Тема1.2. Монтаж захисного заземлення

Всі металеві частини електроустановок і обладнання, які в результаті пошкодження ізоляції установки можуть опинитися під напругою, належать заземленню. Це необхідно, щоб забезпечити безпечність обслуговуючого персоналу.

Основні визначення.

Замиканням на землю називають випадкове електричне з’єднання частин електроуста- новки, що знаходяться під напругою, з конструктивними частинами, не ізольованими від землі або з землею безпосередньо.

Замиканням на корпус називають замикання, яке виникає в машинах, апаратах, лініях, на заземлені конструктивні частини електроустановки.

Заземлюючий пристрій – це сукупність заземлювача і заземлюючих провідників.

Заземлювач – це металевий провідник або група провідників, які знаходяться в безпосередньому зіткненні з землею.

Заземлюючими провідниками являються металеві провідники, які з’єднують заземлені частини електроустановки з заземлювачем.

Заземленням будь якої частини електроустановки називають навмисне електричне з’єднання її з заземлюючим пристроєм.

Напругою відносно землі при замиканні на корпус називають напругу між цим корпу -сом і точками землі, що знаходяться по за зоною струмів в землі, але не ближче 20 м.

Опір заземлюючого пристрою – це сума опірив, що складається з опору заземлювача відносно землі і опору заземлюючих провідників.

Опір заземлювача – відношення напруги на заземлювачі відносно землі до струму, що проходить через заземлювач в землю.

Струмом замикання на землю вважається струм, який проходить через землю в місці замикання.

Електроустановками з великими струмами замикання на землю називають електроустановки напругою вище 1кВ, в яких однофазний струм замикання на землю більше 500 А.

Електроустановками з малими струмами замикання на землю вважають електроустановки напругою вище 1кВ, в яких однофазний струм замикання на землю дорівнює або менше 500 А.

Глухозаземленою нейтраллю називають нейтраль трансформатора або генератора, приєднану до заземлюючого пристрою безпосередньо або через малий опір (наприклад через трансформатори струму).

Ізольованою нейтраллю називають нейтраль, яка не приєднана до заземлюючого пристрою або приєднана через апарати, що компенсують ємнісний струм в мережі, (трансформатори напруги та інші апарати, що мають великий опір).

Нульовий провід – це провід мережі, який з’єднаний з глухозаземленою нейтраллю трансформатора або генератора, або – середній заземлений провід в мережі постійного струму, що служить зворотним проводом при нерівномірному навантаженні фаз або полюсів.

В електроустановках напругою до 1000 В с глухозаземленою нейтраллю джерела жив- лення основною мірою захисту від враження електричним струмом у випадку торкання до металевих корпусів електрообладнання і металевих конструкцій, які опиняються під напругою внаслідок пошкодження ізоляції мережі або електроприймачів, являється занулення.

Занулення – це навмисне електричне з’єднання металевих частин електроустановки, які нормально не знаходяться під напругою, з глухозаземленою нейтраллю джерела живлення за допомогою нульових захисних провідників.

В якості нульових захисних провідників можуть використовуватись:

1. Нульові робочі провідники.

2. Спеціально передбачені провідники (четверта або третя жила кабелю, четвертий або третій провід, стальні полоси і т.п.).

3. Стальні труби електропроводки.

4. Алюмінієві оболонки кабелів.

5. Металеві конструкції будівель (ферми, колони і т.п.).

6. Металеві конструкції виробничого призначення (підкранові путі, каркаси розподільчих пристроїв, галереї, майданчики, шахти ліфтів, підйомників, елеваторів і т.п.).

7. Металеві кожухи шинопроводив, металеві короба і лотки, призначені для прокладки проводив і кабелів.

8. Металеві стаціонарно відкрито прокладені трубопроводи всіх призначень, крім трубопроводів горючих і вибухонебезпечних сумішей, каналізації, центрального опалення і побутового водогону.

Перераховані вище провідники, конструкції та інші елементи можуть служити єдиними нульовими захисними провідниками тільки в тому випадку, якщо вони по провідності (опору) задовольняють вимогам ПУЕ. При цьому прокладка додаткових стальних штаб по периметру приміщень («внутрішній контур») не потребується.

