которым возможно касание или они находятся в непосредственной близости от места проведения работ. Читайте также статью: → «Для чего выполняется заземление крыши дома».

В закрытых распределительных устройствах на токоведущих шинах предусмотрены места для подключения заземления. В этих местах краска на шинах отсутствует и имеется окантовка черной краской.

Установка переносного заземления на шины питания

В некоторых случаях на шинах может быть предусмотрено наличие креплений для соединения с заземлением, оборудованных болтами или гайками с барашком для удобства работы в изолирующих перчатках.

Заземление установок производится с пола, земли или стремянок. Подниматься по конструкции заземляемого устройства до наложения заземления нельзя! В крайнем случае, на оборудовании должны быть отключены все вводы питания и проверено отсутствие напряжения.

Вопросы и ответы для новичков

Вопрос №1. Почему для переносных заземлений нельзя использовать изолированный провод?

При работе с заземлением возможны изгибы зеземляющего троса. С течением времени отдельные жилы могут переломиться, особенно в местах креплений к зажимам. Наличие изоляции не позволяет оценить состояние кабеля. При появлении напряжения на заземленной электроустановке, через заземление возможно протекание больших токов, кабель будет нагреваться и изоляция расплавится. Также возможно возгорание и задымление изоляции.

Вопрос №2. Почему определен именно такой порядок установки и снятия переносного заземления?

Если струбцина троса подключена к заземлителю, то при подключении фазных клемм заземления к элуктроустановке, даже если там есть напряжение, удара током не произойдет, так как ток будет идти по пути наименьшего сопротивления. В противном случае, если сначала подключить заземление к токоведущим частям, то на нем может присутствовать напряжение, опасное для жизни. При снятии заземления происходит то же самое. Когда клеммы снимаются с электроустановки, то, даже если там появится напряжение, то контакта с работающим уже не будет.

Вопрос №3. Как поступить, если отсутствует трехфазное переносное заземление?

Можно воспользоваться тремя однофазными заземлениями. Площадь поперечного сечения каждого из них должно быть не меньше чем у необходимого трехфазного.

Оцените качество статьи:

Все, что надо знать о применении и установке переносных заземлений

Основное назначение переносных заземлений – обеспечение безопасной работы вблизи электроустановок. Часто электрики применяют это защитное приспособление на обесточенных участках при проведении ремонтных работ. Установка переносного заземления осуществляется в определенном порядке и нужна для того, чтобы защитить человека в случае непреднамеренной подачи напряжения. Происходит короткое замыкание, и устройство разрывает цепь. В чем же особенность применения переносных заземлений?

Предъявляемые требования к защитному устройству

В изготовлении переносного заземления могут применяться как алюминиевые провода, так и медные. Однако основная масса производителей отдает предпочтение медным кабелям. Объясняется это тем, что у такого проводника меньше сопротивление, выше устойчивость к механическим и термическим воздействиям. Алюминиевые кабеля быстро ломаются и имеют невысокую температуру плавления. Из-за этого для одного и того же значения максимального тока алюминиевый провод будет толще в несколько раз.

Еще одним важным требованием является установка в качестве заземляющего троса неизолированного провода. В редких случаях допускается прозрачный изоляционный материал. Обусловлено это тем, что обнаружить разрыв жилы кабеля, покрытого изоляцией невозможно. Кроме того, при постоянных перегрузках в сети провод сильно нагревается, в конечном итоге внешняя оболочка кабеля начинает плавиться или воспламеняется.

Проводники и зажимные щупы обязаны выдерживать максимальные токи короткого замыкания.

Переходное сопротивление в местах соединения жил кабелей должно быть минимальным. Стык проводов фиксируется методом опрессовки, сварки или болтовым сжимом.

Расчет сечения проводов осуществляется исходя из значения рабочего напряжения. Для установок, работающих в пределах 1000 В допустима установка переносных заземлений с сечением кабеля минимум 16 мм. При работе свыше 1000 В – 25 мм и более. Для 6000 В требуется сечение в 120 мм, что крайне неудобно, и делает приспособление неподъемным. Выходом из такой ситуации является параллельная установка нескольких защитных устройств.

Обобщенные правила

Правила эксплуатации и порядок наложения переносного заземлителя строго регламентированы и должны соблюдаться всеми рабочими бригадами:

  • установка начинается только после обесточивания ремонтного участка;
  • на рубильнике вывешиваются предупредительные таблички о запрете включения;
  • первым подключается заземляющий трос;
  • после повторной проверки на отсутствие напряжения подсоединяются щупы к токоведущим участкам;
  • отключения переносного заземлителя осуществляется в обратном порядке: первыми снимаются щупы с токоведущих участков, затем отсоединяется трос заземления.

Рабочая бригада обязана соблюдать не только порядок действий, но и технику безопасности. Установка и отключение должны проводиться в специальных диэлектрических рукавицах. Если электроустановка работает на 1000 В и более, кроме перчаток необходимо использовать изолирующие штанги. Чтобы работник был допущен к монтажу, несколько раз в год осуществляется проверка, специалист должен рассказать каков порядок установки и снятия переносных заземлений.

Строго запрещено подключение в качестве кабеля заземления проводника, который предназначен для других целей. При соединении жил нельзя прибегать к методу обычной скрутки.

Для воздушных линий

Если ремонтируются воздушные линии на 1000 В и меньше, то можно применять переносное заземление только на ремонтном участке. Если напряжение свыше 1000 В, заземления подключаются ко всем секционным коммутирующим аппаратам и распределительным устройствам. Кроме этого, на каждом ремонтном участке заземляются проводники всех фаз.

На одноцепных линиях переносные заземления монтируются на опорных площадках, где проводятся ремонтные работы. Защитную аппаратуру можно подключать с двух сторон от необходимого участка, главное условие – между точками установки расстояние не должно превышать 2 км.

На воздушных линиях право устанавливать переносные заземления получают 2 оперативно-ремонтных специалиста. Руководитель обязан иметь 4 группу на воздушных линиях свыше 1000 В и 3 группу на линиях до 1000 В. В качестве подчиненного допускается работник 3 разряда. Отключение разрешается двумя специалистами, имеющими 3 группу. За установкой и отключением всегда должен наблюдать один работник с земли, при этом контролировать порядок действий второго. Для отключения заземляющих ножей допускаются специалисты 3 разряда.

Для электроустановок и распределительных устройств

Для электроустановок, напряжение которых превышает 1000 В, переносная защитная аппаратура устанавливается на все токоведущие провода. Заземленные участки должны отделяться от токоведущих проводов посредством установки видимого разрыва (выключатели, разъединители или отключенные предохранители). Согласно порядку о технике безопасности, если есть риск возникновения наведенного напряжения, дополнительно переносное заземление устанавливается на рабочее место каждой бригады.

В закрытых распределительных устройствах для установки защитного заземления предусмотрены специальные участки. Эти места выделены черным цветом, их необходимо зачистить от краски, в остальном порядок подключения устройства аналогичен.

В электрических подстанциях до 1000 В установка и снятие переносного заземления осуществляется ремонтным специалистом 3 группы.

Для электрических установок, работающих от 1000 В и выше требуется больше персонала. Для подключения заземляющих ножей допускается один оперативно-ремонтный работник 4 группы. Установка и снятие производится двумя специалистами 4 и 3 группы. Для допуска к рабочему месту специалист 3 группы должен пройти инструктаж, изучить схему электрической установки и порядок действий. Для отключения заземляющих ножей допускается специалист 3 разряда. По характеру ремонтных работ иногда требуется временное отсоединение переносного устройства, это осуществляется оперативно-ремонтным работником 3 группы.

Усиление безопасности

Порядок монтажа переносных заземлений в электрических установках должен начинаться с усиления безопасности. Исключается возможность случайной подачи напряжения на ремонтируемые отрезки.

Отключаемая аппаратура и приводы в защитных блоках должны запираться на замок, в месте подключения разъединительных рубильников необходимо изолировать контакты при помощи специальных колпаков.

Эти меры и остальной порядок действий по обеспечению безопасной работы должен быть описан в местной инструкции. Если нет возможности в полной мере выполнить требования по технике безопасности, то питающая линия распределительного устройства отключается.

При снятии и наложении переносного заземления работник обязан строго соблюдать вышеописанный порядок действий. Даже если в сеть ошибочно подалось напряжение, при подсоединенной струбцине заземляющего троса работника не ударит током.

Таким образом, переносное заземляющее устройство помогает обезопасить электриков при проведении ремонтных работ. Купить его можно в магазине промышленных товаров, обращая внимание на основные технические характеристики.

Переносное заземление: назначение, конструкция, установка

При организации оперативных мероприятий (переключений), периодически проводимых на любых объектах энергопотребления, предпринимаются специальные меры защиты обслуживающего персонала от удара электрическим током. Одна из них – временная установка на токопроводящие части электрооборудования защитных устройств под названием «переносное заземление» (ПЗ). По окончании ремонтно-восстановительных работ эти приспособления без всяких проблем удаляются с данного объекта.

Некоторые виды переносных заземлений

Переносное заземление штанговое

Заземление переносное для распределительных устройств

Предназначены для наложения на грозозащитный трос линий электропередач напряжением от 750 до 1150 кВ

Переносное заземление для РУ выше 1 кв

Заземление переносное для пожарных стволов

Крюк для переносного заземления грозозащитного троса

Комплект переносного заземления для ВЛ ПЗ для воздушных линий

ПЗ трехфазное для воздушных линий ЗЛП-10

Для понимания того, что такое переносное заземление в первую очередь потребуется ознакомиться с существующими разновидностями этих изделий и их конструкцией. Важно знать, что описываемые приспособления применяются в самых различных ситуациях, начиная с обустройства заземления переносного для распределительных устройств и кончая защитой шлангов и брандспойтов пожарных машин. Также следует разобраться в таких вопросах, как нормируемые параметры, назначение, конструкция и правила эксплуатации этих устройств.

Что такое переносное заземление и его назначение

Переносное заземление – это специальное защитное приспособление, которое устанавливается на токоведущие части оборудования во время его отключения и оперативного ремонта.

С его помощью удается защитить конструктивные элементы не функционирующих электроустановок от случайного попадания на них опасного потенциала и исключить появление наведенного напряжения (при отсутствии штатных заземлителей ножевого типа).

Основное назначение переносного заземления – обезопасить работающий на линии персонал от поражения электрическим током в случае ошибочной подачи высокого потенциала на отсоединенный от сети участок.

Для углубленного понимания назначения переносных заземлений, прежде всего, потребуется разобраться с технологией происходящих процессов и принципом их действия. Они состоят в следующем:

  • При ошибочной подаче или наведении за счет индукционных полей постороннего напряжения на участке с работающими на нем людьми, при наличии заземления опасный ток стекает непосредственно в землю.
  • Одновременно с этим его величина в рабочих цепях резко возрастает.
  • Последнее вызывает срабатывание автоматов или защитных предохранителей и последующее за этим снятие случайно поданного напряжения с токоведущих частей.

Установка и функционирование переносного защитного заземления полностью идентично стационарным устройствам, с тем лишь отличием, что этот вариант является временной мерой защиты от воздействия опасного напряжения.

Устройство

При промышленном изготовлении ПЗ традиционно используются гибкие медные жилы с удаленной с них оплеткой, оснащенные специальными крепежными приспособлениями (они по внешнему виду напоминают струбцины). На концах, предназначенных для наложения заземления, имеются изолирующие ручки, препятствующие опасному перемыканию фаз.

Расположенные на них струбцины подключаются непосредственно к обслуживаемому участку линии или корпусу оборудования. Общий вид переносного заземляющего приспособления приведен на фото слева.

Дополнительная информация: Среди известных разновидностей ПЗ особо выделяются защитные приспособления, предназначенные для трехфазных сетей.

Заземление переносное для распределительных устройств в линиях трехфазного тока изготавливается в следующих двух исполнениях:

  • как четыре заземлителя, объединенных в одно устройство;
  • в виде раздельных элементов, подключаемых к каждой фазе и отдельно – к земле.
ЗПМ-1М — отдельный элемент ПЗ, подключаемый к фазе с одной стороны и к земле с другой

Особая конструкция зажимов для трехфазных цепей позволяет производить их установку, воспользовавшись имеющейся на отводящем конце изолирующей штангой. Для объединения жил на конце заземлителя применяются следующие способы:

  1. Обычная опрессовка.
  2. Электросварка.
  3. Надежное болтовое соединение.

В последнем случае жилы в месте обжима струбциной (ее вид приведен на фото справа) обязательно лудятся тугоплавким припоем. Простое крепление посредством обычной пайки категорически запрещается, поскольку токи короткого замыкания способны разогреть место сочленения до высокой температуры и разрушить элементы устройства.

Обозначение переносного заземления на схеме

По современному ГОСТу существует три обозначения заземления и символ вывода на корпус.

Знак заземления на схемах

Отдельного обозначения для переносного заземления на схемах или чертежах нет. Подробно о знаках заземления вы можете прочитать в нашей статье — Как обозначается знак заземления на схемах и чертежах.

Комплектация и маркировка

В зависимости от конкретной модели и конструктивных особенностей ПЗ в их комплект могут входить следующие составляющие изделия:

  • Само переносное заземление в собранном или полностью разобранном виде.
  • Набор изолирующих штанг.
  • Переносные чехлы и технический паспорт.
Комплект переносного заземления линейного ЗПЛ-1-01 для ВЛ 1 кВ

Для подтверждения полноты комплектации и достаточности ее для работы на все составные части изделия наносится особая маркировка. В ней, как правило, отражается следующая необходимая информация:

  • Товарный знак с указанием предприятия, изготовившего данный тип изделия.
  • Дата выпуска и марка переносного заземления.
  • Сечение токоотводящих жил.
На каждой составной части ПЗ наносится маркировка

В определенном месте на корпусе держателей штанг также указывается предельное напряжение, на которое они рассчитаны.

Предъявляемые требования

Основное требование к переносным заземлениям – их термическая и механическая устойчивость к токам КЗ и перегрузкам в обслуживаемых линиях. Зажимы для закрепления проводников на токоведущих частях выполняются таким образом, чтобы их невозможно было сорвать даже при приложении больших усилий. Кроме того, они должны обеспечивать надежный контакт и выдерживать значительные температуры нагрева, возможные при перегрузках в электрической цепи.

Лишь при соблюдении этих условий удается поддерживать работоспособность переносных систем длительное время.

Дополнительная информация: Средняя температура плавления материала, из которого изготовлен комплект заземляющих элементов из меди, составляет примерно 1000-1100 градусов Цельсия.

Перед началом операций с переносным заземлением следует убедиться в его полной работоспособности, для чего, прежде всего, проверяется документальное сопровождение этого оборудования. Комплект документов, подтверждающий его исправность и готовность к использованию, состоит из следующих наименований:

  1. Акт о приемке изделия в эксплуатацию (проверка на соответствие действующему ГОСТ Р 51853-2001).
  2. Результаты периодических поверок, проводимых не реже 1 раза в 5 лет.
  3. Акт по внеочередным проверкам переносного заземления, которые обязаны проводиться после внесения изменений в конструкцию или после его серьезного ремонта.

Помимо документального сопровождения временное заземление обязательно проверяется визуально на предмет отсутствия на нем механических и других повреждений. Особое внимание обращается на изоляцию ручек контактных соединителей (зажимов) и надежность сочленения при их срабатывании.

При обустройстве переносных заземлений ряд предъявляемых к ним требований дополняется следующим перечнем:

  1. Кабель и зажимные крепления заземления переносного для распределительных устройств должны выдерживать токи КЗ и высокие динамические нагрузки.
  2. Зажимы этих приспособлений должны обеспечивать надежный контакт и отличаться устойчивостью к высоким температурам.
  3. Сечение заземляющих жил для установок до 1000 Вольт не может быть менее 16-ти мм квадратных.
  4. При напряжениях в защищаемых цепях выше 1000 Вольт сечение медной жилы выбирается равным 25-ти мм квадратных (не менее этого показателя).
  5. При напряжениях выше 10 кВ (до 110 кВ) согласно расчетной нагрузке сечение жилы достигает 120 мм и более (как правило, получить его на практике бывает очень сложно).

В последнем случае разрешается объединять сразу несколько заземлений, что позволяет получить требуемое суммарное сечение. Все они устанавливаются неподалеку одно от другого и включаются в параллельную цепочку.

Расчет сечения для ПЗ

Расчет и проверка полученных результатов на практике – одно из обязательных условий для гарантированной безопасности пользования ПЗ в части достаточности типоразмера жил. Для расчета сечения одиночного переносного заземлителя обычно используется следующая формула:

S = ( Iуст tф ) / 272,

где Iуст – это токовый показатель режима короткого замыкания, Амперы,

а – условное время действия разряда в секундах.

Обратите внимание: При оценке параметра его сравнивают с временным промежутком, соответствующим срабатыванию автомата защиты, установленного в контролируемой цепи.

За расчетную величину этого показателя обычно принимается максимальное значение для защитного выключателя, используемого в осветительных сетях. При изготовлении ПЗ не допускается применять изолированные провода, не позволяющие своевременно обнаружить факта повреждения его рабочих жил. Нарушение этого правила может привести к снижению расчетного сечения и перегоранию проводника при КЗ. Вместе с тем используемая конструкция струбцин позволяет надежно фиксировать соединительные провода практически любой толщины.

Таблица параметров и размеров ПЗ для распределительных устройств

Таблица параметров ПЗ для воздушных линий

Установка и снятие переносного заземления

При ознакомлении с порядком наложения и снятия заземлений на подлежащих ремонту цепях важно обратить внимание на следующие моменты:

  1. Установка переносных заземлений на токоведущие части производится непосредственно после того, как они проверены на отсутствие опасного напряжения.
  2. ПЗ сначала одним концом присоединяются к заземляющему устройству и только после этого их ответные части фиксируются на токоведущих шинах самонесущего изолированного провода СИП.
  3. Перед этим рекомендуется повторно убедиться в отсутствии напряжения, проверяемого специальным индикатором.
  4. Снимается такое заземление в строго обратной последовательности.
  5. Сначала необходимо отсоединить струбцины с токоведущих частей, а затем можно ослабить и снять ответные концы с самого устройства заземления.
  6. Помимо соблюдения правила, касающегося того, в какой в последовательности выполнять установку ПЗ, следует помнить, что производить это действие допускается только в диэлектрических перчатках.

Важно! В электроустановках напряжением более 1000 Вольт при наложении и снятии переносного заземления обязательно применение специальной изолирующей штанги.

Установка ПЗ на шины трансформатора с помощью изолирующей штанги

Зажимы переносных заземлений закрепляются посредством той же штанги, а при ее отсутствии – вручную (в надетых на руки диэлектрических перчатках). Согласно требованиям ПУЭ использование для ПЗ проводников и шин, не предназначенных для этих целей, не допускается. Принятый порядок установки заземления строго регламентирован и никогда не должен нарушаться. Всякое отклонение от него может привести к поражению работающих на линии людей высоким потенциалом.

Для воздушных линий электропередач

Относительно заземлений переносных для воздушных линий (ВЛ) нужно отметить следующее. Они состоят из специальных заземлителей и так называемых «спусков», соединяющих их с элементами временно обустраиваемого защитного контура. Функцию таких спусков для ж/б опор ЛЭП с рабочими напряжениями 6-10 кВ выполняют элементы напряженной арматуры стоек, которые напрямую соединены с заземлителем. В ситуациях, когда опоры закреплены фиксирующими оттяжками – их также допускается использовать в качестве заземляющих проводников (в дополнение к уже имеющимся отводам).

Обратите внимание: Специальные заземляющие спуски делаются из медных жил диаметром порядка 10 мм, что соответствует сечению 35 мм квадратных.

Известные виды переносных заземлений обеспечивают надежную защиту работающего на ЛЭП оперативного персонала. Однако это не означает отказ от принятия дополнительных защитных мер, которые предусматриваются положениями действующих нормативов (ПУЭ, в частности).

Заземление линий электропередач на столбах

Для повышения безопасности обслуживающего персонала при работе на опорах ВВ электропередач, а также с целью защиты установленной на столбах аппаратуры применяется специальный вид заземлений переносных для воздушных линий. Их конструкция выбирается в соответствии с требованиями ПУЭ, в которых величина переходного сопротивления заземленных элементов строго нормируется. На воздушных линиях электропередач с соединенной с землей нейтральной жилой и рабочими напряжениями более 0,4 кВ на железобетонных опорах также заземляется их арматура (включая крюки и штыри, удерживающие провода). Суммарное сопротивление временного заземляющего устройства в этом случае не должно быть более 50-ти Ом.

Установка переносного заземления на воздушной линии

При обустройстве заземлений переносных для воздушных линий с деревянными опорами для получения надежного контакта, как правило, используется болтовое соединение. При заземлении металлических и железобетонных опор указанное соединение допускается делать как на сварку, так и с использованием болтовых стяжек.

Обратите внимание: Заземляющие проводники таких переносных приспособлений в любом случае должны иметь диаметр рабочей жилы не менее 6-ти мм.

Применение переносных заземлений на высоковольтных линиях передач  на 10 кВ (6кВ) считается обязательным. При этом временному заземлению подлежат:

  • Входящие в конструкцию металлические и железобетонные опоры.
  • Деревянные опорные столбы, на которых устанавливаются устройства защиты от грозы и молний.
  • Силовые или местные измерительные трансформаторы.

Также не следует забывать о заземлении аварийных разъединителей, высоковольтных предохранителей или других элементов защиты используемой аппаратуры.

Для электроустановок и распределительных устройств

Существует большое количество переносных приборов, предназначенных для защиты обслуживающего и оперативного персонала от поражения током в цепях с действующим напряжением до 1000 Вольт. При работе с электроустановками и распределительными устройствами (РУ) применяются специальные временные заземляющие комплекты, отличающиеся своей простотой, долговечностью и удобством применения. Для ознакомления с ними предлагаем рассмотреть рабочие характеристики некоторых из них.

Установка переносного заземления в распределительном устройстве

Заземления переносные линейные ЗПЛ подстанционные подобно обычным приспособлениям для временного соединения с землей состоят из фазных замыкающих струбцин, имеющихся на обоих концах медных проводников. Место куда следует присоединять в распределительных устройствах такие ПЗ, выбирается исходя из возможности создания надежного зацепления (контакта). Чаще всего – это фазные шинки подводящих линейных цепей или их ответвления на соседние распределительные шкафы.

