Министерство образования РФ Пермский государственный технический университет

Кафедра безопасности жизнедеятельности и рудничной вентиляции

Оценка эффективности действия защитного заземления при аварийных режимах работы электрических установок

Методические указания к учебно - исследовательской лабораторной работе

Пермь2002

Составители :НА. Трофимов, Н.И.Захаров

УДК 658.382

Оценка эффективности действия защитного заземления при аварийных режимах работы Электрических установок Метод, указания по выполнению учебно-исслед. лаборат.работы / Сост. Н.А-Трофимов, Н.И.Захаров Пермский государственный технический университет. Пермь, 2002.23 с.

Приведены необходимые теоретические сведения о растекании тока в земле и действии защитного заземления, нормировании параметров защитного заземления, методах и аппаратуре для измерения сопротивления защитного заземления. Дана принципиальная электрическая схема лабораторного стенда и указан порядок выполнения лабораторной работы.

Предназначены для студентов всех технических специальностей.

Табл.3. Ил.7. Библиогр.: 6 назв.

Рецензент канд. техн. наук В.Ф.Коротаев

Цель работы- изучить принцип действия защитного заземления, оценить его эффективность в аварийных режимах работы трехфазной трёхпроводной сети напряжения до 1000 В и научиться измерять его сопротивление.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Исследование характера изменения величины потенциалов точек почвы в поле растекания тока.

2. Определение величины тока однофазного замыкания на землю.

3. Измерение величины сопротивления защитного заземления разными методами.

4. Оценка эффективности защитного заземления.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Широкая автоматизация производственных процессов сопровождается увеличением энерговооруженности с применением электрической энергии различных параметров. Воздействие электрического тока на организм человека может иметь серьезные последствия для здоровья. И хотя злектротравмы (травмы, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги) составляют лишь незначительную часть общего числа случаев производственного травматизма, количество смертельных электропоражений в общем числе смертельных травм велико.

Действие на организм человека электрического тока одних и тех же параметров зависит от обстановки: ток, не оказавший заметного воздействия на человека в одних условиях, может привести к трагическим последствиям в других. Опасность поражения электрическим током усугубляется тем, что он не может быть обнаружен при помощи органов чувств.

Защита людей от поражения электрическим током в условиях производства достигается различными способами, одним из которых является защитное заземление.

Назначение, сущность и область применения защитного заземления

Защитное заземление предназначено для защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.

Оно представляет собой преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом (в дальнейшем землей) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Соединение металлических нетоковедущих частей оборудования с землей осуществляется с помощью заземляющего устройства, представляющего собой совокупность конструктивно объединенных заземляющих проводников и заземлителей. Заземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляющие части с заземлителем, представляющим собой проводник или совокупность металлически соединенных проводников, находящихся в соприкосновении с землей.

В качестве заземляющих проводников рекомендуется использовать проводники, специально предназначенные для этой цели, а также металлические строительные, производственные и электромонтажные конструкции.

Применяют естественные и искусственные заземлители. В качестве естественных заземлителей используют электропроводящие части строительных и производственных конструкций и коммуникаций /I/:

а) проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей;

б) обсадные трубы скважин;

в) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящихся в соприкосновении с землей;

г) свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле;

д) рельсовые пути магистральных неэлектрофицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами.

В качестве искусственных заземлителей рекомендуется применять /2/:

а) углубленные заземлители - полосы или круглая сталь, укладываемые горизонтально на дно котлована по периметру фундаментов;

6} вертикальные заземлители - стальные стержни или угловая сталь (длина стержневых электродов должна быть 4,5-5 м, электродов из угловой стали - 2,5-3 м);

в) горизонтальные заземлители - круглая сталь в стальные полосы.

Количество, геометрические размеры и способ расположения заземлителей должны обеспечить при данном сопротивлении грунта необходимую величину сопротивления заземления.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении напряжения до малого значения между защищаемым элементом оборудования, оказавшимся под напряжением, и землей.

Согласно Правилам устройства электроустановок /I/ и ГОСТ 12.1.030-81 /3/ заземление электроустановок необходимо выполнить:

1. При номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока - во всех случаях.

2. При номинальных напряжениях выше 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока при работах в условиях (помещениях) с повышенной опасностью и особо опасных по ГОСТ 12.1.013-78 /4/.

3. При всех напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных (установках) помещениях.

Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием одного из следующих пяти условий, создающих повышенную опасность:

сырости, когда относительная влажность воздуха длительно превышает 75 %;

высокой температуры, когда температура воздуха длительно (свыше суток) превышает +35 °С;

токопроводящей пыли, когда по условиям производства в помещениях выделяется токопроводящая технологическая пыль в таком количестве, что она оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов и т.п.;

токопроводящях полов - металлических, земляных, железобетонных, кирпичных и т.п.;

возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.

Помещения особо опасные характеризуются наличием одного из следующих трех условий, создающих особую опасность:

особой сырости, когда относительная влажность воздуха близка к 100 %,

химически активной или органической среды (в таких помещениях постоянно или в течение длительном времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образующие отложения или плесень, действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования);

одновременным наличием двух и более условий, свойственных помещениям с повышенной опасностью.

Остальные помещения относятся к помещениям без повышенной опасности.

Заземлению подлежат металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников, ручных инструментов и т.п.; приводы электрических выключателей и разъединителей, каркасы и ограждения щитов, пультов и шкафов и т.п.