При використанні нульових робочих провідників в якості нульових захисних провідників установка роз’єднувальних пристосувань в колах нульових робочих провідників забороняється.

Монтаж захисного заземлення складається з двох основних елементів:

• улаштування зовнішнього контуру захисного заземлення;

• улаштування внутрішнього контуру захисного заземлення.

Варіант розташування контурів заземлення показано на рис.1.1.41.

Улаштування зовнішнього контуру. Зовнішній контур виконується в землі в траншеї глибиною понад 0,5 м, яка викопується на відстані 2—2,5 м від фундаменту будівлі. Вздовж траншеї на визначеній відстані один від другого (2,5—3 м) розташовують вертикальні електроди-заземлювачі, які виготовляють з труб кутової сталі або зі стальних стержнів (рис.1.1.42).

Рис.1.1.41. Варіант розташування контурів заземлення відносно будівлі.

Рис.1.1.42. Вертикальні заземлювачі виконані з: а – труби; б – кутової сталі; в – стального стержня.

Електроди заглиблюють в землю таким чином, щоб їх верхній кінець відстояв від дна траншеї на 150—200 мм. Це необхідно для того, щоб мати можливість приєднати до них горизонтальні заземлювачі.

Занурення електродів в землю здійснюється при за допомогою електровібратора і автокрана або при невеликих об’ємах робіт електроди забивають вручну за допомогою пристосування Мартинова — Бродянського. Найбільш продуктивним методом занурення електродів в ґрунт являється заглиблення вертикальних стержневих електродів укручуванням.

Горизонтальні заземлювачі представляють собою стальну полосу розміром 40×4 мм або круглу сталь, діаметром не менше 8 мм. З’єднання горизонтальних заземлювачів між собою і приєднання їх до вертикальних електродів (рис1.1.43) виконують зварюванням. Довжина зварювальних швів для плоскої і круглої шини показана на рис.1.1.43 г.

Рис.1.1.43. З’єднання горизонтальних заземлювачів з вертикальними: а – з трубним; б – з круглої сталі; в – з кутової сталі; г – плоских і круглих шин.

Ввід заземлення в будівлю виконують в стальних трубах, які муруються з обох кінців цементним розчином, щоб уникнути можливість проникнення в будівлю ґрунтових вод.

Улаштування внутрішнього контуру. Внутрішній контур монтують шляхом прокладки полос (шин) заземлення по плоскостям стін, стелі і в каналах полу. Полоси кріплять різного типу дюбелями або приварюють до закладних частин, які муруються в будівельні основи (рис.1.1.44).

Рис. 1.1.44. Кріплення заземлюючих шин: а – дюбелями; б – закладними виробами.

Відстань між точками кріплення полос заземлення вибирається в залежності від розміру полос в межах 650—1000 мм (для більшого перерізу полос беруться менші відстані).

Якщо полоса заземлення перетинає температурний шов будівлі, в місці перетинання улаштовують компенсуючий вигин, який також встановлюється при довгих шинах через 30 м.

Проходи скрізь стіни і міжповерхові перекриття для заземлюючих полос виконують у відрізках стальних труб або у вільних промах. Всі з’єднання і відгалуження полос всередині будівлі виконують зварюванням. Таким же чином приєднують полоси і до заземлених металоконструкцій.

При під’єднанні полос заземлення до обладнання і апаратури, що мають болти для заземлення, полоси і місця під’єднань повинні бути зачищені до блиску, місця під’єднань покривають солідолом або технічним вазеліном.

Кожен заземлений елемент установки приєднують до заземлюючого пристрою самостійно — паралельно. Послідовне включення в розрив мережі заземлення декількох елементів установки (установок) не допускається.

Внутрішній заземлюючий контур фарбують в чорний колір.

Перевірка змонтованих проводок

Після монтажу силових і освітлювальних електропроводок (перед тім, як подать напругу в мережу), правильність з’єднання провідників на схемі перевіряють зовнішнім оглядом і мегомметром з тестовою напругою 1000 В. Перевіряють стан ізоляції мережі (опір ізоляції між двома будь якими проводами, між проводами і корпусами світильників повинен бути не менше 0,5 МОм). При вимірюванні опору ізоляції освітлювальних мереж лампи розжарювання з світильників викручують, а в люмінесцентних світильниках відключають проводи на затискачах лінії.