Комплект переносного заземления из четырех заземлителей

На ПЗ для РУ имеются специальные рукоятки, предназначенные для защиты оператора от прикосновения с отключенными токоведущими частями электроустановок. По всем своим характеристикам они полностью соответствуют типовым заземляющим конструкциям. Также отметим, что для действующих установок с рабочим напряжением выше 1000 Вольт, переносные защитные приспособления накладываются на все предусмотренные в ней токоведущие провода. Защищенные с их помощью участки должны четко отделяться от токоведущих шин путем организации хорошо различимого разрыва. Он обычно обустраивается за счет выключателей, разъединителей или предохранителей, отключенное положение которых прекрасно видно с места проведения ремонтных работ.

Установка переносного заземления на выводах трансформатора

В соответствие с требованиями основных положений ТБ при наличии риска появления наведенного напряжения временное переносное заземление обязательно устанавливается в зонах всех работающих на участке бригад. В большинстве современных образцов РУ для наложения защитного заземления предусмотрены специальные места, присоединиться к которым удается без всяких усилий. Они маркируются черной краской, которую перед наложением струбцины следует тщательно удалить (до появления чистой стальной поверхности).

Монтаж ПЗ на вводе в трансформатор

Во всем остальном порядок подключения заземляющего устройства аналогичен уже рассмотренным ранее образцам. На довольно распространенный вопрос о том, кому разрешено устанавливать и снимать переносные заземления, существует однозначный ответ.

Важно! В электрических подстанциях и действующих электроустановках до 1000 Вольт делать это может только оперативный персонал, имеющий группу допуска не ниже третьей.

Для электроустановок с рабочим напряжением от 1000 Вольт и выше к проведению этих операций должно привлекаться несколько лиц. Одно из них назначается непосредственным производителем работ, а второе – наблюдающим, который должен иметь группу допуска не ниже 4-ой.

Перед началом оперативных переключений на участке, подлежащем заземлению, специалист 3 группы обязательно проходит инструктаж, а также тщательно изучает схему электроустановки и порядок предстоящих коммутаций. Все основные операции по подсоединению и отключению заземляющих элементов осуществляются тем же специалистом с 3-ей группой допуска.

Для пожарных машин

При рассмотрении переноснх заземлений для пожарных машин потребуется обратить внимание на следующие важные детали:

  • различные конструкции защитных приспособлений этого класса имеют стандартное исполнение, обозначаемое как ЗПC-25;
  • опрессованный с двух концов заземляющий проводник с одной стороны с помощью овального кольца-струбцины крепится к стволу пожарного брансбойта, а с другой – непосредственно к заземляющим штырям, вбитым в землю;
  • при монтаже временной защитной конструкции обязательно должны учитываться требования действующих нормативов, касающиеся параметров заземляющих устройств.

В зависимости от состава комплекта используемого оборудования и наличия дополнительных заземляющих приспособлений некоторые положения действующих правил дополняются специальными рекомендациями. В соответствие с их требованиями определяются ситуации, в которых применяется тот или иной тип выносного контурного заземления для пожарных машин.

Усиление безопасности

Порядок монтажа любых переносных заземлений, применяемых в электроустановках, предполагает обязательное приложение усилий, способствующих повышению уровня безопасности рабочего персонала. Своевременное принятие всех необходимых мер сводит к нулю вероятность случайной подачи опасного напряжения на участки линии, на которых производятся ремонтные работы. С этой целью потребуется предпринять следующие обязательные действия:

  1. Дверцы коммутационной аппаратуры, посредством которой напряжение с кабельного ввода подается на данный участок электросети, надежно запираются на замок.
  2. На контакты ножевых колодок рубильников, подающих напряжение в действующую сеть, надеваются специальные изоляционные колпаки.
  3. На ключи коммутационных устройств вывешиваются предупредительные плакаты типа «Работа на линии» или «Осторожно – работают люди».
Вывешены плакаты на автоматических выключателях «Не включать, работа на линии»

Обратите внимание: Перечисленные операции, совершаемые в указанной последовательности, должны быть прописаны в инструкции по проведению оперативных переключений.

Знание основных положений этого документа обязательно проверяется в ходе инструктажа, проводимого с членами монтажной бригады перед началом восстановительных работ на линии электропитания.

Каждый член бригады электромонтажников должен, знать в каких случаях и как он обязан действовать при возникновении угрозы поражения током. Лицо, осуществляющее допуск бригады к работам, вправе требовать с каждого из ее членов знания правил оказания первой медицинской помощи пострадавшему от токового удара. Кроме того, на особо опасных участках помимо лица, ответственного за проведение работ, назначается наблюдатель из числа оперативного персонала. Его функция состоит в наблюдении за порядком рабочих операций и выдаче указаний на нарушения, допущенные при их проведении.

Дополнительная информация: При невозможности создать условия, обеспечивающие безопасность проводимых на участке электрической цепи мероприятий, бригада к работе не допускается.

При снятии и наложении переносного заземления работник обязан строго соблюдать вышеописанный порядок действий. Даже если в сеть ошибочно подалось напряжение – при подсоединенной струбцине заземляющего кабеля работника не ударит током.

Выбраковка переносных заземлений

При проведении электромонтажных работ любое лицо, ответственное за их организацию, обязано знать, в каких случаях переносные заземления должны быть изъяты из употребления. При этом следует руководствоваться основными положениями рабочего документа под названием «Инструкция по применению и испытанию средств защиты», сокращенно ИПИСЗ (смотрите пункт 2.17.16). Согласно этому нормативному документу в ходе эксплуатации переносных заземлений они подлежат обязательному визуальному осмотру, проводимому не реже 1 раза в 3 месяца.

Важно! Такие осмотры также обязательны непосредственно перед наложением ПЗ и сразу же после воздействия на них токов короткого замыкания.

Комплект переносных заземлений должен немедленно изыматься из употребления в следующих случаях:

  • При обнаружении на элементах контактных соединений хорошо различимых механических повреждений и серьезных дефектов.
  • При обрыве более 5% медных проводников.
  • В ситуации, когда отдельные части соединителей полностью расплавились.

После выбраковки списанный комплект ПЗ подлежит утилизации.

Испытания

Организации и проведения комплексных механических и электрических испытаний для переносных заземлений, как таковых требованиями ПУЭ не предусматривается. Они подвергаются лишь периодическому осмотру на предмет отсутствия явно различимых механических повреждений. Исключением являются только заземляющие конструкции, оснащенные изолирующими штангами. Для этих элементов заземлений предусмотрены одни электрические испытания. Основная их составляющая – проверка изолирующих частей конструкции посредством приложения повышенного напряжения.

Обратите внимание: В этом случае испытательный потенциал подается между рукоятью и кольцом, установленным на границе рабочей зоны и изолированными частями и используемым в качестве заменителя заземления.

При испытаниях различных типов изолирующих штанг с применением напряжений всевозможных категорий удобнее воспользоваться специальной таблицей. В ней систематизирована вся информация, касающаяся проверяемого оборудования и различных потенциалов. Там же приводятся данные по продолжительности и периодичности испытаний для каждого конкретного случая. Сроки проверок указываются в отдельной графе таблицы. По завершении проверки на каждый образец ПЗ наносится отметка о сроке ее проведения (для оборудования этого класса она равнозначна дате поверки).

Заключение

В заключительной части обзора отметим основные моменты, касающиеся применения переносных заземлений при проведении текущих электротехнических работ. Они заключаются в следующем:

  • Согласно требованиям ПУЭ при проведении оперативных переключений должны использоваться только полностью исправные заземления, имеющие отметку о дате проведения последней поверки.
  • При их установке на защищаемые цепи должен соблюдаться определенный порядок наложения заземляющих шин.
  • То же самое касается и процедуры снятия ПЗ, которая проводится в порядке, обратном накладыванию.

Перед наложением ПЗ с бригадой электромонтажников проводится обязательный инструктаж, по завершении которого осуществляется допуск к работе на линии. Особое внимание при этом обращается на текущее состояние используемого комплекта переносных заземлителей. В случае большого износа отдельных элементов они подлежат обязательной выбраковке и списанию.

Заземление переносное для распределительных устройств

Нажмите, пожалуйста, на одну из кнопок, чтобы узнать помогла статья или нет.

Помогла10Не помогла1

Монтаж защитного заземления для электроустановок до 1кВ в стиле "10 основных правил"

 ПараметрПояснениеПункт НТД
1. Естественное или искусственное заземление  Для заземления электроустановок могут быть   использованы искусственные и естественные заземлители. Если при   использовании естественных заземлителей сопротивление заземляющих   устройств или напряжение прикосновения имеет допустимое значение, а   также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем   устройстве и допустимые плотности токов в естественных заземлителях,   выполнение искусственных заземлителей в электроустановках до 1 кВ не   обязательно. Использование естественных заземлителей в качестве   элементов заземляющих  устройств не должно приводить к их повреждению   при протекании по ним токов короткого замыкания или к нарушению работы   устройств, с которыми они связаны.1.7.54. ПУЭ
2. Общее или независимое заземление  Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими. При   выполнении отдельного (независимого) заземлителя для рабочего заземления по условиям работы информационного или другого чувствительного к   воздействию помех оборудования должны быть приняты специальные меры   защиты от поражения электрическим током, исключающие одновременное   прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью   потенциалов при повреждении изоляции. Для объединения заземляющих   устройств разных электроустановок в одно общее заземляющее устройство   могут быть использованы естественные и искусственные заземляющие   проводники. Их число должно быть не менее двух.1.7.55. ПУЭ
3. Требования к сопротивлению заземляющего устройства электроустановок  Сопротивление заземляющего устройства, к   которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы   источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В   источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного   тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования   естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN или N PE проводника E ВЛ напряжением до 1 кВ при количестве отходящих   линий не менее двух. Сопротивление заземлителя, расположенного в   непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора или   вывода источника однофазного тока, должно быть не более 15, 30 и 60 Ом   соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника   трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При   удельном сопротивлении земли  ρ > 100 Ом • м допускается увеличивать   указанные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного.1.7.101. ПУЭ
4. Повторное заземление ВЛ   На концах ВЛ или ответвлений от них длиной   более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в   качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено   автоматическое отключение питания, должны быть выполнены повторные   заземления PEN проводника. При этом в первую N очередь следует   использовать естественные заземлители, например, подземные части опор, а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых   перенапряжений (см. гл. 2.4). Указанные повторные заземления   выполняются, если более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений не требуются. Повторные заземления PEN проводника в   сетях постоянного тока должны быть выполнены при N помощи отдельных   искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических   соединений с подземными трубопроводами. Заземляющие проводники для   повторных заземлений PEN проводника должны иметь размеры не N менее   приведенных в табл. 1.7.41.7.102. ПУЭ
5. Требования к сопротивлению повторного заземления ВЛОбщее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях. При удельном сопротивлении земли r > 100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01r раз, но не более десятикратного.1.7.103. ПУЭ 
6. Соединение заземлителей между собой  Если заземлитель состоит из частей, которые должны быть соединены вместе, соединение должно быть выполнено   экзотермической сваркой, опрессовкой, зажимами или другим разрешенным   механическим соединителем. Соединение заземляющего проводника с   заземлителем должно быть надежным и с соответствующими электрическими   характеристиками. Соединение может быть выполнено с помощью сварки,   опрессовки, соединительного зажима или другим механическим соединителем. Механическое соединение должно монтировать в соответствии с инструкцией изготовителя. Установка соединительного зажима не должна приводить к   повреждению электрода или заземляющего проводника.
Паяные соединения или паяные детали, которые зависят исключительно от   припоя, не следует применять самостоятельно, поскольку они не   обеспечивают требуемую механическую прочность.
Примечание - Если применяют вертикальные электроды, должна быть   обеспечена возможность контроля соединения и замены вертикального   стержня.
42.2.8, 542.3.2  ГОСТ Р 50571.5.54-2013
7. Сечение заземляющих проводников  Сечения заземляющих проводников в   электроустановках напряжением до 1 кВ должны соответствовать требованиям 1.7.126 к защитным проводникам. Наименьшие сечения заземляющих   проводников, проложенных в земле, должны соответствовать приведенным в   табл. 1.7.4. Прокладка в земле алюминиевых неизолированных проводников   не допускается.1.7.113. ПУЭ
8. Знак заземления  У мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен опознавательный знак.1.7.118. ПУЭ
9. Сечение заземляющих проводников при подключении к ГЗЩ  Заземляющий проводник, присоединяющий   заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей   шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не   менее:
медный — 10 мм2, алюминиевый — 16 мм2, стальной — 75 мм2.
1.7.117. ПУЭ
10. Требования к размерам и сечению заземлителей  Минимальные размеры проложенных в земле   заземляющих электродов из наиболее распространенных материалов с точки   зрения коррозионной и механической стойкости. (Таблица 1 )ГОСТ Р 50571.5.54-2013

Переносное заземление – назначение и установка. Устройство переносного заземления

Думаю, с понятием заземления на бытовом уровне знакомы все. А вот что такое переносное заземление в электроустановках знакомо не каждому. Относительно правил охраны труда при выполнении работ в электроустановках необходимо выполнять определенные меры подготовки рабочего места. С помощью данного средства обеспечивается защита и безопасная работа персонала на токоведущих частях оборудования.

Я не зря назвал переносное заземление «средством», так как оно является дополнительным средством защиты в электроустановках.

Приветствую всех друзья на сайте Электрик в доме. Сегодня мы с Вами разберем из чего состоит переносное заземление (ПЗ), где применяется, как его правильно устанавливать и снимать.

Назначение переносного заземления

Давайте сначала разберем для чего оно необходимо. Как я уже сказал оно для электробезопасности работающих, при выполнении работа на отключенном оборудовании или на оборудовании без напряжения, но которое находится под действием наведенного напряжения.

В чем заключается электробезопасность? Ведь по сути это голый медный провод, соединяющий токоведущие части (шины, провода, шлейфа) и контур заземления. Электробезопасность заключается в защите человека от ошибочной или случайной подачи напряжения на рабочее место, а также защищает от наведенного напряжения.

Если на рабочее место ошибочно будет подано напряжение, за счет установленного переносного заземления произойдет короткое замыкание и отключение оборудования со стороны источника питания.

Не верьте тому, кто говорит, что переносные заземления устанавливаются, только если в электроустановках нет стационарных заземляющих ножей. Также в некоторых случаях ПЗ защищает от действий наведенного напряжения и согласно правил ДОЛЖНО устанавливаться непосредственно на рабочем месте бригады.

Например, бригада по наряду допуску работает на воздушной линии 110 кВ. Рядом с рабочим местом бригады проходит еще одна линия, которая находится под напряжением. Хотя выведенная в ремонт линия и заземлена с двух сторон (на питающих подстанциях) но участок на месте работ будет под действием наведенного напряжения близи проходящей линии. В таком случае непосредственно на рабочем месте также должно устанавливаться переносное заземление. И это лишь единичный пример.

Переносные заземления которые используются в электроустановках должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 51853-2001.

Устройство переносного заземления

Элементами переносных заземлений являются: проводники для заземления и закорачивания между токоведущими частями различных фаз электрических установок, зажимы для присоединения проводников к токоведущим частям и к заземляющему контуру, а также изолирующие штанги.

Для изготовления заземляющих и закорачивающих проводников используется многожильный гибкий голый провод из меди. Своевременно обнаруживать повреждение жил проводника, уменьшающего его расчетное сечение и приводящего к пережиганию током короткого замыкания, можно только с использованием неизолированных проводов для заземляющих проводников.

Допускается размещать медный проводник в прозрачную оболочку или ПВХ пластика. Размещение провода в прозрачной оболочке гибкой формы позволит защитить его жилы от повреждений механического характера.

Выполнение переносных заземлений производится в качестве трехфазных или однофазных. С помощью трехфазных закорачиваются все три фазы и заземляются с общим заземляющим проводником, с помощью однофазных заземляются токоведущие части каждой в отдельности фазы. Переносные заземления однофазного типа используются в электрических установках с напряжением 110 кВ и выше, в связи с большими расстояниями между фазами и наличием чрезмерно длинных и тяжелых закорачивающих проводников.

Механизм зажимов для присоединения проводников делает возможным их надежное и прочное закрепление на токоведущих частях через специальную штангу для установки заземления. Присоединение закорачивающих проводников к зажимам осуществляется без переходных наконечников. Обусловлено данное требование тем, что в наконечниках могут иметься тяжело обнаруживаемые неудовлетворительные контакты, которые выгорают при протекании тока короткого замыкания.

Для выполнения соединения между закорачивающими проводниками трехфазного заземления и соединения их к заземляющему проводнику используется простое и надежное опрессовкой или сваркой. Выполнение болтового соединения требует не только соединения болтами, но и пропаивания (лужение) концов медной оплетки припоем. При этом не может допускаться соединение только пайкой, так как температура нагрева заземлений при протекании тока достигает сотен градусов, что влечет за собой расплавление припоя и нарушение соединения.

Конструкция зажимов, с помощью которых закорачивающие провода ПЗ подключаются к шинам должна быть такой, чтобы при протекании тока КЗ переносное заземление не могло быть сорвано с места присоединения никакими динамическими силами.

Чтобы защитить провода от возможного переламывания в местах присоединения их помещают в оболочку в форме пружин из гибкого стального провода.

Требования к переносным заземлениям

Термическая и динамическая устойчивость переносных заземлений к току короткого замыкания является основным требованием, предъявляемым к ним.
Зажимы, используемые для закрепления проводников на токоведущих частях, делаются такими, которые невозможно сорвать никакими динамическими усилиями. Также зажимы должны обеспечивать чрезвычайно надежный контакт, а иначе они перегреются и обгорят при коротком замыкании.

Поскольку результатом протекания тока короткого замыкания становится сильный нагрев закорачивающих проводников, они должны характеризоваться достаточной термической устойчивостью. Благодаря этому они останутся целыми за время отключения релейной защитой участка установки, на который подано напряжение и который закорочен с помощью ПЗ. Необходимо учитывать, что температура плавления меди составляет 1083 градусов Цельсия.

Нагрев и обрыв проводников может привести к появлению на их концах рабочего напряжения электроустановки, поэтому достаточно важным фактором является устойчивость проводников к высоким температурам.

Каждое переносное заземление должно иметь обозначенный на нем номер и сечение заземляющих проводов. Выбиваются такие данные на бирке, которая закреплена на заземлении, либо на наконечнике (струбцине).

Какое сечение провода должно быть для ПЗ

При изготовлении проводов для заземления и закорачивания используются гибкие медные жилы. Поперечное сечение таких проводов должно удовлетворять одному основному требованию - термической стойкости при трехфазном коротком замыкании, и составлять:

  1. - в электрических установках напряжением до 1000 В – НЕ МЕНЕЕ 16 мм2;
  2. - в электрических установках напряжением выше 1000 В – НЕ МЕНЕЕ 25 мм2.

Применение проводников меньше данных сечений запрещено.

Определение сечения проводов переносных заземлений, на основании требований термической стойкости для электрических станций, подстанций и линий электропередачи, должно допускаться при следующих температурах: +850 градусов Цельсия – конечная, +30 градусов Цельсия – начальная.

Проводники переносных заземлений для электроустановок напряжением от 6 до 10 кВ при существенных показателях токов короткого замыкания имеют очень большое сечение (120 - 185 кв.мм.), являются тяжелыми и ими сложно пользоваться. В этих случаях разрешается использование двух и более переносных заземлений, посредством их параллельной установки одних вблизи других.

Расчет сечения проводников в сетях с заземленной нейтралью осуществляется по току однофазного короткого замыкания. Что касается систем с изолированной нейтралью, то здесь станет достаточным обеспечение термической устойчивости при двухфазном КЗ.

Чтобы выполнить расчет сечения проводников для переносного заземления можно воспользоваться одной из формул:

где Iуст - ток короткого замыкания, протекающий через ПЗ, Ампер; tср – время отключения (срабатывания) релейной защиты, сек.

Правила установки переносных заземлений

Установка переносных заземлений осуществляется на токоведущих частях с любой стороны участка электроустановки, который отключается для производства работ.

В случае разделения участка, на котором производятся работы, с помощью коммутационного устройства (выключателя, разъединителя) на части или при работе нарушении целости токоведущих частей участка (снятии части проводов и т.п.) и одновременном появлении опасности возникновения наведенного напряжения от соседних линий, на каждом отдельном участке должна осуществляться установка отдельного заземления.

При установке переносных заземлений на токоведущие части используется изолирующая штанга. С ее помощью струбцина ПЗ надежно фиксируется на токоведущей части. Изолирующая штанга может быть как встроенной и составлять одно целое с зажимом, так и съемной для поочередного наложения ПЗ на каждую фазу.

Заземляющий проводник необходимо присоединить к заземленной конструкции или заземляющей шине, а после этого проверить отсутствие напряжения на токоведущих частях с помощью указателя напряжения. Далее через использование штанги зажимы заземления нужно поочередно накладывать и закреплять на токоведущие части всех фаз. Выполнение зажимов может осуществляться в ручном режиме или в диэлектрических перчатках, при неприспособленности штанги для закрепления зажимов.

Установка заземления в распределительных устройствах производится с земли либо пола, или с лестницы, без поднятия на еще не заземленное оборудование. При невозможности установки и закреплении заземления на шинах с земли или лестницы, подъем для этой цели на устройство (выключатель, трансформатор) можно осуществлять, только удостоверившись в том, что напряжение отсутствует на всех вводах.

Ни в коем случае нельзя подниматься на конструкцию разъединителя напряжением 35 кВ и выше, который находится с одной стороны под напряжением. Ведь при этом лицо, которое устанавливает заземление, может оказаться в непосредственной близости к токоведущим частям, остающимся под напряжением. Такие операции чреваты риском поражения током.

Следует учитывать возможность отсутствия наведенного напряжения на токоведущей части только в случаях присоединения к ней заземления. Следовательно, прикасания к токоведущим частям допустимо только с защитными средствами, даже после снятия заземления или после снятия заряда с токоведущей части.

Для осуществления всех операций по установке и снятию переносных заземлений применяются диэлектрические перчатки.

Снятие переносных заземлений

Согласно правил существует определенный порядок снятия заземлений который следует соблюдать. Переносное заземление вначале необходимо отсоединить от токоведущей части оборудования, а затем снять зажим с заземляющего контура. Ни в коем случае не наоборот.

В электрических установках напряжением выше 110 кВ заземления снимаются с помощью штанг, даже при возможности произведения операции по месту установки без штанги.

В электрических установках напряжением 110 кВ и ниже при снятии ПЗ допускается использовать только диэлектрические перчатки, причем, только в случаях отсутствия необходимости в том, чтобы влезать на конструкцию выключателя или разъединителя для снятия заземления.

