книги из ГПНТБ / Вишневецкий, Л. М. Предпусковые и профилактические испытания электрооборудования строительных площадок

Согласно ПУЭ (1-7-57), проводимость заземляющих проводников должна быть не менее одной трети прово­ димости фазных. Не рекомендуется применение провод­ ников сечением более: медных — 25 мм2, алюминиевых — 35 мм2 и стальных — 100 мм2.

Для защиты от опасности перехода высшего напря­ жения в сеть низшего напряжения на трансформаторе устанавливается пробивной предохранитель, включаемый между заземляющим устройством и нейтралью вторич­

(трансформатора или передвижного генератора) надеж­ но присоединяют к заземлителю. Корпуса и другие за­ земляемые элементы электрооборудования соединяют с нейтралью источника питания нулевым проводом (зану­ ление). При замыкании любой фазы на корпус электро­ оборудования образуется контур короткого замыкания —■

ствием тока однофазного короткого замыкания электро­ приемник отключается ближайшим аппаратом макси­ мальной токовой защиты (автоматическим выключате­ лем или предохранителем).

Сопротивление заземлителя не должно превышать 4 Ом или, если мощность источника питания не более 100 кВ- А, — 10 Ом. Кроме основного заземляющего устройства, устанавливают повторные заземлители нуле­ вого провода, сопротивление каждого из которых не должно превышать 10 Ом. Сопротивление заземления металлических и железобетонных опор линий электропе­ редачи не нормируется.

Согласно ПУЭ (1-7-58), полная проводимость зазем­ ляющих проводников должна быть не ниже 50% прово­ димости фазного проводника. Разрешается применение кабелей с проводимостью нулевой жилы менее требуе­ мой впредь до соответствующего изменения ГОСТ.

Если для зануления используются стальные провод­ ники, необходимо учитывать, что сопротивление их зависит от плотности тока. Так, стальные полосы

П

толщиной 3—5 мм имеют максимальное сопротивление при плотности тока 0 ,2 —0,5 А/мм2, а при больших плот­

ностях оно уменьшается до определенной величины и остается примерно постоянным.

На основе экспериментальных данных получены следующие соотношения для выбора эквивалентных по сечению проводников из стали и цветных металлов:

сеч. алюминиевого проводника

Если, например, сечение проводов трехфазной линии из алюминия равно 50 мм2, то сечение зануляющего про­ водника из алюминия должно быть не менее 25 мм2, а из полосовой стали — 25-10 = 250 мм2. Если та же линия выполнена медными проводами, то сечение зануляющего проводника из меди должно быть не менее 25 мм2, а эк­

тралью. Аналогичны и требования к проводимости за­ земляющих проводников, но сечение стальных проводни­ ков должно быть не менее 120 мм2. Падение напряжения на заземляющем устройстве при замыкании на «землю» должно быть не более 250 В, если заземляющее устрой­ ство используется только для электроустановок выше 1000 В, и 125 В, если оно используется одновременно и для установок до 1000 В.

Сопротивление заземления опор линий должно нахо­ диться в пределах от 10 до 30 Ом в зависимости от удельного сопротивления грунта.

. Перед вводом в эксплуатацию нового заземляющего устройства путем внешнего осмотра проверяют его соот­ ветствие проекту и требованиям ПУЭ, для чего в рас­ поряжении испытателей должны иметься:

а) план (схема) сети заземления с указанием мате­ риала и размеров заземляющих проводников;

б) акты на скрытые работы по монтажу элементов заземляющего устройства, недоступных осмотру (заземлителей, скрытой части вводов в электроустановку);

73

в) данные о расположении подземных коммуника­ ций (кабелей, труб и др.).

Подземная часть заземляющего устройства должна соединяться с надземной его частью не менее чем двумя выводами. При внешнем осмотре надземной части про­ веряют качество и надежность контактов и креплений, размеры и окраску проводников. Все соединения зазем­ ляющих проводников с магистралью заземления и между собой должны выполняться сваркой внахлестку.

Для испытания контура заземления необходимы два дополнительных электрода: один — вспомогательный заземлитель — для создания цепи тока, другой— зонд—■ для присоединения измерительного прибора. В качестве дополнительных электродов используют специальные неокрашенные стержни диаметром 12— 16 мм, длиной 0 ,8 — 1 м, заостренные на концах и имеющие контактный

зажим для присоединения проводника. Глубина погру­ жения электродов — не менее 0,5 м.

Точность измерения сопротивления заземлителей за­ висит от правильности взаимного расположения испы­ туемого контура и дополнительных электродов. Для достижения точности не менее ± 1 0 % рекомендуется

соблюдать взаимное расположение испытуемого контура и дополнительных электродов и минимальное расстояние между ними согласно рис. 18.

