Міністерство освіти та науки України
Івано-Франківський національний технічний університет
нафти і газу
Кафедра електропостачання та електрообладнання
Звіт
З навчальної практики
Виконав: студент групи ЕТ-12-1
Гава В.В.
Перевірив: Курляк П.О.
Івано-Франківсь2014 р.
Зміст
Основні види заземлювачів………………………………………………3
Технічні заходи безпечної експлуатації електроустановок…………...12
Вимірювання електричних величин…………………………………….26
Список використаних джерел і літератури……………………………..32
Основні види заземлювачів
Зазе́млення (рос. заземление; англ. grounding; нім. Erdung f, Erdanschluss m):
Провідник чи декілька провідників, що розміщені у землі або на поверхні землі з метою встановлення електричного з'єднання між пристроєм та землею.
Власне дія — навмисне електричне з'єднання будь-якої точки електричної мережі, електроустановки чи обладнання, із заземлюючим пристроєм.
Усі види заземлення за функціями, які вони виконують можна об'єднати у три групи: захисне заземлення, робоче (функціональне) заземлення та заземлення блискавкозахисту.
Захисне заземлення (англ. protective earthing) — заземлення точки або точок у системі чи в процесі монтажу системи або в обладнанні, з метою забезпечення електробезпеки.
Захисне заземлення — це спеціальне електричне сполучення із землею або її еквівалентом струмопровідних елементів обладнання, які не повинні перебувати під напругою, але в процесі експлуатації можуть опинитися під напругою, наприклад, у разі пошкодження ізоляції, дефектів дугогасних пристроїв, комутаційних апаратів, в аварійних випадках тощо.
Захисне заземлення є простим, ефективним і поширеним способом захисту людини від ураження електричним струмом при дотику до металевих поверхонь, які виявились під напругою. Це забезпечується зниженням напруги між обладнанням, що виявилось під напругою, і землею до безпечної величини. Використовується в трифазній трипровідній мережі з напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю і вище 1000В — з довільним режимом нейтралі.
Конструктивними елементами заземлювального пристрою захисного заземлення є: заземлювачі (металеві провідники, що знаходяться в землі) і заземлювальні провідники (з'єднують із заземлювачем обладнання, що заземлюється). В Україні вимоги до захисного заземлення і його забезпечення регламентуються Правилами улаштування електроустановок (ПУЕ).
Робоче заземлення (англ. operational earthing) або функціональне заземлення (англ. functional earthing) — не пов'язане з електробезпекою навмисне з'єднання з землею окремих точок електричного кола, наприклад нейтральних точок обмоток генераторів, силових і вимірювальних трансформаторів, дугогасних апаратів, реакторів поперечної компенсації в далеких лініях електропередачі, а також фази при використанні землі як фазного або зворотного проводу. Робоче заземлення призначене не для захисту, у першу чергу для забезпечення належної роботи (наприклад, для забезпечення електромагнітної сумісності, фільтрування шумів у радіоапаратурі тощо) електроустаткування в нормальних або аварійних умовах і здійснюється безпосередньо (шляхом з'єднання провідником частин, що заземлюються із заземлювачем) або через спеціальні апарати — пробивні запобіжники, розрядники, резистори тощо.
Заземлення блискавкозахисту — навмисне з'єднання із землею блискавкоприймачів і розрядників з метою відведення від них струмів блискавки в землю у засобах блискавкозахисту. Реалізується у вигляді заземлювача — провідної частини або сукупності з'єднаних між собою провідних частин, що перебувають в електричному контакті із землею безпосередньо або через проміжне провідне середовище, наприклад, бетон.
За видом заземлювача заземлення в електротехніці поділяється на природне і штучне. Для захисту від прямого удару блискави слід, як правило, використовувати природні заземлювачі — металеві та залізобетонні конструкції будівель, споруд, зовнішнього устаткування, опор блискавковідводів, що стоять окремо, тощо, які знаходяться в контакті з землею, в тому числі залізобетонні фундаменти в неагресивних, слабоагресивних і середньоагресивних середовищах за умови забезпечення безперервного електричного зв'язку по їх арматурі і приєднання її до закладних деталей за допомогою зварювання.
Влаштування блискавкозахисту в Україні регулюється ДСТУ Б В.2.5-38:2008.
Останнім часом все частіше зустрічаються розетки і вилки з третім контактом. Мало кому невідомо, що будь-якому електроприладу для живлення достатньо всього двох проводів: фаза і нуль або плюс і мінус. Так для чого ж третій контакт?
Третій контакт був введений для захисного проводу, який може бути або заземлюючим, або занулюючим.. Саме цей провід забезпечує додатковий захист від виникнення високого електричного потенціалу на корпусі електроприладу - холодильника, пральної машини чи комп'ютера.