Испытания переносных заземлений

Электрические и механические испытания переносных заземлений не проводятся в эксплуатационных условиях. Электрическим испытаниям могут подвергаться только штанги переносных заземлений.

Периодические осмотры в процессе эксплуатации могут проводиться каждые три месяца или после протекания тока короткого замыкания. Изъятие переносного заземления из эксплуатации осуществляется в определенных случаях, таких как: разрушение или спекание проводников, расплавление контактных соединений, снижение их механической прочности, обрыв более пяти процентов жил.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья - поделись с друзьями!

 

XX. Охрана труда при установке заземлений

  1. Прочее
  2. Охрана труда
  3. Техника безопасности
  4. Электробезопасность
  5. Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТЭУ) от 24.07.2013 с изменениями от 15.11.2018

Добавлено 10 марта 2019 в 11:06

Сохранить или поделиться

20.1.Устанавливать заземления на токоведущие части необходимо непосредственно после проверки отсутствия напряжения.

20.2.Переносное заземление сначала нужно присоединить к заземляющему устройству, а затем, после проверки отсутствия напряжения, установить на токоведущие части.

Снимать переносное заземление необходимо в обратной последовательности: сначала снять его с токоведущих частей, а затем отсоединить от заземляющего устройства.

20.3.Установка и снятие переносных заземлений должны выполняться в диэлектрических перчатках с применением в электроустановках напряжением выше 1000 В изолирующей штанги. Закреплять зажимы переносных заземлений следует этой же штангой.

Запрещается при установке, снятии переносного заземления или выполнения работы касаться проводящих частей заземления.

20.4. Запрещается пользоваться для заземления проводниками, не предназначенными для этой цели, кроме случаев, указанных в пункте 27.2 Правил.

Данная публикация не является официальным изданием, поэтому здесь допускаются некоторые вольности в оформлении, которые позволяют облегчить чтение, но никак не изменяют официальный текст. Например:

  • списки оформляются в читаемом виде, а не в виде последовательности абзацев, сливающихся с остальным текстом;
  • некоторые ключевые фразы в тексте выделяются полужирным шрифтом;
  • и тому подобное.

Источник:

  • Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТЭУ) от 24.07.2013 с изменениями от 15.11.2018

Теги

ЗаземлениеОхрана трудаПОТЭУТехника безопасностиЭлектробезопасность

Сохранить или поделиться

На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.com.

В случае комментирования в качестве гостя (без регистрации на disqus.com) для публикации комментария требуется время на премодерацию.


Система заземляющих электродов в доме

Уважаемый г-н электрик: Как мне установить заземляющий стержень как часть системы заземляющих электродов в моем доме? Электрик сказал мне, что система заземляющих электродов для моего дома не имеет хорошего заземляющего стержня, и дал мне полную плату за ремонт, чтобы починить его. Зачем мне это нужно и что нужно для фиксации или установки заземляющего стержня?

Ответ: Для установки заземляющего стержня потребуются некоторые инструменты и мускулы.ПРИМЕЧАНИЕ. Некоторые текстовые ссылки ниже ведут к применимым продуктам на EBay, EMP Shield или Amazon.

Заземляющий стержень - очень важный компонент электропроводки в вашем доме или на работе. Он является частью системы заземляющих электродов для стабилизации напряжения и молниезащиты. Заземляющий стержень также называют заземляющим электродом или анодом. Это требуется статьей 250.53 (D) (2) Национального электротехнического кодекса.

Энергетическая компания имеет заземленный силовой трансформатор с заземляющим стержнем.Если нейтральный провод от трансформатора к вашему дому когда-либо отключится, обратный ток пройдет через землю, чтобы вернуться к трансформатору. Кроме того, когда молния ударяет в ваш дом или вокруг него, стержень создает путь, по которому электрический заряд высокого напряжения идет прямо на землю и не наносит ущерба вашему дому.

Каждый раз, когда вы слышите, что в чей-то дом ударила молния и повредила его, обычно это происходит из-за неисправности системы заземляющих электродов.

Система заземляющих электродов состоит из одного или двух проводов, идущих от клеммы заземления на главной электрической панели или выключателя. Оттуда провода будут подключаться к водопроводным трубам в доме и к одному или нескольким заземляющим электродам.

Заземляющими электродами могут быть заземляющие стержни, арматурный стержень в бетонном корпусе, медные пластины, медная проволока в фундаменте, стальная заделка в бетон или другие средства, обеспечивающие утвержденный электрический путь к земле. См. Статью 250.52 (A) в Национальном электротехническом кодексе.

Основное соединение заземляющего электрода для многих домов находится на металлической водопроводной трубе в том месте, где он входит в дом перед счетчиком воды. Посмотрите на эту область, и вы должны увидеть медную или алюминиевую проволоку; голая, изолированная, металлическая броня в оболочке, заключенная в кабелепровод или склеенная зеленой лентой. Он должен быть подключен к водопроводу с помощью утвержденного зажима заземления . Соединение должно быть герметичным и без коррозии.

Зажим заземления с армированным проводом заземляющего электрода.

Зажим заземления на фотографии выше крепится в точке, где водопровод входит в подвал. Для бронированного заземляющего проводника требуется зажим заземления с дополнительным зажимом на нем для крепления брони.

Если зажим заземления и провод выглядят корродированными или расшатываются , вы должны исправить это немедленно. Новый зажим заземления стоит всего несколько долларов и может быть куплен в любой компании, занимающейся электроснабжением, и во многих магазинах товаров для дома.Вам также понадобится наждачная бумага или наждачная бумага для очистки трубы.

Хорошей мерой предосторожности при этом будет отключение главного прерывателя цепи или отключение главного предохранителя в электрической панели. Возможно, по вашему заземляющему проводнику может проходить небольшой ток. Я также рекомендую носить кожаные или электрические перчатки и избегать одновременного касания оголенного провода и водопровода.

Чистая медная водопроводная труба после водомера с новым заземляющим зажимом и присоединенным проводом нового заземляющего электрода.Отсюда заземляющий провод идет на главный электрический щит или отключается.

Если ваш дом получает воду из частного колодца или через пластиковую трубу, вашим основным заземляющим проводом может быть заземляющий стержень или два. Во многих случаях заземляющий стержень (-ы) полностью заглублен, и поэтому его нелегко проверить. Согласно опубликованным данным, срок службы заземляющего стержня с медным покрытием может превышать 40 лет.

Однако, работая в домах клиентов и других зданиях, я обнаружил ослабленные зажимы заземляющих стержней, неправильно установленные зажимы заземляющих стержней, заземляющие стержни, которые не были полностью вбиты в землю, обрезанные проводники заземляющих электродов, заземляющие стержни, которые были повреждены из-за ландшафтного дизайна и строительные раскопки и короткие оцинкованные трубы, вбитые в землю вместо утвержденного заземляющего стержня.

Ниже приведена фотография заземляющего стержня, установленного через стену подвала, и провод заземляющего электрода также подключен к старой водопроводной трубе. Я установил заземляющие стержни через стены подвала и подвальные этажи. Это может быть очень удобно, однако будьте осторожны, если район известен затоплением, поскольку отверстие в стене может пропускать воду.

Установка заземляющего стержня через стену подвала с проводом заземляющего электрода, также подключенным к соседней старой водопроводной трубе.

В настоящее время следует рассмотреть вопрос об обновлении системы заземляющих электродов в соответствии с последними требованиями «Национальный электротехнический кодекс» . Текущий кодекс требует, чтобы в новых установках был установлен по крайней мере один дополнительный заземляющий стержень, а также чтобы все внутренние металлические трубопроводы были подключены (скреплены) к системе заземляющих электродов.

В некоторых юрисдикциях отменено требование связывать внутренние газовые трубы. Проконсультируйтесь с вашим местным инспектором по электрике для правильной процедуры в отношении статьи 250.104 (А) и (В). Также требуется соединяющая перемычка от одной стороны водомера к другой стороне для поддержания непрерывности заземления на металлической трубе при замене водомера. Прочтите статью 250 в последней редакции «Национального электротехнического кодекса», чтобы узнать обо всех требованиях.

ОБНОВЛЕНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОДОВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Чтобы привести ваш дом в соответствие с сегодняшними стандартами заземления , вам потребуется следующее: пять, шесть или, может быть, более заземляющих зажимов, подходящих по размеру и совместимости с вашими водопроводными трубами, газовыми трубами, трубами отопления и любыми другими внутренними металлическими трубами, два заземляющих стержня размером 5/8 ″ x 8 ', два зажима типа «желудь» для подключения провода к заземляющему стержню, медный провод №6 или №4, неизолированный или изолированный, 3/8 ″ перемычки с одним отверстием, утвержденный разъем для заземления проводник для входа в электрическую панель (в моем состоянии мы можем использовать пластиковый кнопочный разъем Romex).

У меня также есть зеленая изолента, если используется изолированный провод, шина заземления для главной электрической панели, если нет свободного слота для большого провода, «Межсистемная клемма соединения» и подходящие скобы для крепления проводящего провода заземляющего электрода. .

Кроме того, вам понадобятся следующие инструменты для облегчения установки вашей усовершенствованной системы заземления: молоток, трехфунтовый или более тяжелый молоток для забивания заземляющих стержней, наждачная ткань или наждачная бумага, отвертки с плоской головкой и усиленные кусачки или линейный монстр. плоскогубцы, разводной ключ и шестифутовая лестница.

Вам также могут понадобиться дрель и сверла, подходящие для просверливания балок перекрытий, перфоратор и сверла по камню для просверливания кирпичной кладки, а также плоский напильник по металлу. Перфоратор с приспособлением для привода заземляющих стержней значительно упростит и ускорит забивание заземляющих стержней.

Альтернативой является отбойный молоток весом 35 или 40 фунтов, в котором заземляющий стержень может быть вставлен непосредственно в держатель долота. Легкость, с которой заземляющий стержень входит в землю, определяется условиями почвы.

Отвертка заземляющего стержня типа SDS Max, которая подходит для электрического перфоратора. Это также применимо к перфораторам Hilti TE-Y.

Самая сложная часть этой работы - забивание заземляющих стержней. Хотя один заземляющий стержень является минимальным стандартом, установленным «Национальными электротехническими правилами», часто требуются два из-за условий почвы.

Сопротивление почвы варьируется в зависимости от города, округа и штата. Без дорогостоящего детального тестирования почвы невозможно определить, имеет ли она низкое или высокое сопротивление электрическому току.Поэтому на всякий случай лучше забить два заземляющих стержня.

Восьмифутовые заземляющие стержни должны быть установлены на расстоянии не менее шестнадцати футов друг от друга для оптимальной производительности, и нет ограничений по максимальному расстоянию. Десятифутовые стержни должны находиться на расстоянии не менее двадцати футов друг от друга. Обратите внимание, что минимальное требование «Национального электротехнического кодекса» к расстоянию между стержнями заземления составляет шесть футов.

Начните с выбора места за пределами вашего электросчетчика, свободного от подземных электрических, водопроводных, газовых, телефонных, масляных и других коммуникационных линий.Позвоните по номеру 811, чтобы организовать уценку территории, если вы подозреваете, что есть подземные коммуникации.

Старайтесь держаться поближе к дому, но не ближе фута, чтобы избежать контакта с бетонными опорами. Имейте в виду, что вам нужно будет провести провод от заземляющих стержней к главной электрической панели. Вы также можете протолкнуть заземляющие стержни через фундаментную стену или цокольный этаж, если вам так удобнее. Вам понадобится перфоратор и длинное 5/8 ″ сверло по камню, чтобы просверлить начальные отверстия.

Перед тем, как продолжить, вы должны спланировать, как вы собираетесь это делать. Вообще говоря, заземляющие стержни будут вбиваться прямо в землю, причем верхняя часть находится немного ниже поверхности. Непрерывный провод №6 или №4 должен проходить от одного заземляющего стержня к другому без разрезания или сращивания, а затем непосредственно в главную электрическую панель.

Если ваша главная электрическая панель находится в подвале, вам нужно будет просверлить отверстие немного больше, чем провод (7/16 ″ -1/2 ″) в фундаментной стене или в сайдинге рядом с тем местом, где она встречается с фундаментом.

Выкопайте яму глубиной примерно один фут для вставки каждого заземляющего стержня. Отверстия должны находиться на расстоянии одного-двух футов от фундамента, чтобы избежать контакта с бетонными основами вашего дома. Затем выройте соединительную траншею рядом с фундаментом между отверстиями для заземляющих стержней.

Траншея предназначена для облегчения соединения несращенного проводника непрерывного заземляющего электрода от заземляющего стержня к заземляющему стержню, а затем к главной электрической панели. В качестве альтернативы вы можете проложить провод от каждого заземляющего стержня непосредственно к главной электрической панели (согласно 250.64 (F) (2) в Национальном электротехническом кодексе . Вместо того, чтобы копать траншею, вы также можете прикрепить проволоку к стене дома.

Защита от молний, ​​электромагнитных импульсов, солнечных вспышек и скачков напряжения

УСТАНОВИТЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Возьмите один из восьмифутовых стержней заземления и вставьте заостренный конец в одно из вырытых отверстий. Встаньте на лестницу и вбейте ее в землю, используя молоток весом 3 фунта или более в одной руке, удерживая стержень заземления другой.Помощник будет хорош, чтобы держать удочку, поскольку она имеет тенденцию двигаться и вибрировать. Поначалу он, вероятно, пойдет легко, но через некоторое время тонет только на очень коротком расстоянии с каждым ударом молотка.

Сейчас самое время приобрести перфоратор с насадкой для заземляющего стержня , как показано на фотографии ниже, или отбойный молоток. После того, как вы запустили один заземляющий стержень, переходите к следующему.

Человек на лестнице, используя перфоратор, чтобы вбить заземляющий стержень в землю.Крупным планом - перфоратор, вбивающий заземляющий стержень в землю.

Как только заземляющие стержни окажутся немного ниже поверхности земли, вы можете прикрепить к ним медный провод с помощью зажимов в виде желудя. В зависимости от обстоятельств может быть проще начать с места нахождения главной электрической панели и проложить оттуда провод к заземляющим стержням.

EBay продает приводы заземляющих стержней

Пропустите провод через траншею к заземляющим стержням и пропустите его через зажим для желудей, при этом провод между зажимом и стержнем.Не помещайте его между зажимным винтом и стержнем.

Ведомый заземляющий стержень с непрерывным проводом заземляющего электрода, который идет к другому заземляющему стержню

I, обычно снимает 4-6 дюймов изоляции и удваивает провод, чтобы обеспечить хороший контакт со стержнем. Пропустите провод в дом через небольшое отверстие в фундаменте или сайдинге и продолжайте движение к главной электрической панели. Если вы запускаете это в подвале и вам нужно пересечь несколько балок, вам следует просверлить небольшие отверстия в центре каждой балки и пропустить проволоку через балки, а не под ними.

Трос должен быть закреплен через каждые 3 '- 4' скобами , если вы прокладываете его сбоку от деревянной балки. Если вы используете изолированный провод, хотя и не требуется, рекомендуется обернуть его зеленой изолентой в нескольких видимых областях, чтобы его можно было четко идентифицировать.

Последнее соединение находится внутри главной электрической панели. Пропустите провод заземляющего электрода в электрическую панель через отверстие торгового размера 1/2 дюйма (фактическое 7/8 дюйма), используя разъем, одобренный для проводника заземляющего электрода.Иногда инспектору подойдет металлический зажим 3/8 ″ зажимного типа или пластиковая кнопка для снятия натяжения. Каждый провод должен заканчиваться собственным оконечным винтом.

Если нет доступных винтовых клемм, вам нужно будет добавить клеммную колодку на главную электрическую панель. После разметки, просверливания и нарезания резьбы в двух отверстиях (обычно 8/32) прикрутите дополнительную шину заземления непосредственно к металлическому корпусу главной электрической панели с помощью винтов с мелкой резьбой.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ДРУГИХ КОММУНАЛЬНЫХ СРЕДСТВ

Статья 250.94 требует «заделки межсистемного соединения». В основном должны быть предусмотрены средства для других инженерных сетей, таких как телефон и кабельное телевидение, для подключения собственного заземляющего провода. Он должен находиться рядом с электросчетчиком.

У нескольких производителей есть изделия, которые легко удовлетворяют этому требованию, просто прикрепляя его к проводнику заземляющего электрода и прикрепляя к внешней стене или электросчетчику. При установке проводника заземляющего электрода оставьте петлю 8–12 дюймов в области электросчетчика для этой клеммной колодки, которая будет установлена ​​позже.

Существуют и другие типы межсистемных клемм, которые крепятся к электросчетчику или непосредственно к заземляющему стержню.

Фотография окончания межсистемного соединения для других инженерных сетей, таких как телевизор и телефон, для подключения их заземляющего проводника.

Чтобы полностью защитить ваш дом от удара молнии, необходимо, чтобы кабельное телевидение и телефонная служба были подключены к межсистемному соединительному устройству. Используйте медный провод №10 для подключения кабельного телевидения и телефонной связи в точке входа.

Обычно на кабельном разветвителе или оконечной точке имеется винтовой зажим для заземления. Разграничивающая точка или коробка телефона также должны иметь клемму заземления. Ищите зеленый винт или выступ.

Если у вас есть спутниковая тарелочная антенна, ее также следует подключить к межсистемной клемме, как и любую телевизионную антенну, устанавливаемую на крыше.

Наконец, необходимо установить перемычку между металлическими трубами горячей и холодной воды с помощью зажимов заземления водопроводных труб и куска алюминиевого провода №6 или медного провода №8.Это можно сделать в любой точке системы трубопроводов, но обычно подключается к водонагревателю, чтобы инспектор по электрике мог это видеть.

Перемычка подключения водонагревателя на газовом водонагревателе.

Приклеивание к заземляющим стержням необходимо для предотвращения повреждения дома молнией. . Молния хочет попасть на землю, но иногда вещи мешают и приносятся в жертву. Обеспечивая надежный путь к земле через провод заземляющего электрода и заземляющие стержни, вы сводите к минимуму возможные повреждения.

Удар молнии, наносящий ущерб, не должен попадать прямо в ваш дом. Он может удариться о телефонный столб на другой стороне улицы и пройти по проводам, пока не найдет путь к земле.

Дополнительное усиление и повышение уровня защиты вашей системы заземляющих электродов можно сделать путем установки устройства для защиты от перенапряжения на весь дом. Он подключается непосредственно к вашей электрической панели и подключается к выделенному двухполюсному автоматическому выключателю.

Начиная с Национального электротехнического кодекса 2020 года, теперь требуется установить устройство защиты от перенапряжения в доме.Мой пост про сетевые фильтры вы можете прочитать здесь .

Щелкните здесь , чтобы увидеть мои фотографии заземления и соединения для телевизора, телефона и источника питания.

Электрическое заземление - методы и типы заземления

Электрическое заземление - компоненты, методы и типы заземления - Установка электрического заземления

Электрическое заземление, заземление, методы заземления, типы заземления, компоненты заземления и их характеристики Что касается электрического заземления для электрических установок.

Что такое электрическое заземление или заземление?


Для соединения металлических (проводящих) частей электрического прибора или установок с землей (землей) называется Заземление или Заземление .

Другими словами, соединение металлических частей электрических машин и устройств с пластиной заземления или заземляющим электродом (который находится во влажной земле) через толстый проводящий провод (который имеет очень низкое сопротивление) в целях безопасности известен как Заземление .

«Заземление» или «заземление», скорее, означает подключение части электрического оборудования, такой как металлическое покрытие, клемма заземления соединительных кабелей, опорные провода, которые не проводят ток на землю. Заземление можно назвать соединением нейтральной точки системы электроснабжения с землей, чтобы избежать или минимизировать опасность во время разряда электрической энергии.

Полезно знать

Разница между заземлением, заземлением и соединением

Позвольте мне устранить путаницу между заземлением, заземлением и соединением.

Заземление и Заземление - это те же термины, которые используются для заземления. Заземление - это обычно слово , используемое для заземления в стандартах Северной Америки , таких как IEEE, NEC, ANSI и UL и т. Д., В то время как Заземление используется в европейских стандартах , странах Содружества и Великобритании, таких как IS и IEC и т. Д.

Слово Bonding используется для соединения двух проводов (а также проводов, труб или приборов вместе.Соединение известно как соединение металлических частей различных машин, которые не считаются проводящими электрический ток во время нормальной работы машин, чтобы привести их к одинаковому уровню электрического потенциала.

Почему важно заземление?

Основная цель заземления состоит в том, чтобы избежать или свести к минимуму опасность поражения электрическим током, пожара из-за утечки тока на землю по нежелательному пути и гарантировать, что потенциал токоведущего проводника не поднимется относительно земли, чем это предусмотрено. изоляция.

Когда металлическая часть электроприборов (части, которые могут проводить или пропускать электрический ток) вступает в контакт с токоведущим проводом, возможно, из-за сбоя в установке или повреждения изоляции кабеля, металл заряжается, и на нем накапливается статический заряд. это . Если человек прикоснется к такому заряженному металлу , получится сильный шок.

Чтобы избежать таких случаев, системы электропитания и части приборов должны быть заземлены, чтобы переносить заряд непосредственно на землю. Вот почему нам необходимо электрическое заземление или заземление в электрических установках.

Ниже приведены основные потребности заземления.