При измерении сопротивлений заземлителей опор ли­ ний электропередачи в качестве дополнительных элек­ тродов используют соседние опоры, а в качестве сое­ динительных проводов — грозозащитные тросы, которые в данном случае должны быть отсоединены.

Известны два основных метода измерения сопротив-;

В условиях строительных площадок измерения целесообразно проводить приборами типов МС-08 (МС-07), М-1103 и М-416. Эти переносные приборы, ос­ нащенные встроенными источниками переменного тока, позволяют производить измерения при наличии блуж­ дающих токов в земле.

Прибор типа МС-08 имеет генератор с ручным при­ водом. Для измерения его устанавливают вблизи одного из заземлителей контура. Если это невозможно,

73

!

необходимо снять перемычку между зажимами прибора h и Ей соединив каждый из них с заземлителем отдельными проводниками. Зажим h соединяют с вспомога­ тельным электродом, а зажим Еч— с зондом. Перед из­ мерением стрелку прибора устанавливают на контроль­ ную отметку. Пределы, измерения выбирают таким образом, чтобы стрелка отклонялась на две трети шкалы.

Колебания стрелки при измерениях свидетельствуют о наличии посторонних переменных токов в земле, влия­ ние которых можно устранить, изменив скорость враще­ ния генератора. При этом скорость вращения рукоятки не должна превышать .90— 150 об/мин. Измерения про­ изводят вдвоем. Недостаток приборов МС-08 (МС-07) — большая масса (13,5 кг).

Значительно меньшие размеры и массу (5,8 кг) имеет прибор типа М-1103, которым рекомендуется поль­ зоваться в помещениях, опасных в отношении газа и пыли. Для поддержания стабильной величины напряжения при

74

изменении скорости вращения рукоятки он оснащен регулятором напряжения. Прибор имеет два предела из­ мерения: 0,1 — 10 Ом и 0,5 — 50 Ом. При включении прибора надо руководствоваться правилами, напечатан­ ными на его крышке.

Прибор М-416 массой 3 кг, размерами 245 X 140 X X 160 мм .оснащен транзисторным генератором перемен­ ного тока частотой 1100 Гц. Источником питания служат сухие элементы напряжением 4,5 В; ток потребления — около 90 мА. Прибор имеет четыре предела измерения от 0,1 до 1000 Ом; он может быть использован также в качестве омметра с точностью измерения ±5% . Основ­ ной недостаток данного прибора состоит в том, что он подвержен влиянию блуждающих токов, которые затруд­ няют измерения сопротивления растеканию.

При измерениях сопротивления опор линий электро­ передачи нужнознать удельное сопротивление грунта. Для его определения в грунт забивают стальной электрод на известную глубину, превышающую глубину промерзания грунта, а дополнительные электроды рас­ полагают согласно схеме, представленной на рис. 18. Измерение сопротивления растеканию производят при­ бором МС-08.

Удельное сопротивление грунта р на глубине забивки стального электрода определяют по формуле

забитого электрода, м).

После измерения сопротивления растеканию защит­ ного контура проверяют наличие цепи между заземлителем и заземляемыми элементами ( с о п р о т и в л е н и е м е т а л л о с в я з и ) . Это необходимо потому, что при плохих контактах в цепи падение напряжения на зазем­ ляющем устройстве может достичь опасной величины.

Измерение сопротивления металлосвязи удобно про­ изводить мостом ММВ, омметрами или одним из изме­ рителей заземления (МС-08 и др.). Пользование ме­ гомметром для этих целей недопустимо. Проверку

75

металлосвязи можно производить, не отключая испытуе­ мого электрооборудования, однако предварительно нужно убедиться в отсутствии напряжения на корпусе электроприемника.

Величина сопротивления заземляющей проводки ПУЭ не нормируется. Обычно она не превышает 0,05—0,1 Ом. Контакты в точках присоединения измерительного при­ бора предварительно зачищают напильником,

Рис. 19. График значений коэффициента а

Испытания заземлителей и заземляющей проводки выполняют для всех типов электроустановок.

Кроме рассмотренных выше испытаний, в сетях 380/220 В электроустановок с глухозаземленной ней­ тралью производят проверку сопротивления цепи «фаза—■ нуль». Данным испытаниям должно быть уделено серь­ езное внимание, так как в условиях строительных пло­ щадок еще нередки случаи нарушения целости этой цепи, установки некалиброванных плавких вставок пре­ дохранителей, завышения уставок защиты, что приводит

время как из общего количества проверенных электроприемников 23% не удовлетворяют требованиям ПУЭ, на строительных площадках эта величина составляет

46%.