Електричні характеристики виконаного заземлення перевіряють шляхом вимірювання опору заземлюючого пристрою і повний опір петлі «фаза-нуль».

Вимірювання опору заземлювача. Основними являються метод «амперметра — вольтметра» і метод з використанням вимірювачів заземлення (наприклад М416). Методом «амперметра — вольтметра» (рис.1.1.45а) опір заземлювача визначається по падінню напруги і величині струму. При вимірюванні опору одиночного заземлювача Rx зонд 3 і допоміжний заземлювач В повинні відстояти від нього на відстані 20 і 40 м відповідно. В якості зонда і допоміжного заземлювача використовують стальні стержні довжиною понад 1,5 м, які забивають в землю на глибину 1 м. Живлення вимірювального кола здійснюється від мережі 220/127 В з використанням понижуючого трансформатора з вторинною напругою 40 – 60 В або від зварювального трансформатору.

а) б)

Рис.1.1.45. Вимірювання опору заземлювача: а – методом «амперметра — вольтметра»; б – приладом М416.

Вимірюють опір заземлювача при від’єднаних магістралях заземлення.

Опір заземлювача Rx визначається як відношення напруги до струму, які визначають по показам вольтметра і амперметра: R_x = U / i.

Величина визначеного або виміряного опору повинна відповідати вимогам ПУЕ.

Опір петлі «фаза - нуль» вимірюють при відключеному обладнанні по схемі, зображеній на рис.1.1.46. Живлення на петлю подається від понижуючого трансформатора, один вивід якого під’єднаний до заземленої нейтралі трансформатора, а другий - до фазного проводу, як можна ближче до трансформатору, але за відключаючим апаратом.

Для створення петлі «фаза - нуль» кінець відповідного фазного проводу у обладнання, що перевіряється, металево з’єднують з корпусом, імітуючи замикання на корпус.

Опір петлі: Z_п = U / i, де U – показання вольтметра, В; i – показання амперметра, А.

Вимірювання рекомендується проводити при максимально можливих значеннях струму.

Величина струму однофазного короткого замикання (А): І_КЗ = U/ Z_п, де U – фазна напруга в мережі, В; Z_п – повний опір петлі «фаза - нуль»; Ом. '

Величина струму однофазного короткого замикання повинна в три рази перевищувати номінальний струм ближчої плавкої вставки, або в півтора рази струм відключення максимального розчіплювача автоматичного вимикача.

Техніка безпеки при монтажі проводок.

Крім загальних правил для всіх робіт, при монтажі проводок необхідно виконувати наступні вимоги техніки безпеки.

Борозни, отвори і прорізи в цегляних і бетонних конструкціях пробивають в захисних окулярах. При цьому необхідно приймати міри проти можливого враження осколками людей, що проходять мимо або знаходяться поруч. Забороняється використовувати при пробиванні несправні ручні і механізовані інструменти, працювати з приставних драбин, а також натягувати з приставних і розсувних драбин в горизонтальному напрямку проводи перерізом більше 4 мм².

Наскрізні отвори пробивають робочим інструментом, довжина якого перевищує на 200 мм товщину стіни або перекриття. Виконувати роботи по монтажу освітлення з крану можна тільки тоді, коли краном не піднімають і не переміщують вантажі. Монтаж з крану цехових магістралей допустимий лише при наявності огороджень кранових тролеїв та інших відкритих струмоведучих деталей крану, що знаходяться під напругою.

До роботи з монтажним пістолетом допускається тільки спеціально навчений персонал.

При роботі в приміщеннях без підвищеної небезпеки використовують електрифіко- ваний інструмент на напругу 220/127 В при умові надійного заземлення корпусу електро- інструменту і використання гумових рукавичок і діелектричних калош. В приміщеннях особливо небезпечних і з підвищеною небезпекою, а також зовні приміщень працювати з електроінструментом напругою вище 36 В забороняється, якщо він не має подвійної ізоляції або не включений в мережу через розділювальний трансформатор або не має захисного відключення.