  • Для защиты жизни людей, а также для обеспечения безопасности электрических устройств и приборов от тока утечки.
  • Для поддержания постоянного напряжения в исправной фазе (при отказе какой-либо одной фазы).
  • Для защиты электрических систем и зданий от освещения.
  • Служить обратным проводом в системе электрической тяги и связи.
  • Чтобы избежать риска возгорания в электрических установках.
Различные термины, используемые в электрическом заземлении
  • Земля: Надлежащее соединение между электрическими установками через проводник с заглубленной в землю пластиной называется землей.
  • Заземленный: Когда электрическое устройство, прибор или системы проводки подключены к земле через заземляющий электрод, это называется заземленным устройством или просто «заземленным».
  • С твердым заземлением: Когда электрическое устройство, прибор или электрическая установка подключены к заземляющему электроду без предохранителя, прерывателя цепи или сопротивления / сопротивления, это называется «глухозаземленным».
  • Электрод заземления: Когда проводник (или токопроводящая пластина) закопан в землю для системы электрического заземления. Известно, что это электрод земли. Заземляющие электроды бывают различной формы, например, токопроводящая пластина, токопроводящий стержень, металлическая водопроводная труба или любой другой проводник с низким сопротивлением.
  • Провод заземления : Провод заземления или проводящая полоса, подключенная между электродом заземления и системой электрооборудования и устройствами в так называемом заземляющем проводе.
  • Провод заземления: Проводник, который соединен между различными электрическими устройствами и приборами, такими как распределительный щит, различные вилки и приборы и т. Д. Другими словами, провод между заземляющим проводом и электрическим устройством или прибором называется непрерывностью заземления. дирижер.Он может иметь форму металлической трубы (полностью или частично), металлической оболочки кабеля или гибкого провода.
  • Дополнительный основной заземляющий провод : Провод, подключенный между распределительным щитом и распределительным щитом, то есть этот провод относится к вспомогательным основным цепям.
  • Сопротивление заземления: Это полное сопротивление между электродом заземления и землей в Ом (Ом). Сопротивление заземления - это алгебраическая сумма сопротивлений проводника заземления, провода заземления, заземляющего электрода и земли.
Точки для заземления

Заземление в любом случае не выполняется. В соответствии с правилами IE и IEE (Институтом инженеров-электриков),

  • Заземляющий штырь 3-контактных розеток осветительных вилок и 4-контактный разъем питания должны быть надежно и постоянно заземлены.
  • Все металлические кожухи или металлические покрытия, содержащие или защищающие любые линии электропитания или устройства, такие как трубы GI и кабелепроводы, закрывающие кабели VIR или ПВХ, выключатели в железной оболочке, распределительные щиты с предохранителями и т. Д., Должны быть заземлены (заземлены).
  • Рама каждого генератора, стационарных двигателей и металлических частей всех трансформаторов, используемых для управления энергией, должна быть заземлена двумя отдельными, но разными соединениями с землей.
  • В трехпроводной системе постоянного тока средние проводники должны быть заземлены на электростанции.
  • Фиксирующие провода, предназначенные для воздушных линий, должны быть заземлены путем подсоединения хотя бы одной жилы к заземляющим проводам.

Связанное сообщение: Тестирование электрических и электронных компонентов и устройств с помощью мультиметра

Компоненты системы заземления

Полная система электрического заземления состоит из следующих основных компонентов.

  • Провод заземления
  • Провод заземления
  • Электрод заземления
Компоненты системы заземления

Проводник заземления 903 который соединяет металлические части электроустановки в целом, например кабелепровод, каналы, коробки, металлические корпуса переключателей, распределительных щитов, переключателей, предохранителей, регулирующие и управляющие устройства, металлические части электрических машин, такие как двигатели, генераторы, трансформаторы и металлический каркас, на котором установлены электрические устройства и компоненты. как заземляющий провод или провод заземления, как показано на рис.

Сопротивление заземляющего проводника очень низкое. Согласно правилам IEEE, сопротивление между клеммой заземления потребителя и проводом заземления (на конце) не должно превышать 1 Ом. Проще говоря, сопротивление заземляющего провода должно быть меньше 1 Ом .

Размер заземляющего проводника или провода заземления зависит от размера кабеля , используемого в электрической цепи .

Размер заземляющего проводника

Площадь поперечного сечения непрерывного заземляющего проводника не должна быть меньше половины площади поперечного сечения самого толстого провода, используемого в установке электропроводки .

Обычно размер неизолированного медного провода, используемого в качестве проводника заземления, составляет 3SWG. Но имейте в виду, что не используйте менее 14SWG в качестве заземляющего провода. Медная полоса также может использоваться в качестве заземляющего проводника вместо неизолированного медного провода, но не используйте ее, пока производитель не порекомендует ее.

Провод заземления или заземляющее соединение

Проводник, соединяющий провод заземления и заземляющий электрод или пластину заземления, называется заземляющим стыком или «заземляющим проводом».Точка, где встречаются проводник непрерывного заземления и заземляющий электрод, известна как «точка соединения», как показано на рисунке выше.

Провод заземления - это последняя часть системы заземления, которая подключается к заземляющему электроду (который находится под землей) через точку заземления.

В заземляющем проводе должно быть минимальное количество стыков, а также они должны быть меньше по размеру и прямые по направлению.

Как правило, медный провод можно использовать в качестве заземляющего провода, но медная полоса также используется для установки на больших площадях, и она может выдерживать высокий ток короткого замыкания из-за большей площади, чем у медного провода.

Жестко вытянутый неизолированный медный провод также используется в качестве заземляющего провода. В этом методе все заземляющие проводники подключаются к общим (одной или нескольким) точкам подключения, а затем заземляющий провод используется для подключения заземляющего электрода (заземляющей пластины) к точке подключения.

Для увеличения коэффициента безопасности установки в качестве заземляющего провода используются два медных провода для соединения металлического корпуса устройства с заземляющим электродом или пластиной заземления. Т.е. если мы используем два заземляющих электрода или заземляющие пластины, то будет четыре заземляющих провода.Не следует учитывать, что два заземляющих провода используются как параллельные пути для протекания токов повреждения, но оба пути должны работать должным образом, чтобы пропускать ток повреждения, поскольку это важно для большей безопасности.

Размер провода заземления

Размер или площадь провода заземления не должны быть меньше половины самого толстого провода, используемого в установке.

Наибольший размер провода заземления - 3SWG , минимальный - не менее 8SWG .Если используется провод 37 / .083 или ток нагрузки составляет 200A от напряжения питания, то рекомендуется использовать медную ленту вместо двойного заземляющего провода. Способы подключения заземляющего провода показаны на рис.

Примечание: мы опубликуем дополнительную статью о размере Земной плиты с простыми вычислениями… Следите за новостями.

Заземляющий электрод или пластина заземления

Металлический электрод или пластина, закапываемая в землю (под землей) и являющаяся последней частью системы электрического заземления.Проще говоря, последняя подземная металлическая (пластинчатая) часть системы заземления, которая связана с заземляющим проводом, называется заземляющей пластиной или заземляющим электродом.

В качестве заземляющего электрода можно использовать металлическую пластину, трубу или стержень, который имеет очень низкое сопротивление и безопасно переносит ток короткого замыкания на землю.

Размер заземляющего электрода

В качестве заземляющего электрода можно использовать как медь, так и железо.

Размер заземляющего электрода (в случае меди)

2 × 2 (два фута шириной и длиной) и толщиной 1/8 дюйма.. Т.е. 2 ’x 2’ x 1/8 ″ . ( 600x600x300 мм )

В случае железа

2 ′ x2 ′ x ¼ ” = 600x600x6 мм

Рекомендуется закапывать заземляющий электрод во влажную землю. Если это невозможно, налейте воду в трубу GI (оцинкованное железо), чтобы обеспечить влажность.

В системе заземления установите заземляющий электрод в вертикальное положение (под землей), как показано на рис. Кроме того, нанесите слой порошкообразного древесного угля и извести толщиной 1 фут (около 30 см) вокруг пластины заземления (не путайте с электродом заземления и пластиной заземления, поскольку они оба являются одним и тем же).

Это действие позволяет увеличить размер заземляющего электрода, что обеспечивает лучшую непрерывность в земле (система заземления), а также помогает поддерживать влажность вокруг пластины заземления.

P.S: Мы опубликуем пример расчета размеров заземляющих электродов… Оставайтесь на связи.

Полезно знать:

Не используйте кокс (после сжигания угля в печи для выделения всех газов и других компонентов оставшиеся 88% углерода называют коксом) или каменный уголь вместо древесного угля (древесный уголь), потому что это вызывает коррозию пластины заземления.

Так как уровень воды в разных районах разный; поэтому глубина установки заземляющего электрода также различается в разных областях. Но глубина для установки заземляющего электрода должна быть не менее 10 футов (3 метра) и должна быть ниже 1 фут ( 304,8 мм ) от постоянного уровня воды.

Двигатели , Генератор , Трансформаторы и т. Д. Должны быть подключены к заземляющему электроду в двух разных местах.

Размер заземляющей пластины или электрода заземления для небольшой установки

При небольшой установке используйте металлический стержень (диаметр = 25 мм (1 дюйм) и длина = 2 м (6 футов) вместо пластины заземления для системы заземления. На 2 метра ниже поверхности земли. Для поддержания влажности поместите 25 мм (1 дюйм) смесь угля и извести вокруг пластины заземления.

Для эффективности и удобства вы можете использовать медные стержни от 12,5 мм (0,5 дюйма) до 25 мм. (1 дюйм) в диаметре и 4 м (12 футов) в длину.Обсудим способ установки стержневого заземления.

Методы и типы электрического заземления

Заземление можно выполнить разными способами. Ниже описаны различные методы, применяемые для заземления (в домашней проводке или на заводе и другом подключенном электрическом оборудовании и машинах).

Пластинчатое заземление:

В системе пластинчатого заземления пластина из меди с размерами 60 см x 60 см x 3,18 мм (т. Е. 2 фута x 2 фута x 1/8 дюйма ) или оцинкованного железа (GI) размером 60 см x 60 см x 6,35 мм (2 фута x 2 фута x дюйма) закапывают вертикально в землю (земляная яма), высота которой не должна быть меньше 3 м. (10 футов) от уровня земли.

Для правильной системы заземления выполните шаги, указанные выше в (Введение в заземляющую пластину), чтобы поддерживать влажность вокруг заземляющего электрода или пластины заземления.

Заземление трубы:

Гальванизированная сталь и перфорированная труба утвержденной длины и диаметра помещаются вертикально во влажную почву в такой системе заземления.Это самая распространенная система заземления.

Размер используемой трубы зависит от силы тока и типа почвы. Размер трубы обычно составляет 40 мм (1,5 дюйма) в диаметре и 2,75 м (9 футов) в длину для обычной почвы или больше для сухой и каменистой почвы. Влажность почвы будет определять длину трубы, которую предстоит заглубить, но обычно она должна составлять 4,75 м (15,5 фута).

Стержневое заземление

это тот же метод, что и заземление труб. Медный стержень 12.Диаметр 5 мм (1/2 дюйма) или 16 мм (0,6 дюйма) из оцинкованной стали или полого сечения 25 мм (1 дюйм) трубы GI длиной более 2,5 м (8,2 фута) закапывают в землю в вертикальном положении вручную или с помощью пневматический молот. Длина электродов, встроенных в почву, снижает сопротивление земли до желаемого значения.

Система заземления с медным стержневым электродом
Заземление через Waterman

В этом методе заземления трубы водяного (оцинкованного GI) используются для заземления.Обязательно проверьте сопротивление труб GI и используйте зажимы заземления, чтобы минимизировать сопротивление для правильного заземления.

Если в качестве заземляющего провода используется многожильный провод, очистите конец жилы провода и убедитесь, что он находится в прямом и параллельном положении, которое затем можно плотно подсоединить к трубе водяного коллектора.

Заземление из ленты или проволоки:

При этом методе заземления зачищайте электроды сечением не менее 25 мм x 1.6 мм (1 дюйм x 0,06 дюйма) закапывают в горизонтальные траншеи минимальной глубиной 0,5 м. Если используется медь с поперечным сечением 25 мм x 4 мм (1 дюйм x 0,15 дюйма) и размером 3,0 мм, 2 , если это оцинкованное железо или сталь.

Если используются круглые проводники, их площадь поперечного сечения не должна быть слишком маленькой, скажем, менее 6,0 мм. 2 , если это оцинкованный чугун или сталь. Длина проводника, закопанного в землю, обеспечит достаточное сопротивление заземления, и эта длина не должна быть менее 15 м.

Общий метод установки электрического заземления (шаг за шагом)

Обычный метод заземления электрического оборудования, устройств и приборов следующий:

  1. Прежде всего, выройте яму размером 5x5 футов (1,5 × 1,5 м) около 20-30 футов (6-9 метров) в земле. (Обратите внимание, что глубина и ширина зависят от характера и структуры грунта)
  2. Закопайте подходящую медную пластину (обычно 2 x 2 x 1/8 дюйма (600 x 600 x 300 мм) в этой яме в вертикальном положении.
  3. Затяните заземляющий провод через гайки с двух разных мест на пластине заземления.
  4. Используйте два провода заземления с каждой пластиной заземления (в случае двух пластин заземления) и затяните их.
  5. Для защиты стыков от коррозии нанесите смазку вокруг них.
  6. Соберите все провода в металлическую трубу от заземляющего электрода (ов). Убедитесь, что труба находится на высоте 1 фута (30 см) над поверхностью земли.
  7. Чтобы поддерживать влажность вокруг земной плиты, поместите 30-сантиметровый слой порошкообразного древесного угля (порошкообразного древесного угля) и смеси извести вокруг земной плиты вокруг земной плиты.
  8. Используйте болты с наконечником и гайкой, чтобы плотно подсоединить провода к опорным плитам машин. Каждая машина должна быть заземлена в двух разных местах. Минимальное расстояние между двумя заземляющими электродами должно составлять 10 футов (3 м).
  9. Провод заземления, который подсоединяется к корпусу и металлическим частям всей установки, должен быть плотно подсоединен к заземляющему проводу. Обязательно используйте непрерывность, используя тест на непрерывность.
  10. Наконец (но не в последнюю очередь) проверьте всю систему заземления с помощью тестера заземления.Если все идет по планировке, то яму засыпьте землей. Максимально допустимое сопротивление заземления составляет 1 Ом. Если оно больше 1 Ом, увеличьте размер (не длину) заземляющего провода и проводов заземления. Держите внешние концы труб открытыми и время от времени поливайте водой, чтобы поддерживать влажность вокруг заземляющего электрода, что важно для лучшей системы заземления.
Спецификация SI для заземления

Ниже приведены различные спецификации относительно заземления, рекомендованные индийскими стандартами.Вот несколько;

  • Заземляющий электрод не должен располагаться (устанавливаться) близко к зданию, система заземления которого заземляется, на расстоянии не менее 1,5 м.
  • Сопротивление заземления должно быть достаточно низким, чтобы протекание тока было достаточным для срабатывания защитных реле или срабатывания предохранителей. Это значение не является постоянным, так как оно меняется в зависимости от погоды, поскольку оно зависит от влажности (но не должно быть меньше 1 Ом).
  • Заземляющий провод и заземляющий электрод будут из одного материала.
  • Заземляющий электрод всегда следует размещать в вертикальном положении внутри земли или ямы, чтобы он мог контактировать со всеми различными слоями земли.

Связанные сообщения:

Опасности незаземления системы питания

Как подчеркивалось ранее, заземление предоставляется в порядке

  • Во избежание поражения электрическим током
  • Во избежание риска возгорания в результате тока утечки на землю через нежелательный путь и
  • Чтобы гарантировать, что ни один токопроводящий проводник не поднимется до потенциала по отношению к общей массе земли, чем его проектная изоляция.

Однако, если чрезмерный ток не заземлен, приборы будут повреждены без помощи предохранителя. Обратите внимание, что на их генерирующих станциях происходит заземление чрезмерного тока, поэтому заземляющие провода несут очень небольшой ток или совсем не пропускают ток. Следовательно, это означает, что нет необходимости заземлять какой-либо из проводов (токоведущих, заземляющих и нулевых), содержащихся в ПВХ. Заземлить провод под напряжением - катастрофа.

Я видел человека, убитого просто потому, что провод под напряжением был отрезан от верхней опоры и упал на землю, пока земля была влажной.Чрезмерный ток заземляется на генерирующих станциях, и если заземление вообще неэффективно из-за короткого замыкания, на помощь придут прерыватели замыкания на землю. Предохранитель помогает только тогда, когда передаваемая мощность превышает номинальную мощность наших приборов, он блокирует ток от достижения наших приборов, сгорая и защищая наши приборы в процессе.

В наших электроприборах, если чрезмерные токи не заземлены, мы испытаем сильный ток. Заземление в электроприборах происходит только тогда, когда возникает проблема, и оно должно спасти нас от опасности.Если в электронной установке металлическая часть электроприбора вступает в прямой контакт с проводом под напряжением, что может быть вызвано, возможно, неисправностью установки или иным образом, металл будет заряжен, и на нем будет накапливаться статический заряд.

Если вы случайно прикоснетесь к металлической части в этот момент, вы попадете под удар. Но если металлическая часть прибора заземлена, заряд будет передаваться на землю, а не накапливаться на металлической части прибора. Ток не проходит через заземляющие провода в электроприборах, он протекает только тогда, когда есть проблема, и только для того, чтобы направить нежелательный ток на землю, чтобы защитить нас от сильного удара.

Кроме того, если находящийся под напряжением провод случайно (в неисправной системе) касается металлической части машины. Теперь, если человек коснется этой металлической части машины, то через его тело будет протекать ток на землю, следовательно, он получит удар током (удар током), что может привести к серьезным травмам, вплоть до смерти. Вот почему так важно заземление?

Электрическое заземление ... Продолжение следует ...

Пожалуйста, подпишитесь ниже, если вы хотите получить следующий пост о Заземление / заземление , например:

  • Рассчитайте размер заземляющего проводника, заземления Свинцовые и заземляющие электроды для различных электрических устройств и оборудования, таких как двигатели, трансформаторы, домашняя электропроводка и т. Д., Путем простых расчетов
  • Цепь заземления и ток замыкания на землю
  • Защита системы заземления и дополнительных устройств, используемых в системе заземления / заземления
  • Точки для запоминания при обеспечении заземления
  • Важные инструкции по правильной системе заземления
  • Правила электроснабжения относительно заземления
  • Как проверить сопротивление заземления с помощью тестера заземления
  • Как проверить сопротивление контура заземления с помощью амперметра и вольтметра
  • Многократное защитное заземление
  • И многое другое….

Похожие сообщения:

Заземление и соединение электрических систем Справка

Используйте поиск, чтобы быстро найти ответы на вопросы - откройте окно поиска (ctrl + f), затем введите ключевое слово из вопроса, чтобы перейти к этим терминам в Материал курса

Цель.

Целью этого курса является ознакомление инженеров с проблемами заземления и соединения электрических систем, связанными с глухозаземленными системами под напряжением 600 В. Этот курс может служить введением в заземление и подключение для инженеров, не имеющих или почти не имеющих опыта профессионального проектирования электрооборудования.В курсе также представлена ​​практическая, но не совсем известная информация по применению заземления и соединения, которая будет полезна даже самому опытному профессионалу в области проектирования электротехники.

Зачем тратить время на изучение заземления и подключения?

 Многие специалисты в области электротехники придерживаются популярного и ошибочного убеждения, что заземление металлического объекта (путем прямого подключения к земле)
поможет снять опасное напряжение, вызванное замыканием линии на землю. Заземление объекта никак не снимает опасное напряжение или снижает напряжение прикосновения или шагового напряжения, которые являются причиной нескольких смертей каждый год.

 Неправильное заземление и подключение - частая причина несчастных случаев, связанных с электрическим током.

 Эффективное заземление играет важную роль в правильной работе чувствительного электронного оборудования.

 «Более 80% всех отказов электронных систем, которые связаны с аномалиями питания, на самом деле являются результатом ошибок электропроводки или заземления или вызваны другими нагрузками на предприятии заказчика». EPRI (Исследовательский институт электроэнергетики)

 «Из всех проблем с питанием и заземлением, влияющих на электронное оборудование, почти 90% вызваны электропитанием и условиями заземления внутри объекта, в котором используется оборудование… Что еще более важно, почти 75% проблем Проблемы с качеством электроэнергии внутри объекта связаны с заземлением, что делает его единственным наиболее важным фактором с точки зрения обеспечения надежной работы оборудования.”Уоррен Льюис, ECM Magazine

 Издание 2005 г. Национального электротехнического кодекса (NEC) включало полный пересмотр и переименование статьи 250 (ранее называвшейся« Заземление »), которая, по словам редакторов Справочника NEC «Одно из самых значительных изменений, произошедших в новейшей истории Кодекса».

Основа и ресурсы.

Следующие ресурсы служат в качестве первичной основы информации, представленной в этом курсе
и будут использоваться в материалах курса:

 Статья 250 Национального электрического кодекса (NEC) - издание 2005 г.

 Стандарт IEEE 1100-1999 рекомендуется Практика питания и заземления чувствительного электронного оборудования

 Стандарт IEEE 142-1982 Заземление промышленных и коммерческих систем питания

 Общие сведения о тестировании сопротивления заземления AEMC (рабочая тетрадь, издание 6.0)

Для многих инженеров, подрядчиков и техников Национальный электротехнический кодекс и его статья 250 (Заземление и соединение) являются единственной основой при проектировании и установке системы заземления.

Перед тем, как начать курс, жизненно важно, чтобы мы рассмотрели цель и ограничения Национального электрического кодекса (NEC) - чтобы понять, как следует применять NEC.

Статья 90.1 Национального электротехнического кодекса устанавливает его цель и намеренные ограничения:

90.1 Цель

(A) Практическая защита - Целью настоящего Кодекса является практическая защита людей и имущества от опасностей, возникающих в результате использования электричества.

(B) Соответствие требованиям - Этот Кодекс содержит положения, которые считаются необходимыми для обеспечения безопасности. Их соблюдение и надлежащее обслуживание приводят к установке, которая по существу не опасна, но не обязательно эффективна, удобна или адекватна для хорошего обслуживания или будущего расширения использования электричества.

(C) Намерение - Этот Кодекс не предназначен в качестве проектной спецификации или руководства по эксплуатации для неподготовленных людей!

Согласно NEC - Инженеры, проектирующие и определяющие заземление и подключение, не должны использовать Национальный электрический кодекс (NEC) в качестве поваренной книги.

NEC не заменяет понимание теории, лежащей в основе требований кодекса.

Чтобы понять заземление и соединение, важно знать значения слов, которые мы будем использовать. В статье 110 Национального электротехнического кодекса содержатся определения слов, которые мы будем использовать в этом курсе. Они перечислены в порядке важности, не обязательно в алфавитном порядке.

Приложение 1 Различные компоненты заземления и соединения.

Заземленный проводник. Система или проводник цепи, который намеренно заземлен. Его также обычно называют нейтральным проводом в заземленной звездообразной системе.

Заземляющий провод. Проводник, используемый для соединения оборудования или заземленной цепи системы электропроводки с заземляющим электродом или электродами.

Заземляющий провод, оборудование. Проводник, используемый для подключения нетоковедущих металлических частей оборудования, кабельных каналов и других кожухов к заземленному проводнику системы, проводнику заземляющего электрода или к тому и другому на сервисном оборудовании или в источнике отдельно созданной системы.Статья 250.118 NEC описывает различные типы заземляющих проводов оборудования. Правильный выбор заземляющих проводов оборудования приведен в 250.122 и таблице 250.122.

Электрод заземления. Устройство, обеспечивающее электрическое соединение с землей.

Провод заземляющего электрода. Проводник, используемый для подключения заземляющего электрода (ов) к заземляющему проводу оборудования, к заземленному проводу или к обоим при обслуживании, в каждом здании или сооружении, где питание подается от фидера (ов) или ответвительной цепи (ов). , или в источнике отдельно производной системы.