Полное сопротивление цепи «фаза — нуль» слагается из сопротивления трансформатора в режиме однофаз­ ного короткого замыкания ZTp и суммарного сопротивле­

76

ния Zn «петли», образованной фазным и нулевым про­ водами:

ричным напряжением 400/230 В в режиме однофазного короткого замыкания приведены в табл. 1 [9, 10].

Сопротивления трансформаторов, вторичные обмот­ ки которых соединены по схемам «треугольник» и «зиг­ заг», в расчете Z4 не учитывают. При вторичном напря­

жении 230/127 В сопротивления трансформаторов соот­ ветствующей мощности, приведенные в табл. 1 , надо

разделить на три.

Ток однофазного короткого замыкания /к вычисляют

100 А*и не менее 1,25 для прочих автоматов.

77

Чтобы определить реальное значение тока однофаз­ ного короткого замыкания, необходимо измерить .'сопро­ тивление цепи «фаза — нуль» Z4. При предпусковых испытаниях его можно измерить на отключенном элек-< трооборудовании. Для этого измеряют сопротивление фазных и нулевых проводов и складывают его с расчет­ ным сопротивлением трансформатора (табл. 1). Изме­ рения производят в следующем порядке:

1 ) проверяют сопротивление изоляции испытуемой

цепи; 2 ) отключают питающую линию от трансформатора;

3)все электроприемники, кроме испытуемого, отклю­ чают от питающей его линии;

4)один фазный провод отсоединяют от проверяемого оборудования и соединяют его с корпусом, имитируя однофазное короткое замыкание;

5)измеряют сопротивление Zn образовавшейся «петли» фаза — нуль от зажимов трансформатора до проверяемого оборудования.

Измерения Zn в практике ряда строительно-монтаж-'

ных организаций часто производят прибором типа МС-08, что недопустимо, так как показания этого при­ бора зависят от скорости вращения рукоятки и характе­ ра проверяемой цепи, вследствие чего ошибка измерения

78

может достигнуть 2Р0—300%. Недопустимо также измерять сопротивление Za мостами постоянного тока.

Общепринят и достаточно приемлем при предпуско­ вых испытаниях м е т о д а м п е р м е т р а — в о л ь т ­ м е т р а (рис. 20). Измерения по данной схеме произво­

дят на переменном токе. В качестве источника питания используют любой понижающий трансформатор ТП с вторичным напряжением 12—36 В. Ток регулируют реостатом или ЛАТР. Амперметр А применяют с транс­ форматором тока (на 5 А) либо прямого включения на ток до 20 А. Величину тока нагрузки принимают около 10—15 А. Повышение величины тока ограничивается

79

мощностью трансформатора ТП и нагревом фазных и нулевых проводов. При слишком малом токе могут ос­ таться невыявленными дефекты в зануляющей проводке (изломы, трещины и др.). Вольтметр V должен иметь пределы измерений 0—7,5—60 В. Вторичную обмотку ТП присоединяют на распределительном щите трансфор­ маторной подстанции к нулевому проводу и к соответ­ ствующему фазному проводу, как можно ближе к сило­ вому трансформатору Т. Включив рубильник Р, плавно увеличивают с помощью ЛАТР ток.

Произведя отсчеты напряжения Н[В] и тока / [А], оп­ ределяют сопротивление «петли»:

^ = •7 - [Ом].

Для ускорения измерений испытательную схему це­ лесообразно скомплектовать в виде переносного устрой­ ства.

Главными недостатками метода амперметра — вольт­ метра являются значительная трудоемкость и сложность организации работ.

Более высокая производительность труда достигается при питании проверяемой цепи непосредственно от си­ лового трансформатора. Подавая на первичную обмотку (6 — 10 кВ) напряжение 400 В от постороннего источника

и замкнув у токоприемника фазу на корпус, измеряют ток при напряжении, сниженном в 25 раз по сравнению с рабочим. При хорошей организации за восемь часов можно проверить до 300 присоединений. Этот метод по­ зволяет учесть сопротивление всей цепи «фаза—нуль», включая ошиновку и трансформатор. Неудобство мето­ д а — в необходимости отключения силового трансформа­ тора, что связано с отключением всей шинной сборки распределительного устройства 0,4 кВ или даже с по­ гашением трансформаторной подстанции.

ПТЗ требуют периодически производить профилакти­ ческие измерения сопротивления цепи «фаза — нуль» в сроки, устанавливаемые ответственным за электрохозяй­

наиболее удаленных и мощных электроприемников, но не менее 1 0 % общего их количества.

80