Чим же відрізняється заземлення від занулення? Якщо в двох словах, то заземлення - це окремий провід, що з'єднує електроприлад з контуром заземлення (який знаходиться поряд з будинком і занурений у землю), а занулення - провід, що з'єднує електроприлад з нульовою шиною на розподільному щитку ("фаза і нуль", пам'ятаєте таку фразу, так от "нуль", це і є занулення). Говорячи простою мовою, якщо для занулення необхідно мати спеціальні технічні знання і навички, які допомагають визначити точку занулення електричного приладу і визначати спосіб занулення залежно від кількості споживаного напруги, то для захисного заземлення досить слідувати інструкціям, зазначеним у технічному паспорті електричного приладу - спосіб захисного заземлення не буде відрізнятися в залежності від фазності приладу.
Основна мета заземлення чи занулення - захистити від можливого удару струмом. Іншими словами, заземлення є дублером захисних функцій запобіжників. Заземлювати всі електроприлади, наявні в будинку, немає необхідності: у більшості з них є надійний пластмасовий корпус, який сам по собі захищає від ураження електричним струмом.
Заземлювальний пристрій складається з заземлювача (провідної частини або сукупності з'єднаних між собою провідних частин, що знаходяться в електричному контакті із землею безпосередньо або через проміжне провідне середовище) та заземлювального провідника, який з'єднує заземлювальну частину (точку) із заземлювачем. Заземлювач може бути простим металевим штирем (найчастіше сталевим, рідше мідним) або складним комплексом елементів спеціальної форми. Якість заземлення визначається значенням опору заземлювального пристрою, яке можна знизити, збільшуючи площу заземлювачів або провідність середовища - використовуючи більше штирів, підвищуючи вміст солей в землі і т. д. Електричний опір заземлюючого пристрою визначається вимогами ПУЕ.
Позначення системи заземлення
Перша буква в позначенні системи заземлення визначає характер заземлення джерела живлення:
T - безпосереднє з'єднання нейтралі джерела живлення із землею;
I - всі струмоведучі частини ізольовані від землі.
Друга літера визначає стан відкритих провідних частин відносно землі:
T - відкриті провідні частини заземлені, незалежно від характеру зв'язку джерела живлення із землею;
N - безпосередній зв'язок відкритих провідних частин електроустановки з глухозаземленою нетралью джерела живлення.
Букви, наступні через риску за N, визначають характер цього зв'язку - функціональний спосіб пристрою нульового захисного і нульового робочого провідників:
S - функції нульового захисного PE і нульового робочого N провідників забезпечуються роздільними провідниками;
C - функції нульового захисного і нульового робочого провідників забезпечується одним загальним провідником PEN.
Принцип захисної дії
Захисна дія заземлення заснована на двох принципах:
Зменшення до безпечного значення різниці потенціалів між заземленим предметом та іншими провідними предметами, що мають природне заземлення.
Відведення струму витоку при контакті заземлюваного провідника з фазним проводам. У правильно спроектованій системі поява струму витоку призводить до негайного спрацьовування захисних пристроїв (пристроїв захисного відключення - ПЗВ(УЗО)).
Таким чином, заземлення найбільш ефективно тільки в комплексі з використанням пристроїв захисного відключення. У цьому випадку при більшості порушень ізоляції потенціал на заземлених предметах не перевищить небезпечних величин. Більш того, несправну ділянку мережі буде відключено протягом дуже короткого часу (десяті соті частки секунди - час спрацьовування УЗО).
Різновиди систем заземлення
Система TN-C
Система TN-C (фр. Terre-Neutre-Combine) запропонована німецьким концерном AEG в 1913 році. Робочий нуль і PE-провідник (англ. Protection Earth) в цій системі поєднані в один провід. Найбільшим недоліком була можливість появи фазної напруги на корпусах електроустановок при аварійному обриві нуля. Незважаючи на це, дана система все ще зустрічається в спорудах країн колишнього СРСР.
Система TN-S
На заміну умовно небезпечної системи TN-C у 1930-х роках була розроблена система TN-S (фр.Terre-Neutre-Separe), робочий і захисний нуль в якої поділялися прямо на підстанції, а заземлювач являв собою досить складну конструкцію металевої арматури. Таким чином, при обриві робочого нуля в середині лінії, корпуси електроустановок не отримували лінійної напруги. Пізніше така система заземлення дозволила розробити диференціальні автомати, що спрацьовують на витік струму і, здатні відчути незначний струм. Їх робота грунтується на законах Кірхгофа, згідно з якими протікаючий по фазному проводу струм повинен бути чисельно рівним протікаючому по робочому нулю струму.