Склеивание (скрепленное). Постоянное соединение металлических частей для образования электропроводящего пути, обеспечивающего непрерывность электрической цепи и способность безопасно проводить любой ток, который может возникнуть.

Назначение соединения - установить эффективный путь для тока короткого замыкания, который, в свою очередь, облегчает работу устройства защиты от сверхтоков. Это объясняется в статьях 250.4 (A) (3) и (4) и 250.4 (B) (3) и (4) Национального электротехнического кодекса. Конкретные требования к соединению содержатся в Части V Статьи 250 и в других разделах Кодекса, как указано в Статье 250 NEC.3.

Соединительная перемычка. Надежный проводник, обеспечивающий необходимую электрическую проводимость между металлическими частями, которые необходимо электрически соединить.

Заглушки концентрического и эксцентрического типа могут ухудшить электрическую проводимость между металлическими частями и фактически вызвать ненужное сопротивление в цепи заземления. Установка соединительных перемычек - это один из часто используемых методов между металлическими дорожками качения и металлическими частями для обеспечения электропроводности. Связывающие перемычки можно найти в сервисном оборудовании [NEC 250.92 (B)], подключение более 250 В (NEC 250.97) и расширительные фитинги в металлических дорожках качения (NEC 250.98). На рис. 2 показана разница между выбивками концентрического и эксцентрического типов. На Таблице 2 также показан один из методов установки соединительных перемычек при этих типах заглушек.

Приложение 2 Соединительные перемычки устанавливаются вокруг концентрических или эксцентрических отверстий.

Соединительная перемычка, оборудование. Соединение между двумя или более частями заземляющего провода оборудования.

Соединительная перемычка, основная. Соединение между заземленным проводом цепи и заземляющим проводом оборудования при обслуживании.

На рисунке 3 показана основная перемычка, используемая для обеспечения соединения между заземленным рабочим проводом и заземляющим проводом оборудования на рабочем месте. Связывающие перемычки могут быть расположены по всей электрической системе, но основная перемычка заземления находится только в служебных помещениях. Основные требования к перемычкам подключения приведены в NEC 250.28.

Приложение 3. Основная перемычка, устанавливаемая на сервисе, между заземленным проводником и заземляющим проводом оборудования.

Соединительная перемычка, System. Соединение между проводником заземленной цепи и проводом заземления оборудования в отдельно выделенной системе.

На рисунке 4. показана перемычка для соединения системы, используемая для обеспечения соединения между заземленным проводником и заземляющим проводом (проводами) оборудования трансформатора, используемого как отдельно производная система.

Приложение 4. Перемычка заземления системы, устанавливаемая рядом с источником отдельно выделенной системы между заземленным проводником системы и заземляющим проводом (проводниками) оборудования.

Перемычки соединения системы расположены рядом с источником отдельно производной системы. В производной системе используется соединительная перемычка, если производная система содержит заземленный провод. Подобно основной перемычке заземления на сервисном оборудовании, перемычка заземления системы обеспечивает необходимое соединение между заземляющими проводниками оборудования и заземленным проводником системы, чтобы создать эффективный путь для тока замыкания на землю. Требования к перемычкам для подключения системы находятся в NEC 250.30 (А) (1).

Заземлен. Подключен к земле или к какому-либо проводящему телу, которое служит вместо земли.

с эффективным заземлением. Преднамеренно подключено к земле через заземляющее соединение или соединения с достаточно низким импедансом и достаточной допустимой нагрузкой по току для предотвращения повышения напряжения, которое может привести к чрезмерной опасности для подключенного оборудования или людей.

С глухим заземлением. Подключен к земле без установки резистора или устройства импеданса.

 Распространенное заблуждение состоит в том, что заземление и соединение - это одно и то же. Хотя они связаны, это не одно и то же. Цель этого курса - прояснить каждую тему.

 В редакции Национального электротехнического кодекса 2005 г. это признали и изменили название статьи 250 (которая раньше называлась «Заземление») на «Заземление и соединение», чтобы усилить, что заземление и соединение - это две отдельные концепции, но не исключающие друг друга, и фактически, напрямую связаны между собой требованиями статьи 250.

 Соединение - это соединение двух или более проводящих объектов друг с другом с помощью проводника, такого как провод.

 Заземление, также называемое «заземлением», представляет собой особую форму соединения, при которой один или несколько проводящих объектов соединяются с землей с помощью проводника, такого как провод или стержень.

 Правильное заземление объектов (проводников) в поле обычно включает как связи между объектами, так и особую связь с землей (землей).

Заземление для целей данного курса означает намеренное соединение с землей или другим проводящим телом относительно большой протяженности, которое служит вместо земли.Другое слово для обозначения заземления - «заземление». Если мы будем помнить об этом и использовать термин «заземление» всякий раз, когда мы используем термин «заземление», это поможет нам понять, что такое заземление (или заземление), а что нет.

Соединение - это соединение проводящих частей между собой с целью поддержания общего электрического потенциала и обеспечения электрического проводящего пути, который будет гарантировать непрерывность электрической цепи и способность безопасно проводить любой ток, который может возникнуть. IEEE Std. 1100–1999.

В соответствии со статьей 250.4 (A) Национального электротехнического кодекса, ниже приведены общие требования к заземлению и соединению заземленных систем. В системе с заземлением вторичные обмотки питающего трансформатора могут иметь конфигурацию «звезда» с заземлением общей ветви или конфигурацию «треугольник» с заземленным центральным отводом или заземленным углом.

Следующие ниже общие требования определяют, какие заземления и соединения электрических систем необходимо выполнить. Для соответствия эксплуатационным требованиям этого раздела необходимо следовать предписывающим методам, содержащимся в Статье 250.

(1) Заземление электрической системы Заземленные электрические системы должны быть подключены к земле таким образом, чтобы ограничить напряжение, создаваемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и стабилизировать напряжение относительно земли во время нормальной работы. операция.

(2) Заземление электрического оборудования Нетоковедущие проводящие материалы, охватывающие электрические проводники или оборудование или составляющие часть такого оборудования, должны быть заземлены, чтобы ограничить напряжение относительно земли на этих материалах.

(3) Соединение электрического оборудования Нетоковедущие проводящие материалы, охватывающие электрические проводники или оборудование или составляющие часть такого оборудования, должны быть соединены вместе и с источником электропитания таким образом, чтобы установить эффективный ток замыкания на землю. дорожка.

(4) Соединение электропроводящих материалов и другого оборудования Электропроводящие материалы, которые могут оказаться под напряжением, должны быть
соединены вместе и с источником электропитания таким образом, чтобы создать эффективный путь тока замыкания на землю.

(5) Эффективный путь тока замыкания на землю Электрооборудование, проводка и другие электропроводящие материалы, которые могут оказаться под напряжением, должны быть установлены таким образом, чтобы создать постоянную цепь с низким сопротивлением, облегчающую работу устройства максимального тока или детектора заземления для системы с высокоомным заземлением. Он должен быть способен безопасно пропускать максимальный ток замыкания на землю, который может быть наложен на него из любой точки системы электропроводки, где может произойти замыкание на землю источника электропитания.Заземление не должно рассматриваться как эффективный путь тока замыкания на землю.

Давайте рассмотрим с предыдущей страницы общие требования, представленные в Национальном электротехническом кодексе для заземления и соединения, чтобы лучше понять, какие требования выполняются посредством заземления (заземления), а какие - посредством методов соединения.

 Требования (1) и (2) относятся к заземлению - они конкретно относятся к «заземлению».

 Требование (1) - заземление системы или преднамеренное соединение системного проводника в заземленной системе с землей.Заявленная цель этого намеренного подключения к земле - ограничить напряжение, создаваемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и это стабилизирует напряжение относительно земли во время нормальной работы.

 Требование (2) выполняется путем присоединения нетоковедущих металлических предметов к заземляющему проводнику оборудования, который соединен с проводом заземляющего электрода на служебном входе и на стороне нагрузки каждой отдельно выведенной системы.

 Требования (3), (4) и (5) являются связующими. Путем соединения всех металлических предметов, которые могут оказаться под напряжением в случае неисправности (и путем обеспечения заземляющего проводника оборудования, соединенного с этими предметами и с источником), обеспечивается эффективный путь заземления, облегчающий работу устройств защиты от перегрузки по току. Проще говоря, путь тока короткого замыкания должен иметь достаточно низкое сопротивление, чтобы пропускать ток короткого замыкания достаточно высокой величины, чтобы вызвать срабатывание защитного устройства на входе.Связывание также помогает обеспечить безопасность персонала, так что кто-то, прикоснувшись к двум частям оборудования одновременно, не получит шока, став путем выравнивания, если они окажутся под разными потенциалами. По той же причине, по которой соединение защищает людей, оно защищает оборудование, уменьшая ток по проводам питания и данных между частями оборудования с разными потенциалами.

Важно понимать разницу между соединением и заземлением. Имейте в виду, что земля (грунт) является плохим проводником, и на нее нельзя полагаться как на часть пути возврата тока замыкания на землю - это путь, предназначенный для устранения замыкания.Причина, по которой никогда нельзя полагаться на землю / почву как часть обратного пути от замыкания на землю, связана с ее высоким сопротивлением.

Сопротивление земли примерно в один миллиард раз больше, чем у меди (согласно стандарту IEEE 142, раздел 2.2.8), и обеспечивает возврат к источнику только нескольких ампер (1-10).

Стандарт 142 Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике гласит: «Самая сложная система заземления, которую можно спроектировать, может оказаться неадекватной, если соединение системы с землей не является адекватным и имеет низкое сопротивление.Отсюда следует, что заземление является одной из наиболее важных частей всей системы заземления. Это также самая сложная часть для проектирования и получения ... Для небольших подстанций и промышленных предприятий в целом должно быть получено сопротивление менее 5 Ом, если это практически возможно ».

Однако с практической точки зрения на заземляющий электрод, независимо от его сопротивления, нельзя полагаться на устранение замыкания на землю. Если оборудование эффективно заземлено и соединено, то должен быть предусмотрен путь с низким сопротивлением (не через заземляющий электрод к земле и через землю обратно к источнику), чтобы облегчить работу устройств максимального тока в цепи.В то время как минимальное практическое сопротивление заземляющего электрода желательно и будет лучше ограничивать потенциал рамы оборудования над землей, более важно обеспечить путь с низким импедансом для быстрого устранения повреждения в целях обеспечения безопасности. Чтобы получить наименьшее практическое сопротивление, цепь заземления оборудования должна быть подключена к заземленному проводу внутри вспомогательного оборудования.

Ни заземление (заземление), ни система заземляющих электродов не помогают устранять электрические неисправности. Именно соединение металлических предметов с заземляющим проводом оборудования обратно к источнику обеспечивает путь с достаточно низким импедансом, позволяющим срабатывать защитным устройствам от сверхтоков и устранять неисправности.Если путь замыкания на землю опирается на землю, то тока короткого замыкания (из-за высокого импеданса) будет недостаточно для срабатывания защитного устройства
.

Помните закон Ома, V = I x R? Рассмотрим следующий пример. Фазный провод на 120 В намеренно подключается непосредственно к земле (если оголенный провод под напряжением был соединен с заземляющим стержнем в грязи), а заземляющий стержень имеет сопротивление 25 Ом к заземленному источнику питания (трансформатору). В этом сценарии будет получено чуть менее 5 Ампер (4.8А) тока замыкания на землю. Это преднамеренное соединение с землей не даст достаточного тока короткого замыкания для отключения даже автоматического выключателя на 20 А, поскольку автоматический выключатель на 20 А может непрерывно выдерживать 16 Ампер.

Такой же высокий импеданс земли, который ограничивает ток короткого замыкания до уровней, меньших, чем требуется для размыкания защитных устройств, создает опасные скачки напряжения или напряжения прикосновения в непосредственной близости от заземляющего стержня, которые могут быть смертельными. Несколько человек умерли в последние годы именно из-за этого состояния, когда столбы уличного освещения были заземлены заземляющими стержнями, но не имели заземляющих проводов оборудования, которые могли бы служить эффективным путем обратного тока короткого замыкания к источнику питания.

Давайте рассмотрим факторы, которые влияют на сопротивление систем заземляющих электродов (давайте использовать стержни для обсуждения).

 Сопротивление электрода (разница всего в несколько миллиом между разными обычно используемыми материалами и размерами - IEEE Std 142-1982). Сопротивление электрода зависит от материала стержня и площади поверхности стержня. Площадь поверхности стержня зависит от диаметра стержня.

 От стержня к поверхности почвы (незначительный фактор - обычно составляет лишь долю Ом - если стержень вбивается в уплотненный грунт и не является рыхлым - IEEE Std 142-1982) Различия в размерах заземляющих стержней и материалах делают небольшая заметная разница в сопротивлении электрода (однако материал стержня играет роль в ожидаемом сроке службы стержня).

 Контактное сопротивление между стержнем и окружающей почвой. Если стержень вбивается в уплотненный грунт, тогда сопротивление между стержнем и окружающей почвой не является существенным фактором (это обсуждается более подробно в разделе, посвященном стержням для заземления с глубоким забиванием).

 Сопротивление почвы, окружающей электрод (самый большой фактор). В правильно установленной системе заземляющих электродов сопротивление почвы является ключевым фактором, определяющим, каким будет сопротивление заземляющего электрода и на какую глубину необходимо ввести стержень, чтобы получить низкое сопротивление заземления.
Удельное сопротивление почв зависит от глубины от поверхности, типа концентрации растворимых химических веществ (минералов и растворенных солей) в почве, содержания влаги и температуры почвы. Другими словами, удельное сопротивление определяется электролитом в почве. Сопротивление заземляющего стержня 5/8 дюйма для типичных типов грунта из IEEE 142-1982 представлено ниже:

Вот несколько удивительных фактов:

Согласно этой таблице IEEE 142-1992, 10-дюймовый заземляющий стержень приводится в действие в двух из четырех категорий типов грунтов в среднем не обеспечивали сопротивления 25 Ом или меньше! Это обычное дело во многих районах с песчаной почвой.

Наличие поверхностных вод не обязательно указывает на низкое удельное сопротивление (IEEE Std 142-1982).

Недавний проект наглядно иллюстрирует истинность этого утверждения. Почва водомелиоративного сооружения всегда была влажной. Инженеры-электрики, исследующие проблемы с заземлением на объекте, наивно полагали, что постоянное присутствие воды (из-за высокого уровня грунтовых вод) гарантирует низкое удельное сопротивление почвы и что отдельных стержней заземления или, возможно, параллельных стержней заземления будет достаточно для создания заземления с низким сопротивлением. (заземление).Однако все было наоборот. Дальнейшие исследования показали, что высокий уровень грунтовых вод был связан с подземным водным потоком. Буквально через это место протекала река, которая была частью гидрологии района. Почва была очень песчаной.

Со временем все растворимые минералы, которые существовали, были растворены и унесены медленно текущей водой, оставив песок и дистиллированную воду - оба отличные изоляторы!

Это открытие радикально изменило направленность исследования заземления площадки и соответствующих корректирующих действий, заставив инженеров задуматься о стратификации почвы.

Обычные методы заземления, которым в течение последних сорока лет обучали производителей заземления и тестирования заземления, основаны на предполагаемом однородном состоянии почвы. Традиционные методы породили практические правила, которые стали приняты многими инженерами
как стандартные методы. Одна из таких практик заключалась в том, что как удвоение глубины заземляющего стержня, так и установка двух параллельных заземляющих стержней были одинаково эффективными методами для снижения сопротивления стержня (ов) относительно земли.Эти практические правила предполагали, что почва однородна - что почва остается того же типа и сопротивления при погружении на большую глубину. На практике на многих территориях имеется слоистая почва, а не однородная почва.

Как ответственные инженеры, мы должны помнить о том, что практика использования параллельных заземляющих стержней, иногда соединенных по схеме треугольника, которая была разработана с использованием методов, предполагающих однородность почвенных условий, может быть не лучшей практикой для стратифицированных почвенных условий.

Мы рассмотрим это более подробно в следующем разделе.

Что может служить заземляющим электродом?

Помните - заземляющий электрод является средством выполнения двух из пяти требований к заземлению и соединению, перечисленных в Национальном электротехническом кодексе.

(1) Заземление электрической системы Заземленные электрические системы должны быть подключены к земле таким образом, чтобы ограничить напряжение, вызываемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и стабилизировать напряжение относительно земли во время Нормальная операция.

(2) Заземление электрического оборудования Нетоковедущие проводящие материалы, охватывающие электрические проводники или оборудование или составляющие часть такого оборудования, должны быть заземлены, чтобы ограничить напряжение относительно земли на этих материалах.

В соответствии с Национальным электротехническим кодексом в качестве заземляющих электродов можно использовать следующие электроды, и если их более одного, они должны быть соединены вместе:

 Металлическая подземная водопроводная труба (NEC 250.52 (A) (1))

 Металлический каркас конструкции (NEC 250.52 (A) (2))

 Заземляющий электрод в бетонном корпусе (он же заземление UFER) (NEC 250,52 (A) (3))

 Кольцо заземления (NEC 250.52 (A) (4))

 Заземляющий стержень (NEC 250.52 (A) (5))

 Заземляющие пластины (NEC 250.52 (A) (6))

В Национальных электротехнических правилах указаны конкретные требования к установке для каждого типа электрода.

Два или более заземляющих электрода, которые эффективно соединены вместе, должны рассматриваться как единая система заземляющих электродов.

Давайте рассмотрим различные места, где требуется заземление (имеется в виду преднамеренное соединение или подключение к системе заземления). Национальный электротехнический кодекс требует следующего:

Служебный вход - Статья 250.24 (A) NEC требует, чтобы в системе электропроводки помещения, снабжаемой заземленной службой переменного тока, был провод заземляющего электрода, соединенный с заземленным служебным проводом (также называемый нейтралью). дирижер). Статья 250.24 (A) (1) требует, чтобы соединение выполнялось в любой доступной точке от конца нагрузки на линии ответвления или боковой линии обслуживания до терминала или шины, к которым подключен заземленный провод (нейтраль), на стороне обслуживания, включительно. отключающие средства.Это переводится в одно из трех мест, как показано ниже:

Отдельно производные системы - Обратитесь к разделу VI для обсуждения отдельно производного заземления системы.

Металлические водопроводные и другие металлические трубопроводы, которые могут оказаться под напряжением - 250.104 (A) и (B) требует, чтобы металлическая система водяных трубопроводов была соединена с системой заземления в любом из следующих мест: корпус вспомогательного оборудования, заземленный провод на обслуживание, провод заземляющего электрода или заземляющие электроды.В то время как металлические водопроводные трубы должны быть заземлены, другие системы металлических трубопроводов должны быть соединены с землей (заземлены) только в том случае, если существует вероятность того, что они будут под напряжением - то есть там, где в оборудовании имеются механические трубопроводы и электрические соединения (например, газовые приборы). .

Конструкционный металл - 250.104 (C) требует наличия открытого конструкционного металла, который соединен между собой для образования металлического каркаса здания и не заземлен намеренно и может оказаться под напряжением, должен быть соединен с землей либо в корпусе сервисного оборудования, либо в заземленном проводе в сервисе. , провод заземляющего электрода или к заземляющим электродам.

Если система переменного тока подключена к заземляющему электроду в здании или сооружении или на них, тот же электрод должен использоваться для заземления корпусов проводников и оборудования внутри или на этом здании или сооружении. Если отдельные службы, фидеры или ответвления питают здание и должны быть подключены к заземляющему электроду (ам), следует использовать тот же заземляющий электрод (а). Это необходимо для того, чтобы все металлические объекты в конструкции имели одинаковый потенциал земли.

Какое требуется сопротивление земли? Допустимый?

Если вас спросят: «Сколько Ом сопротивления земли требуется Национальным электрическим кодексам (NEC) для заземления системы?» Что бы вы сказали? А) 25 Ом? Б) 10 Ом? В) 100 Ом? Или D) Вы бы сказали, что NEC не устанавливает минимальных требований?

Если бы вы ответили D), вы были бы правы! Как бы трудно в это поверить, но в Национальном электротехническом кодексе не указано минимальное сопротивление заземления для заземления системы.

Давайте посмотрим на статью 250-56 NEC

250.56 Сопротивление стержневых, трубных и пластинчатых электродов:

 Отдельный электрод, состоящий из стержня, трубы или пластины, не имеющий сопротивления заземления 25 Ом или менее, должен может быть усилен одним дополнительным электродом любого из типов, указанных в пунктах от 250,52 (A) (2) до (A) (7). Если в соответствии с требованиями этого раздела установлено несколько стержневых, трубных или пластинчатых электродов, они должны находиться на расстоянии не менее 1,8 м (6 футов) друг от друга.

 FPN: эффективность параллельной работы стержней длиннее 2.5 м (8 футов) увеличивается за счет расстояния более 1,8 м (6 футов).

Обратите внимание, что NEC говорит, где «Один электрод…». Также обратите внимание, что это не требует повторных испытаний и установки дополнительных стержней или стержней дополнительной длины до тех пор, пока не будет достигнуто сопротивление 25 Ом или меньше. Эта статья NEC позволяет подрядчику запускать две штанги, разнесенные на 6 футов друг от друга, не проводить наземных испытаний и прекращать работу!

Многие районы имеют слоистую (то есть слоистую) песчаную почву. Наиболее чистый песок - это кварц, диоксид кремния (SiO2).Диоксид кремния - это высококачественный электрический изолятор, который обычно используется в качестве барьерного материала при имплантации примесей или диффузии, для электрической изоляции полупроводниковых устройств, в качестве компонента металлооксидных полупроводниковых (MOS) транзисторов или в качестве межслойного диэлектрика при многоуровневой металлизации. структуры, такие как многочиповые модули
. Песок - хороший изолятор; это НЕ хороший заземляющий материал.

Чтобы выйти из слоистых песчаных почв, необходимо продвинуть заземляющие стержни глубже через слой песка (каким бы глубоким он ни был) в более проводящую почву.

Размещение нескольких параллельных стержней в песчаной почве не имеет большого значения, если требуется соединение с землей с низким сопротивлением - вы должны пройти под слоем песка.

Национальный электротехнический кодекс содержит две таблицы, в которых указаны размеры заземления и соединения.

 Таблица 250.66 Заземляющий провод для систем переменного тока

 Таблица 250.122 Минимальный размер заземляющих проводов оборудования для заземляющих каналов и оборудования.

Таблица 250.66 Провод заземляющего электрода для систем переменного тока

Примечания:
1.Если используются несколько наборов служебных вводных проводников, как это разрешено в 230.40, исключение № 2, эквивалентный размер самого большого служебного вводного проводника должен определяться по наибольшей сумме площадей соответствующих проводников каждого набора.
2. Если нет проводов для входа в сервисный центр, размер проводника заземляющего электрода должен определяться эквивалентным размером самого большого входного проводника, необходимого для обслуживаемой нагрузки.

Таблица 250.122 Минимальный размер заземляющих проводов оборудования для заземляющих каналов и оборудования

Примечание:
Если необходимо, чтобы соответствовать требованиям 250.4 (A) (5) или (B) (4), заземляющий провод оборудования должен иметь сечение больше, чем указано в этой таблице.
* См. Ограничения на установку в 250.120.

Источником этих таблиц был отчет комитета IEEE «Руководство по безопасности при заземлении подстанций переменного тока». В отчете комитета обсуждалась обоснованность размеров заземляющих проводов, указанных в таблицах, исходя из типичной длины проводника 100 футов и падения напряжения на проводнике на основе этой длины 100 футов. [Руководство к Национальному электротехническому кодексу - Грегори Биералс - Институт проектирования электрооборудования].Для длин более 100 футов «минимальный размер», указанный в таблице, может оказаться недостаточным для устранения неисправности или проведения тока повреждения, которому она подвержена.

С практической точки зрения, проводники заземляющих электродов редко проектируются так, чтобы их длина превышала 100 футов, и на Таблицу 250.66 можно положиться почти без исключения.

Заземляющие проводники оборудования, с другой стороны, часто длиннее 100 футов, то есть всегда, когда длина ответвленной цепи или фидера заземляющего проводника оборудования, с которым они установлены, превышает 100 футов.В этих ситуациях минимальный провод заземления оборудования, указанный в таблице 250.122, не будет достаточным для пропускания и / или снятия ожидаемых токов короткого замыкания.

Опытные инженеры-электротехники и специалисты по проектированию знакомы с необходимостью увеличения размеров проводников для длинных ответвлений цепи и проводов фидера для решения и смягчения проблем, связанных с падением напряжения. В статье 250.122 (B) указывается, что заземляющий провод оборудования также должен быть увеличен.

250.122 (B) Увеличенный размер - Если размер незаземленных проводов увеличен, заземляющие проводники оборудования, если они установлены, должны быть увеличены в размере пропорционально круговой миловой площади незаземленных проводов.

Заземляющие провода оборудования на стороне нагрузки средств отключения обслуживания и устройств максимального тока подбираются в зависимости от размера устройств максимального тока фидера или ответвленной цепи перед ними.

Если незаземленные проводники цепи (токоведущие, линейные) увеличены в размере для компенсации падения напряжения или по любой другой причине, связанной с правильной работой схемы, заземляющие провода оборудования должны быть пропорционально увеличены.

Пример:

240-вольтовая однофазная 250-амперная нагрузка питается от 300-амперного выключателя, расположенного в щитке на расстоянии 500 футов.«Нормальная» цепь (без увеличения размера для ограничения падения напряжения) будет состоять из медных проводников на 250 тыс. Куб. М с медным заземляющим проводом оборудования 4 AWG. Если количество проводников было увеличено до 350 тыс. Куб. М из соображений падения напряжения, каков минимальный размер заземляющего проводника оборудования с учетом требования пропорционального увеличения?

Решение

ШАГ 1.

Рассчитайте соотношение размеров проводов увеличенного диаметра и проводов нормального сечения:

ШАГ 2.

Рассчитайте площадь поперечного сечения заземляющего проводника оборудования увеличенного размера, умножив соотношение размеров на площадь поперечного сечения заземляющего проводника стандартного размера оборудования, взятую из Таблицы 250.122 для защитного устройства на 250 А (необходимо использовать следующее большее значение или 300 А). В таблице 250.122 указано, что подходит медный провод номер 4 AWG. Согласно главе 9 таблицы 8 Национального электротехнического кодекса - Свойства проводника
(см. Стр. 21) заземляющий провод 4 AWG имеет поперечное сечение 41 740 круглых мил.

Соотношение размеров x круговых милов заземляющего проводника

1,4 x 41,740 круглых милов = 58 436 круглых милов

ШАГ 3.

Определите сечение заземляющего проводника нового оборудования.

Опять же, обращаясь к таблице 8 главы 9, мы обнаруживаем, что 58 436 круговых милов больше 3 AWG. Следующий больший размер - 66 360 круглых милов, который преобразуется в медный заземляющий провод для оборудования 2 AWG.

Для данного сценария нормальный заземляющий провод оборудования, указанный в Таблице 250.122 для цепи на 250 А будет медным заземляющим проводом № 4 AWG. В этом случае заземляющий провод оборудования необходимо увеличить до медного заземляющего провода № 2 AWG, чтобы соответствовать требованиям статьи 250.122 (B) NEC. Целью этого требования по увеличению размера является обеспечение проводника, имеющего соответствующий размер, чтобы выдерживать и устранять ожидаемые токи короткого замыкания.

NEC Ch. 9 Таблица 8

Согласно требованиям Национального электротехнического кодекса (NEC) нейтраль и заземляющий провод оборудования должны быть подключены к главной сервисной панели и вторичной стороне отдельно выделенной системы (подробнее об этом ниже).NEC разрешает использовать только одно соединение нейтрали с землей в каждой отдельно производной системе. Неправильное дополнительное соединение нейтрали с землей - довольно распространенная проблема, которая не только создает опасность поражения электрическим током для обслуживающего персонала, но также может ухудшить характеристики электронного оборудования. Неправильное соединение нейтрали и заземления в розетках можно обнаружить с помощью тестера проводки и заземления, предназначенного для этой цели.

Вольтметр также можно использовать для определения наличия неправильных соединений в розетках.Измерение напряжения между нейтралью и землей на розетках может указывать на напряжение в диапазоне от милливольта до нескольких вольт при нормальных рабочих условиях и в зависимости от нагрузки, длины цепи и т. Д. Однако показание 0 В может указывать на наличие ближайшей нейтрали. - земляная связь. Чрезмерный ток заземления оборудования в распределительных щитах также указывает на возможность заземления нейтрали на стороне нагрузки. Визуальный осмотр нейтральной шины внутри щитков необходим, чтобы проверить расположение этих дополнительных и неправильных соединений.

Если в отдельно созданной системе существует более одной связи нейтраль - земля, это приводит к намеренному соединению (или соединению) проводов нейтрали и заземления в двух местах. Это создает параллельное соединение, в котором ток нейтрали делится на часть, возвращающуюся на нейтраль, а остальная часть возвращается к источнику через путь заземления оборудования в соответствии с законом Ом (ток будет делиться пропорционально, чтобы пройти путь наименьшего сопротивления с напряжением падение по каждой параллельной траектории одинаково).На рисунке ниже представлены два варианта предотвращения протекания нежелательного тока в системе заземления (и соединения).

Отдельно производные системы - это системы, которые не имеют прямого соединения между выходными проводниками питания и входными проводниками питания. Это трансформаторы без прямого соединения между нейтралью первичной системы и вторичной нейтралью, только системы ИБП, которые включают в себя изолирующие трансформаторы, таким образом получая новый нейтральный системный проводник (примечание - все системы ИБП не являются отдельно производными системами), и комплекты двигателей-генераторов, которые подключаются к системе электропроводки здания через 4-полюсный автоматический переключатель являются отдельно производными системами, потому что у них есть отдельная нейтраль, которая не имеет прямого соединения с нейтралью электросети (из-за 4-го полюса безобрывного переключателя).Двигатель - генераторные установки, использующие 3-полюсные системы переключения, имеют прямое соединение с нейтралью энергосистемы общего пользования, не являются отдельно производными системами и не могут иметь заземления нейтрали на двигателе-генераторной установке. [IEEE Std 1100-1999]

Существует много дискуссий об отдельных или специальных основаниях, связанных с чувствительным электронным оборудованием. Статья 250.96 (B) Национального электротехнического кодекса разрешает изолировать электронное оборудование от кабельного канала таким же образом, как шнур и подключенное к вилке оборудование изолируются от кабельного канала.

250,96 (B) Изолированные цепи заземления. Если требуется для снижения электрического шума (электромагнитных помех) в цепи заземления, корпус оборудования, питаемый от ответвленной цепи, должен быть разрешен для изоляции от кабельного канала, содержащего цепи, питающие только это оборудование, с помощью одного или нескольких перечисленных неметаллических фитингов кабельного канала, расположенных в точку крепления кабельного канала к корпусу оборудования. Металлический кабельный канал должен соответствовать положениям данной статьи и должен быть дополнен внутренним изолированным заземляющим проводом оборудования, установленным в соответствии с 250.146 (D), чтобы заземлить корпус оборудования.

FPN (ПРИМЕЧАНИЕ FINE PRINT): Использование изолированного заземляющего проводника оборудования не снимает требования к заземлению системы кабельных каналов.

Ключом к этому методу заземления электронного оборудования является постоянное обеспечение того, чтобы изолированный заземляющий провод, независимо от того, где он заканчивается в системе распределения, был подключен таким образом, чтобы создать эффективный путь для тока замыкания на землю (через соединение), как требуется NEC 250.4 (А) (5).

Хотя использование изолированных заземляющих проводов оборудования может быть полезным для снижения электромагнитных помех, очень важно, чтобы требование изолированного заземления НЕ приводило к изолированному, изолированному или иным образом не подключенному к заземлению заземлению системы электродов здания. Такой изолированный стержень заземления (соединение с землей) нарушит NEC 250.50.

250,50 Система заземляющих электродов Все заземляющие электроды, как описано в пунктах 250.52 (A) (1) - (A) (6), которые имеются в каждом обслуживаемом здании или сооружении, должны быть соединены вместе, чтобы сформировать систему заземляющих электродов.

Причина, по которой изолированный заземляющий стержень (то есть тот, который не соединен с другими заземленными или заземленными электродами) запрещен, и что NEC требует, чтобы отдельные заземляющие электроды были соединены вместе, заключается в уменьшении разницы потенциалов между ними из-за молния или случайный контакт с линиями электропередач. Системы молниезащиты, связи, радио и телевидения, а также заземления системы кабельного телевидения ВСЕ должны быть соединены вместе, чтобы минимизировать потенциальные различия между системами.Отсутствие соединения (или соединения) всех компонентов заземления может привести к серьезному поражению электрическим током и пожару.

Например, для установки кабельного телевидения, показанной на Рисунке 250.39, предположим, что ток индуцируется в линии электропередачи импульсным перенапряжением или близлежащим ударом молнии, так что мгновенный ток силой 1000 ампер возникает по линии электропередачи к источнику питания. линия земли. Такая сила тока не является чем-то необычным при таких обстоятельствах - она ​​может быть и часто бывает значительно выше.Также предположим, что сопротивление заземления питания составляет 10 Ом, что в большинстве случаев является очень низким значением (одиночный заземляющий стержень в среднем грунте имеет сопротивление относительно земли около 40 Ом).

Приложение 250.39 Установка кабельного телевидения, не соответствующая Кодексу, демонстрирующая, почему необходимо соединение между различными системами. Согласно закону Ома, ток через оборудование, подключенное к электрической системе, будет на мгновение увеличиваться до потенциала 10 000 вольт (1000 вольт). амперы × 10 Ом).Этот потенциал в 10000 вольт будет существовать между системой CATV и электрической системой
, а также между заземленным проводником в кабеле CATV и заземленными поверхностями в стенах дома, такими как водопроводные трубы (которые подключены к заземлению), по которому проходит кабель. Этот потенциал также может появиться у человека, держащего одной рукой кабель кабельного телевидения, а другой рукой - металлическую поверхность, подключенную к заземлению (например, радиатор или холодильник).

Фактическое напряжение, вероятно, будет во много раз больше расчетных 10 000 вольт, поскольку для сопротивления заземления и тока были приняты чрезвычайно низкие (ниже нормального) значения.Однако большинство систем изоляции не рассчитано выдерживать даже 10 000 вольт. Даже если система изоляции действительно выдерживает скачок напряжения в 10 000 вольт, она может быть повреждена, и выход из строя системы изоляции приведет к искрообразованию.

Такая же ситуация могла бы существовать, если бы скачок тока был на кабеле CATV или телефонной линии. Единственная разница будет заключаться в напряжении, которое будет зависеть от индивидуального сопротивления заземляющих электродов относительно земли.

Решение состоит в том, чтобы соединить две системы заземляющих электродов вместе или соединить оболочку кабеля CATV с заземлением питания, что в точности и требуется Кодексом.Когда одна система поднимается выше потенциала земли, вторая система достигает того же потенциала, и между двумя системами заземления отсутствует напряжение.

Exhibit 250.40 Установка кабельного телевидения, соответствующая требованиям 250.94.

Ниже приведены примеры реальных случаев, когда отдельные заземления или предметы, которые должны быть заземлены (заземлены), были изолированы друг от друга (не соединены вместе):

 Женщина заметила «покалывание» электричеством, когда принимала душ. Расследование показало, что между сливом для душа и ручками для душа присутствовало электрическое напряжение.Тот факт, что женщина была босиком с мокрыми руками (а люди часто бывают в душе!), Способствовал тому, что она чувствовала разницу в напряжении. Причиной проблемы были паразитные напряжения, создаваемые воздушной распределительной линией. Разница в напряжении была между колодцем и септической системой. Решением было скрепить дренажную и водопроводную трубы вместе.

 Владелец бизнеса жаловался на постоянные сбои компьютерного модема и компьютера. Коммунальная компания обнаружила, что отказы произошли по совпадению с перебоями в электроснабжении (замыкание на землю) на одном из основных фидеров, обслуживающих объект.Проведенное расследование показало, что телефонная, водопроводная и силовая площадки были электрически изолированы (не соединены друг с другом). Правильное соединение (соединение) систем устранило дальнейшие проблемы с этим клиентом.

[Примеры приведены из статьи «Заземление энергосистем: практическая точка зрения», номер статьи PCIC-2002-xx, Джон П. Нельсон, сотрудник IEEE]

Термин «заземление Ufer» назван в честь консультанта, работающего в США. Армия во время Второй мировой войны. Техника Mr.Придуманный Уфер был необходим, потому что на участке, нуждающемся в заземлении, не было грунтовых вод и мало осадков. Это место в пустыне представляло собой серию хранилищ бомб в районе Флагстаффа, штат Аризона.

Принцип Уфер земли прост. Его очень эффективно и недорого устанавливать при новом строительстве. Земля Уфер использует агораскопические свойства бетона. Бетон быстро впитывает влагу и очень медленно теряет влагу. Минеральные свойства бетона (известь и другие) и присущий им pH означает, что бетон имеет запас ионов для проведения тока.Почва вокруг бетона становится «легированной» бетоном. В результате pH почвы повышается и понижается, что обычно составляет 1000 Ом · метр в почвенных условиях (трудно получить хорошую почву). Присутствующая влага (бетон очень медленно отдает влагу) в сочетании с «легированной» почвой являются хорошим проводником для электрической энергии или тока молнии.

Эффект почти такой же, как и при химической обработке почвы вокруг электрода. Авторы статьи IEEE 1969 года пришли к выводу о следующих обширных испытаниях такой электродной системы: «.. . Сети из арматурных стержней… бетонных оснований обеспечивают приемлемо низкое сопротивление заземления, с возможностью защиты от коротких замыканий и импульсных токов, подходящих для всех типов заземления конструкций и цепей. . . . Не последним преимуществом системы арматуры является ее доступность и низкая стоимость ». [Fagan & Lee, «Использование бетонных арматурных стержней в качестве заземляющих электродов», Конференция по нефтяной и химической промышленности 1969 г.]

Методы Ufer используются для строительства нижних колонтитулов, бетонных полов, радио- и телебашен, анкеров для опорных тросов, освещения столбы и др.Медная проволока не работает как «уферское» заземление из-за pH-фактора бетона (обычно + 7pH). Использование стальной арматуры в качестве «уферского» грунта работает хорошо, и бетон не трескается и не отслаивается, как это было в случае с медью. Использование медной проволоки, привязанной к стержням арматуры, находящимся вне бетона, не вызывает ни одной из этих проблем.

Минимальный размер арматуры, необходимой для предотвращения проблем с бетоном, зависит от:

1. Тип бетона, его содержание, плотность, удельное сопротивление, коэффициент pH и т. Д.

2. Площадь поверхности бетона, контактирующей с почвой.

3. Удельное сопротивление почвы и содержание грунтовых вод.

4. Размер и длина арматурного стержня, проволоки или пластины.

5. Величина тока удара молнии.

На следующей диаграмме показана проводимость тока молнии на фут арматурного стержня (арматурного стержня). Учитывается только внешний арматурный стержень. Арматурный стержень в центре нижнего колонтитула или фундамента не учитывается в этом расчете. В нижнем колонтитуле траншеи можно учитывать только арматуру по бокам и внизу нижнего колонтитула.

Г-н Уфер не знал, что он нашел, пока не экспериментировал с проволокой различной длины в бетоне. Сегодняшний информированный инженер извлекает выгоду из открытия г-на Уфера и привяжет стержни стальной арматуры в здании или другом фундаменте к электрическому заземлению здания. При присоединении к электрическому заземлению, строительной стали и т. Д. Армированный пол и фундамент здания становятся частью системы заземления здания. Результатом является значительно улучшенная система заземления с очень низким общим сопротивлением относительно земли.

Если бы одного заземления Ufer было достаточно, производители заземляющих стержней прекратили бы свою деятельность. Но одной только земли Уфер этого недостаточно. Немногие здания, даже те, которые строятся сегодня, построены с учетом преимуществ земли Уфер. Часто можно увидеть использование «заземления Ufer» на военных объектах, компьютерных залах и других сооружениях с очень специфическими характеристиками заземления. Это не распространено на большинстве промышленных предприятий, офисных зданий и жилых домов. Сегодня более распространенным является заземление в соответствии с минимальными национальными и местными электротехническими нормами.Это будет включать в себя один или несколько приводных заземляющих стержней, подключенных (соединенных) к нейтральному проводу электрического служебного входа.

В 2005 году NEC был пересмотрен, чтобы четко требовать включения UFER или электрода в бетонном корпусе (теперь 250,52 (A) (3)) в систему заземляющих электродов для зданий или сооружений, имеющих бетонное основание или фундамент без площадь поверхности менее 20 футов в непосредственном контакте с землей. Это требование применяется ко всем зданиям и сооружениям с фундаментом и / или опорой размером 20 футов или более или более 1/2 дюйма.или армирующая сталь с большей электропроводностью, или 20 футов или более из чистой меди не менее 4 AWG.

Заземляющие стержни бывают разных форм, но чаще всего в заземлении электрических сетей используются заземляющие стержни из оцинкованной стали. Пожалуйста, помните, лучший день для заземляющего стержня (удельное сопротивление) - это день его установки. Коррозия, остекление и т. Д. - все это факторы, снижающие эффективность заземляющих стержней.

Заземляющие стержни обычно делятся на один из следующих размеров; 1/2 дюйма, 5/8 дюйма, 3/4 дюйма и 1 дюйм.Они бывают из стали с покрытием из нержавеющей, оцинкованной или медной стали и могут быть из твердой нержавеющей стали или из мягкой (без плакировки) стали. Их можно приобрести с отрезками без резьбы или с резьбой, которые различаются по длине. Наиболее распространенная длина - 8 футов и 10 футов. Некоторые из них будут иметь заостренный конец, другие будут иметь резьбу и могут быть соединены вместе для образования более длинных стержней при движении.

Эффективность заземляющего стержня диаметром 1 дюйм над стержнем заземления 1/2 дюйма минимальна при снятии показаний сопротивления. Штанги большего размера выбираются для более сложных почвенных условий.Глиняные или каменистые условия часто требуют использования силовых приводов, похожих на ударные, используемые механиками при работе с вашим автомобилем. Обычно они бывают электрическими или пневматическими. Силовые приводы при использовании с тяжелыми заземляющими стержнями диаметром 1 дюйм будут работать на большинстве почв.

Пруток с медным покрытием диаметром 1 дюйм по сравнению с прутком с медным покрытием 1/2 дюйма в тех же почвенных условиях дает улучшение производительности примерно на 23%. Площадь поверхности стержня 1/2 дюйма составляет 1,57 по сравнению со стержнем 1 дюйм при 3,14 (3,14 x.5 = 1,57 и 3,14 х 1 = 3,14). Таким образом, удвоение площади поверхности дает улучшение производительности примерно на 23%.

Покрытие заземляющих стержней предназначено для защиты стали от ржавчины. Большинство думает, что оболочка (медь на стальном стержне) предназначена для увеличения проводимости стержня. Это действительно способствует проводимости, но основная цель покрытия - предохранить стержень от ржавчины.

Не все плакированные заземляющие стержни одинаковы, и важно, чтобы плакированный стержень имел достаточно толстую оболочку.Высококачественные промышленные заземляющие стержни из стали, плакированной медью, могут стоить немного дороже, но они оправдывают небольшие дополнительные затраты.

Когда заземляющий стержень вбивается в каменистую почву, он может поцарапать покрытие, и стержень заржавеет. В сухом виде ржавчина не проводит электричество, это хороший изолятор. Когда он влажный, он все еще не такой проводящий, как медь на стержне. Можно проверить pH почвы, и это должно определить тип используемого стержня. В почвенных условиях с высоким pH следует использовать только высококачественные плакированные стержни.Если почва очень кислая, лучше всего подойдут нержавеющие стержни. Один из самых популярных стержней заземления - стержень заземления из оцинкованной (горячеоцинкованной) стали.

Этот стержень используется с медными и алюминиевыми проводниками для формирования заземления служебного входа в большинстве зданий и жилых домов. Это плохой выбор для определения удельного сопротивления грунта с течением времени. Стыки между заземляющим стержнем и проводом выполняются выше или ниже поверхности земли и в большинстве случаев подвержены постоянной влажности. В лучших условиях соединение двух разнородных материалов со временем приведет к коррозии и увеличению сопротивления.

При соединении разнородных материалов происходит электролиз. Если алюминий используется с медью, которая не покрыта оловом, алюминий будет разъедать медь, оставляя меньшую площадь поверхности для контакта, и соединение может расшататься и даже вызвать искрение. Любой резкий удар или удар могут привести к разрыву соединения. При установке в грунт не рекомендуется использовать луженую проволоку. Олово, свинец, цинк и алюминий более анодны, чем медь, и они пожертвуют (исчезнут) в почве.При подключении над поверхностью почвы в распределительном щите допускается использование луженой проволоки.