Також можна спостерігати систему TN-CS, де поділ нулів відбувається в середині лінії, проте, у разі обриву нульового проводу до точки поділу, корпуси опиняться під лінійною напругою, що буде являти загрозу для життя при торканні.
Система TN-C-S
У системі TN-CS трансформаторна підстанція має безпосередній зв'язок струмоведучих частин з землею. Всі відкриті провідні частини електроустановки будівлі мають безпосередній зв'язок з точкою заземлення трансформаторної підстанції. Для забезпечення цього зв'язку на ділянці трансформаторна підстанція - електроустановки будівлі застосовується суміщений нульовий захисний і робочий провідник (PEN), в основній частині електричного кола - окремий нульовий захисний провідник (PE).
Система TT
В системі TT трансформаторна підстанція має безпосередній зв'язок струмоведучих частин з землею. Всі відкриті провідні частини електроустановки будівлі мають безпосередній зв'язок із землею через заземлювач, який є електрично незалежним від заземлювача нейтралі трансформаторної підстанції.
Система IT
У системі IT нейтраль джерела живлення ізольована від землі або заземлена через прилади або пристрої, що мають великий опір, а відкриті провідні частини заземлені. Струм витоку на корпус або на землю в такій системі буде низьким і не вплине на умови роботи приєднаного обладнання. Система IT застосовується, як правило, в електроустановках будинків і споруд спеціального призначення, до яких пред'являються підвищені вимоги надійності та безпеки, наприклад у лікарнях для аварійного електропостачання та освітлення.
Занулення - це навмисне електричне з'єднання відкритих провідних частин електроустановок, що не знаходяться в нормальному стані під напругою, з глухозаземленою нейтральною точкою генератора або трансформатора, в мережах трифазного струму; з глухозаземленою виводом джерела однофазного струму; із заземленою точкою джерела в мережах постійного струму, виконуване в метою електробезпеки. Захисне занулення є основним заходом захисту у разі непрямого дотику в електроустановках до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю.
Принцип дії занулення
Принцип роботи занулення: якщо напруга (фаза) потрапляє на сполучений з нулем металевий корпус приладу, відбувається коротке замикання. Автоматичний вимикач, включений у пошкоджене коло спрацьовує від короткого замикання і відключає лінію від електрики. Крім цього, відключення електрики від лінії може виконувати плавкий запобіжник. У будь-якому випадку, ПУЕ регламентують час автоматичного відключення пошкодженої лінії. Для номінальної фазної напруги мережі 380/220 В. воно не повинно перевищувати 0,4 с.
Занулення здійснюється спеціально призначеними для цього провідниками. При однофазному проводці - це, наприклад, третя жила проводу або кабелю. Для того, щоб відключення апарата захисту відбулося в передбачений правилами час, опір петлі "фаза-нуль" повинен бути невеликим, що, в свою чергу, накладає на всі з'єднання і монтаж мережі жорсткі вимоги якості, інакше занулення може виявитися неефективним. Крім швидкого відключення несправної лінії від електропостачання, завдяки тому, що нейтраль заземлена, занулення забезпечує низьку напругу дотику на корпусі електроприладу. Це виключає ймовірність ураження струмом людини.
Розрізняють занулення систем TN-C, TN-CS і TN-S:
Система занулення TN-C
Проста система занулення, в якій нульовий провідник N і нульовий захисний PE суміщені на всій своїй довжині. Спільний провідник позначається абревіатурою PEN. Має суттєві недоліки, головний з яких - високі вимоги до систем зрівнювання потенціалів і перетину PEN-провідника. Застосовується для електропостачання трифазних навантажень, наприклад асинхронних двигунів. Застосування даної системи в однофазних групових і розподільних мережах заборонено:не допускається поєднання функцій нульового захисного і нульового робочого провідників у колах однофазного і постійного струму. В якості нульового захисного провідника в таких ланцюгах має бути передбачений окремий третій провідник.
Система занулення TN-C-S
Удосконалена система занулення, призначена для забезпечення електробезпеки однофазних мереж електроустановок. Вона складається з суміщеного PEN-провідника, який з'єднаний з глухозаземленою нейтраллю живлячого електроустановку трансформатора. В точці, де трифазна лінія розгалужується на однофазні споживачі (наприклад в поверховому щиті багатоквартирного будинку або в підвалі такого будинку) PEN-провідник розділяється на PE-і N-провідники, безпосередньо підходять до однофазним споживачам.
Система занулення TN-S
Найбільш досконала, дорога і безпечна система занулення, що одержала поширення, зокрема, у Великобританії. У цій системі нульовий захисний і нульовий провідники розділені на всій своїй довжині, що виключає вірогідність її виходу з ладу при аварії на лінії або помилку в монтажі електропроводки.