Имейте в виду, что статья 250.64 Национального электротехнического кодекса указывает, что алюминиевые заземляющие проводники с алюминиевым или медным покрытием не должны соприкасаться с почвой или бетоном и должны заканчиваться не менее чем на 18 дюймов выше готовой конструкции при использовании на открытом воздухе.

Другой способ лечения коррозии стыков - использование герметика для швов, предотвращающего образование мостиков влаги между металлами.Наиболее популярными соединениями являются частицы меди или графита, погруженные в консистентную смазку. Использование аналогичного материала - лучшее решение, поскольку даже стыковые смеси могут потерять свою эффективность, если их не поддерживать в надлежащем состоянии, но их использование предпочтительнее, чем сухое соединение. Соединения работают путем погружения частиц в металлы, чтобы сформировать чистый стык с низким сопротивлением, лишенным воздуха, когда они находятся под давлением. Это давление обеспечивается за счет затягивания зажима на проводе и стержне.

Проблема разнородных материалов не встречается в стальных стержнях, плакированных медью.Из всех вариантов по разумной цене лучшим выбором будет стальной пруток, плакированный медью с медным проводником. Если бы деньги не были предметом, золотой проводник и заземляющий стержень были бы идеальными, но вряд ли экономически практичными.

Ведомый стержень намного лучше по сравнению со стержнем с обратным наполнением. Плотность ненарушенного грунта намного выше, чем даже уплотненного грунта. Связь грунта со стержнем - ключ к производительности удилища.

Одним из интересных аспектов проводников заземляющих электродов является их необходимость в физической защите.Если для защиты проводника заземляющего электрода используется стальной кабелепровод или рукав, то на каждом конце рукава должны быть предусмотрены некоторые средства, чтобы сделать его непрерывным электрически с проводником. Этого можно добиться, установив перемычку на каждом конце гильзы и подключив ее к гильзе, оборудованию и заземляющему электроду на каждом конце. Причина, по которой этот метод важен, заключается в том, что при тяжелых условиях повреждения стальная трубная муфта создает дроссельный эффект (индуктивность муфты создает магнитное поле, которое препятствует изменениям тока), а полное сопротивление системы заземления резко возрастает.Из-за этого - по возможности лучше использовать неметаллическое покрытие соответствующего номинала (таблица 80, где возможны повреждения) для обеспечения физической защиты.

Установить заземляющие стержни несложно, но необходимо соблюдать соответствующие процедуры, а полученные стержни должны быть проверены на работоспособность.

Установка заземляющих стержней глубиной более 10 футов представляет несколько проблем. Могут использоваться секционные стержни (обычно длиной 10-12 футов), соединенные вместе для достижения желаемой глубины.Муфта имеет больший диаметр, чем стержень, и поэтому образует отверстие больше, чем сам стержень. Это создает пустоту муфты, ограничивающую контакт почвы с поверхностью штанги дополнительных секций. Только первая секция будет поддерживать полный контакт стержня с почвой.

Ручное забивание штанг с помощью кувалд, трубных инструментов и других средств не может обеспечить достаточное усилие для проникновения в твердые почвы. Для стержней с глубоким забиванием необходимы механические или механические приводы.

Материал штанги и конструкция муфты должны выдерживать силу, необходимую для прохождения через твердый грунт.

Из-за чрезмерных усилий, необходимых для привода более длинных штанг, муфты винтового типа механически выходят из строя. Резьба обрывается, что приводит к плохому контакту стержня со стержнем. Коническая шлицевая / компрессионная муфта зарекомендовала себя как самая надежная муфта.

Чтобы поддерживать полный контакт стержня с почвой, суспензионная смесь бентонита натрия (природная глина) может быть введена в полость муфты при установке стержней. Это обеспечивает токопроводящий материал между поверхностью стержня и почвой по глубине стержня.Для обычного 60-футового заземляющего стержня требуется от 2 до 5 галлонов бентонита.

Недостатком более длинных и глубоких штанг является то, что соединенные штанги могут изгибаться при столкновении с более плотной почвой. В одном из проектов подрядчику требовалось соединить и установить заземляющий стержень длиной 100 футов для достижения сопротивления 5 Ом в слоистых песчаных почвах. Когда подрядчик соединил и проехал пятую 10-дюймовую штангу, было замечено, что «заостренный конец» заземляющей штанги проходил под автомобилем на ближайшей стоянке.[Глубокое заземление против неглубокого заземления, Computer Power Corporation, Мартин Д. Конрой и Пол Г. Ричард - http://www.cpccorp.com/deep.htm]

Эффективная производительность заземляющих стержней снижается из-за почвенных условий , токи молнии, физические повреждения, коррозия и т. д. и должны регулярно проверяться на сопротивление. То, что в прошлом году земля была хорошей, не значит, что так хорошо сегодня.

Проверили бы его методом испытания на падение потенциала или методом зажима при условии, что установка подходит для измерения сопротивления заземления с использованием метода зажима (см. Следующий раздел для обсуждения инструментов и методов тестирования).

Измерение сопротивления заземления может выполняться только с помощью специально разработанного оборудования. В большинстве приборов используется принцип падения потенциала переменного тока, циркулирующего между вспомогательным электродом и заземляющим электродом при тестировании. Показание выражено в омах и представляет собой сопротивление заземляющего электрода к окружающей земле. Несколько производителей испытательного оборудования недавно представили тестеры сопротивления заземления, которые также будут обсуждаться.

Принцип измерения сопротивления заземления (падение потенциала - трехточечное измерение)

Разность потенциалов между стержнями X и Y измеряется вольтметром, а ток между стержнями X и Z измеряется амперметром (см. Рисунок 13). )

По закону Ома E = IR или R + E / I, тогда мы можем получить сопротивление заземляющего стержня R. Если E = 20 В и I = 1 A, то:

R = E / I = 20/1 = 20

Нет необходимости проводить все измерения при использовании тестера заземления.Тестер заземления будет измерять непосредственно, генерируя собственный ток и отображая сопротивление заземляющего электрода.

Положение вспомогательных электродов при измерениях

Целью точного измерения сопротивления относительно земли является размещение вспомогательного токового электрода Z на достаточном удалении от тестируемого заземляющего электрода, чтобы вспомогательный потенциальный электрод Y находился за пределами эффективного площадь сопротивления как заземляющего электрода, так и вспомогательного токового электрода.Лучший способ узнать, находится ли вспомогательный потенциальный стержень Y за пределами эффективных областей сопротивления, - это переместить его между X и Z и снять показания в каждом месте. Если вспомогательный потенциальный стержень Y находится в зоне эффективного сопротивления (или оба, если они перекрываются, как на рисунке 14), при его перемещении полученные показания будут заметно отличаться по величине. В этих условиях невозможно определить точное значение сопротивления заземления.

С другой стороны, если вспомогательный потенциальный стержень Y расположен за пределами эффективных областей сопротивления (рисунок X), когда Y перемещается вперед и назад, вариация показаний минимальна.Полученные показания должны быть относительно близки друг к другу и являются наилучшими значениями сопротивления заземления X. Показания должны быть нанесены на график, чтобы гарантировать, что они лежат в области «плато», как показано на рисунке 15. Эту область часто называют. как «62% площади».

Измерение сопротивления заземляющих электродов (метод 62%)

Метод 62% был принят после графического рассмотрения и после реальных испытаний. Это наиболее точный метод, но он ограничен тем фактом, что тестируемая земля представляет собой единое целое.

Этот метод применяется только тогда, когда все три электрода находятся на прямой линии, а земля представляет собой один электрод, трубу или пластину, как показано на рисунке 16.

Рассмотрим рисунок 17, на котором показаны площади эффективного сопротивления (концентрические оболочки) заземляющего электрода X и вспомогательного токового электрода Z. Области сопротивления перекрываются. Если бы показания были сняты путем перемещения вспомогательного потенциального электрода Y либо к X, либо к Z, тогда разность показаний была бы большой, и нельзя было бы получить показание в разумном диапазоне допуска.Чувствительные области перекрываются и действуют постоянно, увеличивая сопротивление по мере удаления Y от X.

Теперь рассмотрим рисунок 18, на котором электроды X и Z достаточно разнесены, чтобы области эффективного сопротивления не перекрывались. Если мы построим график измеренного сопротивления, мы обнаружим, что уровень измерений сбился, когда Y расположен на 62% расстояния от X до Z, и что показания по обе стороны от начального значения Y (62%), скорее всего, будут в пределах установленный диапазон допуска.Этот диапазон допуска определяется пользователем и выражается как
процентов от начального показания +/- 2%, +/- 5%, +/- 10% и т. Д.

Расстояние между вспомогательными электродами

Нет определенного расстояния между Могут быть заданы значения X и Z, поскольку это расстояние зависит от диаметра испытуемого стержня, его длины, однородности испытуемого грунта и, в частности, от эффективных площадей сопротивления. Однако приблизительное расстояние можно определить из следующей таблицы, которая дается для однородной почвы и электрода диаметром 1 дюйм (для диаметра ½ дюйма уменьшите расстояние на 10%).

Измерение сопротивления заземления при помощи клещей

В отличие от метода падения потенциала (трехточечного), который требует, чтобы заземляющий стержень или тестируемая система были отключены от системы питания, этот метод измерения требует, чтобы между испытуемым стержнем было установлено соединение. подключение электросети к земле. В результате метод предлагает возможность измерения сопротивления без отключения заземления. Он также предлагает преимущество включения заземления и общего сопротивления заземляющего соединения.

Принцип работы

Обычно заземленную систему общей распределительной линии можно смоделировать как простую базовую схему, как показано на рисунке 29, или как эквивалентную схему, показанную на рисунке 30. Если напряжение E приложено к любому измеренному заземляющему элементу Rx через специальный трансформатора, через цепь протекает ток I, который может быть представлен следующим уравнением:

Суть этого состоит в том, что заземляющий электрод для типичной заземленной электрической системы расположен параллельно заземляющим стержням и стыковым заземлениям на каждом трансформаторе. и столб, который находится на стороне линии обслуживания, для которого вы тестируете землю.Все параллельные заземления выше по потоку становятся очень и очень малым параллельным сопротивлением по сравнению с сопротивлением стержня, на котором вы отдыхаете (R x ).

Если R x и R 1 , и 2 …. все примерно одинаковой величины, а n - большое число (например, 200), тогда R x будет намного меньше, чем

. Например, если R x , R 1 , R 2 , R 3 и т. Д. Все равны 10 Ом и n = 200, тогда:

В этом примере мы видим, что до тех пор, пока количество заземляющих стержней в системе электроснабжения велико (и проверяемый стержень подключен к ним), то эквивалентное сопротивление боковых стержней линии (.05 Ом) незначительно по отношению к измеряемому сопротивлению заземления (10 Ом).

E / I = Rx установлен. Если I определяется при постоянном значении E, можно получить измеренное сопротивление заземляющего элемента. Снова обратитесь к рисункам 29 и 30. Ток подается на специальный трансформатор через усилитель мощности через генератор постоянного напряжения 1,7 кГц. Этот ток обнаруживается детекторным трансформатором тока. На частоте 1,7 кГц сигнал усиливается фильтрующим усилителем. Это происходит перед аналого-цифровым преобразованием и после синхронного выпрямления.Затем он отображается на жидкокристаллическом дисплее.

Фильтр-усилитель используется для отсечки как тока земли на промышленной частоте, так и высокочастотного шума. Напряжение обнаруживается катушками, намотанными на трансформатор тока впрыска, который затем усиливается, выпрямляется и сравнивается компаратором уровня. Если зажим на CT не закрыт должным образом, и на ЖК-дисплее появляется индикация OPEN или OPEN.

Хотя точность клещей для тестеров сопротивления заземления хороша для многих сценариев, но имеет свои ограничения.Например, если условия заземления на стороне линии неизвестны (на этом основана теория работы клещевого тестера) или если в системе электроснабжения не так много заземлений на стороне линии (заземления полюсов), тогда трехточечный падение потенциального испытания должно быть выполнено.

Прежде чем использовать и полагаться на данные любого измерительного оборудования, убедитесь, что оно откалибровано и сертифицировано. Если вы этого не сделаете, данные, которые он предоставляет, могут оказаться бесполезными.

Это обсуждение методов тестирования сопротивления заземления было взято из не защищенного авторским правом материала из рабочей книги AEMC Instruments «Общие сведения о тестировании сопротивления заземления», издание 6.0.

Достижение приемлемого уровня почвы в бедных почвах

Чтобы ваша электрическая система функционировала должным образом, важно, чтобы ваша подземная система заземления имела низкое сопротивление. Так как же достичь этой цели, помня о безопасности?

При проектировании и установке систем электроснабжения правильное заземление - это не просто роскошь, а необходимость. Все хорошие системы заземления должны обеспечивать путь с низким сопротивлением для проникновения в землю токов короткого замыкания и молнии, обеспечивая максимальную безопасность от сбоев в электрической системе и молнии.В частности, правильно установленная система заземления не только помогает защитить здания и оборудование от повреждений, вызванных непреднамеренными токами короткого замыкания или разрядами молнии, но также защищает гораздо более важные инвестиции: людей.

Достичь приемлемой позиции - непростая задача. Правильная установка систем заземления требует знания национальных стандартов, материалов проводов, а также соединений и концевых заделок (рис. 1 в оригинальной статье). Но это не все. Не забывайте учитывать почвенные условия, в которых вы устанавливаете заземляющие стержни (или заземляющую сетку).

Влияние почвенных условий на заземление. Хотя общая эффективность подземной системы заземления зависит от многих факторов, сопротивление земли (или удельное сопротивление земли) значительно влияет на полное сопротивление подземного проводника. Характеристики почвы, такие как влажность, температура и тип почвы, определяют общее удельное сопротивление земли. При заземлении вашей системы всегда помните следующее:

  • Содержание влаги.

    Содержание влаги в почве важно, потому что она помогает химическим веществам в почве, окружающим заземляющие проводники, проводить электрический ток. Как правило, чем выше содержание влаги, тем ниже удельное сопротивление почвы. Когда влажность опускается ниже 10%, удельное сопротивление значительно увеличивается.

  • Температура почвы.

    Температура ниже нуля также увеличивает удельное сопротивление почвы. Как только влага превращается в лед, сопротивление резко возрастает. В зонах, подверженных замерзанию, необходимо установить заземляющий стержень ниже линии замерзания для поддержания заземления с низким сопротивлением.

  • Тип почвы.

    Черная грязь или почвы с высоким содержанием органических веществ обычно являются хорошими проводниками, поскольку они сохраняют более высокий уровень влажности и имеют более высокий уровень электролита, что приводит к низкому удельному сопротивлению почвы. Песчаные почвы, которые быстрее дренируют, имеют гораздо более низкое содержание влаги и уровень электролитов. Следовательно, они имеют более высокий импеданс. Твердая порода и вулканический пепел, например, найденный на Гавайях, практически не содержат влаги и электролитов. Эти почвы имеют высокий уровень удельного сопротивления, и трудно обеспечить эффективное заземление.См. Таблицу 1 (в оригинальной статье) для определения удельного сопротивления различных почв.

Измерение удельного сопротивления земли. Эффективность заземляющих стержней во многом зависит от того, может ли почва, окружающая стержни, проводить большие электрические токи. Чтобы правильно спроектировать подземную систему заземления, необходимо измерить удельное сопротивление земли с помощью прибора для измерения сопротивления заземления. Этот прибор также должен иметь переключатели для изменения диапазона сопротивления. Для измерения удельного сопротивления земли можно использовать различные методы испытаний, но наиболее распространенными являются три:

  • Четырехточечный метод, наиболее точный.

  • Глубинный вариационный метод (трехточечный метод).

  • Двухточечный метод.

После определения удельного сопротивления почвы вы сможете лучше определить, какая схема подземного заземления будет наиболее эффективной. В зависимости от удельного сопротивления почвы и требований схемы заземления конкретная система может варьироваться от простого подземного заземляющего проводника до обширного заземляющего стержня. Последняя могла включать сеточную систему или заземляющее кольцо (рис.2, в оригинальной статье). Для уменьшения импеданса системы заземления можно использовать материал для улучшения заземления или электроды химического типа.

Как добиться приемлемого заземления. Существуют различные варианты снижения удельного сопротивления почвы. Один из способов - увеличить влажность почвы. Удельное сопротивление верхнего слоя почвы может быть уменьшено на 800 Ом-м за счет увеличения влажности с 5% до 10%. Дополнительное снижение удельного сопротивления, хотя и намного меньшее, может быть получено путем увеличения влажности с 10% до 20%.Проблема с добавлением влаги в почву в том, что в большинстве случаев это не практичный вариант.

Еще один способ снизить удельное сопротивление земли - обработать почву солью, такой как сульфат меди, сульфат магния или хлорид натрия. В сочетании с влагой соли выщелачиваются в почву, снижая удельное сопротивление почвы. Однако этот недорогой процесс также может вызвать проблемы. Во-первых, когда соли смываются, почва возвращается в необработанное состояние. В результате вам необходимо периодически заряжать систему.Во-вторых, некоторые соли могут вызвать коррозию заземляющих проводов. Наконец, соль может загрязнять грунтовые воды. Местные экологические нормы и Агентство по охране окружающей среды (EPA) могут возражать против добавления солей в почву.

Во многих местах обеспечить систему заземления с низким сопротивлением так же просто, как вставить стержень заземления в подповерхностный слой почвы, который имеет относительно постоянное и проводящее содержание влаги. Помните, что заземляющий стержень должен выступать ниже минимальной глубины промерзания. Вы также можете использовать материал для улучшения заземления для достижения приемлемого сопротивления системы (рис.3, в оригинальной статье).

Что следует знать при использовании материала для улучшения грунта. Практически во всех почвенных условиях использование материала для улучшения грунта повысит эффективность заземления. Некоторые из них являются постоянными и не требуют обслуживания. Вы можете использовать их в областях с плохой проводимостью, таких как каменистая почва, горные вершины и песчаная почва, где нельзя использовать заземляющие стержни или где ограниченное пространство затрудняет адекватное заземление с помощью обычных методов.

Доступно несколько видов материалов для улучшения земли.Но будьте осторожны при выборе материала. Он должен быть совместим с заземляющим стержнем, проводником и соединительным материалом. Некоторые варианты включают бентонитовую глину, коксовый порошок и специально разработанные вещества.

Бентонит - это глинистое вещество, используемое в районах с высоким удельным сопротивлением почвы. Однако проводимость в бентонитовой глине происходит только за счет движения ионов. Ионная проводимость может происходить только в растворе, что означает, что бентонитовая глина должна быть влажной для обеспечения требуемых уровней сопротивления.Когда бентонитовая глина теряет влагу, ее удельное сопротивление увеличивается, а объем уменьшается. Эта усадка приводит к прерыванию контакта между бентонитовой глиной и окружающей почвой, что дополнительно увеличивает сопротивление системы.

Порошок кокса - другой выбор. Коксовый порошок, состоящий преимущественно из углерода, обладает высокой проводимостью. Однако грунтовые воды могут его смыть.

Некоррозионное вещество с низким сопротивлением, повышающее сопротивление, представляет собой проводящий цемент, который можно укладывать влажным или сухим.В зависимости от вещества, он не выщелачивается в почву и соответствует требованиям EPA для захоронения отходов. Этот материал успешно применяется в железнодорожной и коммунальной промышленности. При установке в сухом состоянии он впитывает влагу из окружающей почвы и затвердевает, удерживая влагу в своей структуре. При использовании в сухом виде перемешивание не требуется, а максимальная эффективность достигается за считанные дни. Это потому, что он поглощает достаточно воды из окружающей почвы. Вы также можете предварительно смешать его с водой до получения густого раствора.Вы можете добавить его в траншею, в которой находится заземляющий провод, или использовать его вокруг заземляющего стержня в усиленном отверстии. Материал связывает воду в цемент, образуя прочную массу с высокой проводимостью.

Некоторые продукты предлагают подтвержденное испытанием удельное сопротивление 0,12 Ом-м или ниже по сравнению с 2,5 Ом-м для бентонитовой глины. В отличие от бентонитовой глины, цементоподобный материал не зависит от постоянного присутствия воды; он также не требует периодической зарядки / замены.

Идеальный материал для улучшения грунта не требует обслуживания.При проектировании или установке подземной системы заземления ищите материалы, которые не растворяются и не разлагаются с течением времени, требуют периодической зарядки или замены или зависят от постоянного присутствия воды для поддержания проводимости.

Установка материалов для улучшения грунта. После выбора материала продумайте способ монтажа. Размещение материала для улучшения грунта происходит быстро и легко. Для установки вокруг стержня заземления (рис. 4, в оригинальной статье) используйте шнек диаметром 3 дюйма.до отверстия диаметром 6 дюймов до глубины на 6 дюймов меньше длины стержня. Опустите стержень в отверстие так, чтобы нижний конец был отцентрирован и вбивался в землю минимум на 12 дюймов. Подключите заземляющий провод к заземляющему стержню. Затем заполните большую часть отверстия материалом для улучшения грунта. Наконец, заполните оставшуюся часть ямы почвой, удаленной во время бурения.

Установка кондуктора в траншею включает шесть этапов, перечисленных ниже. См. Рис. 5 для получения дополнительных указаний.Если вы используете цемент проводящего типа для улучшения грунта, см. Расчетное количество погонных футов, которое можно получить из мешка с материалом для использования в качестве покрытия заземляющего проводника, в Таблице 2 (на странице 64P в исходной статье).

  1. Выкопайте траншею шириной не менее 4 дюймов на глубину 30 дюймов или ниже линии замерзания, в зависимости от того, что глубже.

  2. Разложите достаточно материала для улучшения грунта (сухого или в виде суспензии), чтобы покрыть дно траншеи примерно на 1 дюйм глубиной.

  3. Поместите проводник поверх материала для улучшения заземления.

  4. Нанесите больше материала для улучшения заземления поверх проводника, чтобы полностью закрыть провод, примерно на 1 дюйм глубиной.

  5. Осторожно покройте грунтом материал для улучшения грунта на глубину около 4 дюймов, стараясь не обнажить провод.

  6. Утрамбуйте почву и засыпьте траншею.

Электроды химического типа - еще один вариант для сложных ситуаций с заземлением.Они состоят из медной трубки, заполненной солями, установленной в бурном отверстии или траншее. Электрод засыпан материалом для улучшения заземления. Медная трубка имеет отверстия в верхней и нижней части, а верхняя часть электрода остается открытой для атмосферы. Вода медленно растворяет соли, которые попадают в трубку через верхние отверстия, открытые для атмосферы. Солевой раствор с высокой проводимостью просачивается в почву из отверстий около дна трубы.

Засыпочный материал обычно представляет собой бентонитовую глину или комбинацию бентонитовой глины внизу и описанного выше цементного раствора вверху.Электроды химического типа требуют периодической подзарядки солей. Хотя он и дороже заземляющего стержня, заключенного в цементный раствор, несколько длительных испытаний показывают, что электрод химического типа обеспечивает примерно такую ​​же эффективность.

Измерение установленных систем заземления. После установки вам может потребоваться измерить сопротивление заземления установленной системы. Имейте в виду, что NEC 1996 г., гл. 250-84, требуется один электрод, состоящий из стержня, трубы или пластины, который не имеет сопротивления заземления 25 Ом или менее, должен быть усилен одним дополнительным электродом типа, указанного в разделах 250-81 или 250-83.Всегда устанавливайте несколько электродов на расстоянии более 6 футов друг от друга.

Обслуживание системы заземления. Вам необходима эффективная программа проверок и периодического обслуживания, чтобы обеспечить непрерывность всей системы заземления. Обязательно регулярно осматривайте его, используя утвержденный инструмент для проверки заземления, чтобы проверить электрическое сопротивление и целостность.

Требования к электрическому заземлению Бесплатное онлайн-обучение OSHAcademy

Ресурсы по безопасности: электротехника


Требования безопасности при установке

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

В этом разделе содержатся требования к заземлению систем, цепей и оборудования.Заземление электрических цепей и электрического оборудования необходимо для защиты сотрудников от поражения электрическим током, защиты от пожара и защиты от повреждения электрического оборудования. Существует два типа заземления: (1) заземление электрической цепи или системы и (2) заземление электрического оборудования. Заземление электрической системы достигается, когда один провод цепи намеренно заземлен. Это сделано для защиты цепи в случае удара молнии или другого контакта с высоким напряжением.Заземление системы также стабилизирует напряжение в системе, поэтому ожидаемые уровни напряжения не превышаются при нормальных условиях. Второй вид заземления - заземление оборудования. Это достигается, когда все металлические каркасы оборудования и корпуса, содержащие электрическое оборудование или проводники, заземлены посредством постоянного и непрерывного соединения или связи. Заземляющий провод оборудования обеспечивает путь опасному току короткого замыкания для возврата к заземлению системы в источнике питания цепи в случае нарушения изоляции.При правильной установке заземляющий провод оборудования представляет собой путь тока, который позволяет защитным устройствам, таким как автоматические выключатели и предохранители, срабатывать при возникновении неисправности. На рисунке ниже показаны оба типа заземления.

ПУТЬ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Путь к земле от цепей, оборудования и корпусов должен быть постоянным и непрерывным.

Это требование было извлечено из NEC 250-51, Эффективный путь заземления, который является более полным и фундаментальным для понимания электробезопасности.В нем указано, что путь к земле:

  • должен быть постоянным и непрерывным. (Если путь проложен таким образом, что повреждение, коррозия, расшатывание и т. Д. Могут нарушить целостность цепи в течение срока службы установки, возникнет опасность удара током и ожога.)
  • должен обладать способностью безопасно проводить любой ток повреждения, который может быть наложен на него. (Токи повреждения могут во много раз превышать нормальные токи, и такие высокие токи могут расплавить или сжечь металл в точках с плохой проводимостью.Эти высокие температуры могут представлять опасность сами по себе и могут нарушить целостность цепи замыкания на землю.)
  • должен иметь достаточно низкий импеданс, чтобы ограничить напряжение относительно земли и облегчить работу защитных устройств цепи. (Если цепь замыкания на землю имеет высокий импеданс, при каждой попытке протекания токов короткого замыкания будут возникать опасные напряжения. Кроме того, если полное сопротивление велико, ток короткого замыкания будет ограничен до некоторого значения, настолько низкого, что предохранитель или автоматический выключатель сработает. не действовать быстро, если вообще.)

В отношении безопасных путей заземления важно помнить следующее:

  • Ток повреждения в цепях переменного тока будет ограничен суммой сопротивления и реактивного сопротивления, и единственный путь с низким реактивным сопротивлением - это тот, который следует за проводниками цепи.
  • Если используется металлическая система дорожек качения, убедитесь, что металлическая система является непрерывной и постоянной.
  • В случаях, когда система металлических кабельных каналов не используется, обеспечьте зеленый или неизолированный провод заземления оборудования рядом с проводниками питания, чтобы гарантировать, что все корпуса соединены вместе и с источником.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ, ПОДКЛЮЧЕННОГО ШНУРОМ И РАЗЪЕМОМ

При любом из условий, описанных ниже, открытые нетоковедущие металлические части оборудования, подключенного к шнуру и вилке, которые могут оказаться под напряжением, должны быть заземлены.

  • а. Если в опасном (классифицированном) месте.
  • г. При работе от напряжения более 150 вольт относительно земли, за исключением защищенных двигателей и металлических каркасов электроприборов, если каркасы приборов постоянно и эффективно изолированы от земли.
  • г. Если оборудование следующих типов:
    • Холодильники, морозильники и кондиционеры;
    • Машины для стирки, сушки белья и посудомоечные машины, водоотливные насосы и электрическое оборудование для аквариумов;
    • Инструмент ручной с мотором;
    • Электроаппараты следующих типов: кусторезы, газонокосилки, снегоочистители, скрубберы для мокрой уборки;
    • Приборы с подключением к электросети и розеткам, используемые во влажных или влажных помещениях, или работниками, стоящими на земле или на металлических полах или работающими внутри металлических резервуаров или котлов;
    • Переносное и передвижное рентгеновское оборудование и сопутствующее оборудование;
    • Инструменты, которые могут использоваться во влажных и токопроводящих местах; и
    • Переносные ручные фонари.

В условиях, описанных выше, открытые нетоковедущие металлические части оборудования, подключенного к сети и вилке, должны быть заземлены. Заземление металлических частей не требуется, если оборудование питается через изолирующий трансформатор с незаземленной вторичной обмоткой не более 50 вольт или если переносные инструменты защищены утвержденной системой двойной изоляции. Для заземления оборудования, подключенного к шнуру и вилке, в комплекте шнура обычно предусматривается третий провод, а в вилке - третий контакт.Третий провод служит заземляющим проводом оборудования, который подключается к металлическому корпусу переносного инструмента и металлической шине заземления внутри оборудования служебного входа. Служебное входное оборудование расположено на входе в систему электроснабжения здания или завода и содержит или обслуживает другие щитовые панели, которые содержат защитные устройства параллельных цепей, такие как предохранители и автоматические выключатели. Третий провод обеспечивает путь для тока короткого замыкания в случае нарушения изоляции.Таким образом, опасный ток короткого замыкания будет направлен обратно к источнику, к служебному входу, и позволит сработать автоматическим выключателям или предохранителям, тем самым размыкая цепь и останавливая прохождение тока.

На рисунке ниже показана потенциальная опасность поражения электрическим током, которая существует, когда не используется третий провод, заземляющий провод. В случае неисправности большая часть тока будет проходить по пути наименьшего сопротивления. Если рабочий обеспечивает путь к земле, как показано, некоторая часть тока уйдет от заземленного белого проводника (нейтрали) и вернется на землю через рабочего.Сила полученного разряда будет зависеть от силы тока, протекающего через рабочего.

На приведенном ниже рисунке показаны преимущества правильно подключенного заземленного проводника. Следует отметить, что правильно соединенный кабелепровод и связанные с ним металлические корпуса также могут служить заземляющим проводом.

Услуги по электрическому заземлению | SAE Inc.

С 1990 года SAE Inc. (SAE) предоставляет своим клиентам эффективные и новаторские решения проблем заземления.SAE предлагает полный комплекс услуг по заземлению EFI (инженер, отделка и установка) под ключ.

SAE обеспечивает всестороннюю поддержку, включая индивидуальный дизайн и разработку продукта, установку и услуги по управлению проектами. Наши инновационные решения по заземлению тщательно разработаны на основе подробных данных об удельном сопротивлении почвы, анализа и компьютерного моделирования.

Что такое заземление и почему оно важно?
Заземление, возможно, является одним из наименее понятных, но наиболее важных элементов современных электрических систем и конструкций молниезащиты.Согласно IEEE-142, заземление означает… «Подключено к земле или к какому-либо протяженному проводящему телу, которое служит вместо земли, независимо от того, является ли соединение намеренным или случайным».

Без надлежащего заземления персонал и население подвергаются более высокому риску поражения электрическим током или электрического тока, а электрическое оборудование находится под угрозой выхода из строя и непоправимого повреждения в результате скачков напряжения и тока. Это факт, что замыкания на землю в системе молнии и электроснабжения найдут путь к земле. Вопрос только в том, по какому пути пойдет энергия.Специально разработанная система заземления SAE, основанная на особенностях объекта каждого клиента, будет безопасно направлять и рассеивать любую ошибочную электрическую энергию, чтобы предотвратить травмы персонала и повреждение оборудования.

Сбор и анализ данных

Стандартные варианты обслуживания

SAE предлагает ряд основных исследовательских услуг по сбору и анализу необработанных полевых и локационных данных, тем самым предоставляя средства для быстрой оценки и оценки потенциальных проблем или соблюдения нормативных требований.Хорошие данные необходимы для понимания и исправления проблем, эффективного и экономичного выявления недостатков и могут включать:

Инжиниринг и дизайн

Основная деятельность

SAE подходит к своей инженерной и проектной деятельности с научным подходом, который использует современные методы компьютерного моделирования и инструменты анализа в сочетании с обширным практическим опытом. Инженерная деятельность SAE включает:

Монтаж и строительство

Мероприятия по развертыванию

Строительно-монтажные работы лежат в основе внедрения проектов SAE.Хотя клиенты могут использовать свои собственные ресурсы для развертывания проекта с использованием продуктов SAE, для клиентов обычно выгодно передать на аутсорсинг всю или часть этой задачи, чтобы обеспечить соблюдение графиков и соблюдение стандартов качества в этой специализированной области. Что касается мероприятий по развертыванию проекта, SAE предлагает пакет услуг по установке, который может включать одно или несколько из следующего:

Управление проектами

Деятельность по управлению проектами

Для предоставления компетентных услуг по управлению проектами SAE предоставляет выделенные ресурсы для…

Заземление оборудования в целях безопасности - журнал IAEI

Время чтения: 8 минут

Электрические системы и оборудование заземлены, чтобы обеспечить более высокий уровень безопасности от поражения электрическим током людей и имущества.Статья 250 NEC устанавливает минимальные требования к заземлению и соединению электрических систем и оборудования. В NEC -2008 внесены изменения, относящиеся к терминологии электрического заземления и соединения, что приводит к большей ясности и удобству использования правил, содержащих такие термины. В этой статье дается обзор некоторых изменений и более конкретный обзор того, для чего предназначено заземление оборудования.

Фото 1. Земля

Рисунок 1.Склеивание обеспечивает непрерывность и проводимость

Общий язык общения

Для адекватного понимания требований необходимо всегда знать определенные термины, относящиеся к предмету изучения. То, как определенные термины используются в коде Code , дает пользователям лучшее понимание того, как правила применяются к установкам и системам. Все дело в развитии и поддержании общего языка общения; Другими словами, использование условий заземления и соединения, определенных в NEC , для повышения точности их применения.

Упрощенное определение терминов NEC

Подключается для обеспечения непрерывности и электропроводности (см. Рисунок 1).

Земля. Земля (см. Фото 1).

Заземлен (заземление). Подключен (подключается) к земле или к какому-либо проводящему телу, расширяющему заземление (см. Рисунок 2).

Заземляющий провод, оборудование (EGC). Токопроводящая дорожка, устанавливаемая для соединения обычно нетоковедущих металлических частей оборудования вместе и с заземленным проводом системы или с проводом заземляющего электрода, или с обоими (см. Рисунок 3).

Рис. 2. Заземление означает «соединение с землей или проводящим телом, которое расширяет заземление».

Рис. 3. Заземляющий провод оборудования выполняет заземление, соединение и служит в качестве эффективного пути тока замыкания на землю.

Эффективный путь тока замыкания на землю.

Специально сконструированный токопроводящий путь с низким импедансом, спроектированный и предназначенный для передачи тока в условиях замыкания на землю от точки замыкания на землю в системе электропроводки к источнику электропитания, и который облегчает работу устройства защиты от сверхтоков или заземления. -детекторы неисправностей в системах с высокоомным заземлением (см. рисунок 4).

Рис. 4. Эффективный путь тока замыкания на землю важен для работы устройства максимального тока

Заземление и соединение оборудования

Раздел 250.4 (A) (2) дает четкое объяснение того, почему электрическое оборудование заземлено. Этот язык характеристик означает, что, когда оборудование заземлено (подключено к земле), оно ограничивает напряжение относительно земли на этих проводящих материалах. Процесс заземления электрического оборудования приводит к тому, что проводящие части подключаются к земле таким образом, чтобы поддерживать проводящий объект на уровне или близком к потенциалу земли при нормальной работе и во время аномальных событий, таких как замыкания на землю.Раздел 250.4 (A) (3) объясняет, почему электропроводящие материалы и другое оборудование соединяются или соединяются для обеспечения непрерывности и электропроводности между ними. С точки зрения производительности, соединение не только устанавливает электрическую непрерывность и проводимость для путей тока замыкания на землю, что облегчает работу устройства максимального тока, но также минимизирует разницу потенциалов между проводящими частями, например, что требуется для сетей уравнивания потенциалов для водных сред, охватываемых статьей 680. .

Какое оборудование выполняют заземляющие провода

Заземлители оборудования по существу выполняют три основные функции. Этот компонент схемы заземления и соединения в электрической системе является многозадачным проводником. Давайте рассмотрим три аспекта характеристик заземляющих проводов оборудования.

Первой задачей, выполняемой заземляющим проводом оборудования, является установление проводящего соединения с землей (землей) для электропроводящих частей оборудования.Процесс заземления оборудования с помощью заземляющего проводника оборудования электрически соединяет токопроводящие части оборудования с землей и пытается удерживать эти токопроводящие части на уровне потенциала земли или как можно более близком к нему во время нормальной работы. Это помогает свести к минимуму возможность поражения электрическим током людей, контактирующих с этим оборудованием.

Рисунок 5. Функции заземляющего провода оборудования

Вторая задача, выполняемая заземляющим проводом оборудования, - это соединение.Из определения , заземляющий провод , оборудование (EGC) ясно, что соединение является характеристикой этой цепи безопасности. Текст определения включает слова «соединять» и «вместе», поясняющие в рамках определения, что соединение осуществляется заземляющим проводом оборудования. Новое примечание мелким шрифтом после определения заземляющего проводника, оборудования (EGC) указывает, что EGC выполняет соединение. Пример соединения, выполняемого EGC, - это соединение двух светильников друг с другом с помощью секции металлических электрических трубок.Несмотря на то, что электрическая металлическая трубка является подходящим заземляющим проводом оборудования в соответствии с 250.118 (4), она также выполняет функцию соединения этих двух частей оборудования вместе.

Третья задача, выполняемая заземляющим проводом оборудования, заключается в том, что он служит в качестве эффективного пути тока замыкания на землю для облегчения работы устройства максимального тока в случае замыкания на землю в системе (см. Рисунок 5).

Фото 2. Заземляющий провод заземления оборудования с каналом качения Металлические электрические трубки

Таким образом, при таком понимании требований к характеристикам заземляющего проводника оборудования можно четко понять его важность при установке цепи электрической безопасности.Цепи электробезопасности - это цепи заземления и соединения, которые создаются для электрических систем, включая те, которые требуются для обслуживания, фидеров и ответвлений, а также отдельно производных электрических систем. Эти требования к рабочим характеристикам одинаковы для систем, рассчитанных на напряжение 600 вольт или меньше, и для тех систем и установок, которые имеют напряжение более 600 вольт.

Типы заземляющих проводов оборудования

Фото 3. Сечение заземляющего жилы проводного оборудования


Рисунок 6.Расчет заземляющих проводов оборудования основан на номинальных характеристиках устройства защиты от сверхтоков в соответствии с таблицей 250.122.

Подбор размеров заземляющих проводов оборудования

Важно понимать, что критерии выбора размеров, приведенные в таблице 250.122, являются минимальными, и может потребоваться, чтобы фактический размер заземляющего проводника оборудования был больше, чем указанные в таблице значения, чтобы обеспечить эффективную работу заземляющего проводника оборудования во время замыканий на землю. . Примечание внизу таблицы является обязательным, а не мелким шрифтом, и оно ссылается на критерии эффективности в 250.4, которые должны соблюдаться в целях безопасности. Обычное условие установки, которое часто требует увеличения минимального размера заземляющего проводника оборудования, - это когда незаземленные фазные проводники фидера или ответвленной цепи должны быть отрегулированы по размеру для управления эффектами падения напряжения в конструкции. Еще одно условие, которое может потребовать увеличения размеров заземляющих проводов оборудования, - это наличие большого количества доступного тока короткого замыкания, питающего объект. Проблема здесь в том, что заземляющие провода оборудования обладают достаточной пропускной способностью для безопасного проведения любого тока короткого замыкания, который может быть наложен на них.

Фото 4. Хорошее качество изготовления обеспечивает эффективные пути тока замыкания на землю

Хорошее качество изготовления

Все эти элементы влияют на эффективность пути тока замыкания на землю во время замыкания на землю. Национальная ассоциация подрядчиков по электротехнике (NECA) публикует серию стандартов, аккредитованных ANSI, которые предоставляют электрикам дополнительную информацию и информацию о том, что составляет хорошее мастерство при заключении контрактов на электромонтажные работы.Эти публикации доступны для всей электротехнической промышленности в качестве концентрированного усилия по продвижению более единообразного и последовательного подхода к качеству и целостности электрических установок. Это семейство стандартов называется Национальными стандартами электроустановок (NEIS).

Фото 5. Для фидеров среднего напряжения требуется заземляющий провод

Эффективный путь тока замыкания на землю

  1. Путь должен быть электрически непрерывным.
  2. Путь должен иметь достаточную пропускную способность.
  3. Путь должен иметь низкое сопротивление.

Эти три задачи требуются для любого эффективного пути тока замыкания на землю, который установлен с фидерами или ответвленными цепями. Код Код требует, чтобы эффективная цепь тока замыкания на землю была электрически непрерывной. Чтобы заземляющие проводники оборудования проводного типа были электрически непрерывными, они должны быть подключены к корпусам одним из методов, указанных в 250.8. Если заземляющий провод оборудования является кабелепроводом, трубкой или другим кабельным каналом, фитинги (контргайки, муфты, соединители и т. Д.) Являются ключом к соблюдению требований к непрерывности электрического тока.

Чтобы эффективные пути тока замыкания на землю имели достаточную пропускную способность, их размер должен соответствовать минимальным требованиям NEC . Заземляющие проводники оборудования проводного типа должны иметь размер в соответствии с минимальными значениями, указанными в 250.122, но может потребоваться, чтобы их размер был больше, чтобы обеспечить адекватную пропускную способность.

Рис. 7. Заземляющие провода оборудования должны проходить с проводниками цепи

Эффективный путь тока замыкания на землю также должен иметь минимально возможное полное сопротивление. Код Код включает требования к заземляющим проводам оборудования, которые должны быть проложены с проводниками цепи, чтобы поддерживать низкие значения импеданса при нормальной работе и при работе в условиях замыкания на землю. Разделы 300.3 (B) и 250.134 (B) обычно требуют, чтобы заземляющие провода оборудования проходили вместе с проводниками цепи (см. Рисунок 7).

Заземление оборудования свыше 600 В

Требования к заземлению и соединению для систем и цепей с напряжением более 600 В представлены в Части X Статьи 250. В Разделе 250.180 четко указано, что для заземленных высоковольтных систем требования всех частей Статьи 250 применяются в дополнение к любым положениям. которые могут изменять или дополнять эти общие требования, как предусмотрено в 250.182–250.190. По сути, это означает, что если требуются заземляющие провода оборудования для фидеров или ответвленных цепей с напряжением более 600 В, требования к размерам заземляющих проводов такого оборудования одинаковы.Если фидер на 200 ампер и 12 470 вольт установлен в ПВХ-кабелепроводе от точки A до точки B, он должен включать заземляющий провод оборудования, размер которого соответствует правилам 250.122. Минимальный требуемый размер не меньше меди 6 AWG для данной конкретной установки.

Фото 6. Экраны кабелей должны быть заземлены в соответствии с 310.6

.

Помните, что заземление оборудования требуется для всего стационарного, переносного и мобильного оборудования и связанных с ними ограждающих конструкций, корпусов, электрических шкафов и поддерживающих конструкций.Раздел 250.190 требует наличия заземляющего проводника оборудования с минимальным сечением не менее меди 6 AWG или алюминия 4 AWG. Важно отметить, что экранирование кабелей среднего и высокого напряжения обычно не подходит для использования в качестве заземляющего проводника оборудования для этих цепей. Это экранирование требуется для отвода избыточной емкости и электростатических полей, присутствующих на концах этих кабелей. Это достигается за счет использования надлежащим образом установленного экранирующего проводника (либо ленточной ленты, либо концентрической скрутки), который соединяет экраны кабеля с заземляющим электродом, заземляющей шиной в оборудовании или с проводником заземляющего электрода [см. NEC 310.6 для получения дополнительной информации о подключении экранов кабелей] (см. Фото 5 и 6).

Рисунок 7

Сводка

Заземление оборудования необходимо для безопасности электрических систем, работающих при напряжении 600 вольт или меньше, и для систем, работающих при напряжении более 600 вольт. Хотя требования для обеих систем незначительно различаются, требования к характеристикам заземления оборудования одинаковы. В этой статье представлен базовый обзор требований к заземлению оборудования в NEC и рассмотрено, какое оборудование заземления предназначено для выполнения с точки зрения производительности.Заземляющий провод оборудования - это цепь безопасности, которая преднамеренно создается при установке фидеров или ответвлений. Провода заземления оборудования и процесс заземления оборудования приводят к созданию цепи безопасности, которая выполняет три важные задачи, обеспечивая безопасность электроустановки. Процесс обеспечивает путь к заземлению для электрического оборудования, которое необходимо заземлить. Процесс заземления через ответвительные цепи и фидеры включает установку заземляющего проводника оборудования, который также выполняет функции соединения, как указано в пересмотренном определении этого термина, а третья важная функция заземляющего проводника оборудования и процесс заземления оборудования заключается в том, что он служит как эффективный путь тока замыкания на землю, который является электрически непрерывным, с достаточной емкостью и с минимально возможным практическим импедансом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *