2.9 Конструктивное выполнение заземления

При обслуживании электроустановки опасность пред­ставляют не только неизолированные токоведущие части, находящиеся под напряжением, но и те конструктивные час­ти электрооборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции (корпуса электродвигателей, пуска­телей, баки трансформаторов, кожухи шинопроводов, ме­таллические каркасы щитов и т. п.).

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции применяется одна из следующих защитных мер: заземление, зануление, защитноое отключе­ние, разделительный трансформатор, двойная изоляция, малое напряжение, выравнивание потенциалов [1].

Защитное заземление – это преднамеренное электричес­кое соединение какой-либо части электроустановки с за­земляющим устройством для обеспечения электробезопас­ности.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и за­земляющих проводников.

В зависимости от места размещения заземлителей относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.

При выносном заземляющем устройстве заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование.

При контурном заземляющем устройстве электроды заземлителя размещают по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки.

В открытых электроустановках корпуса присоединяют непосредственно к заземлителю проводами. В зданиях прокладывается магистраль заземления, к которой присоединяют заземляющие провода. Магистраль заземления соединяют с заземлителем не менее чем в двух местах.

В качестве заземлителей исполь­зуются в первую очередь естественные заземлители: проло­женные в земле стальные водопроводные трубы, трубы ар­тезианских скважин, стальная броня и свинцовые оболочки силовых кабелей, проложенных в земле, металлические кон­струкции зданий и сооружений, имеющие надежный контакт с землей, различного рода трубопроводы, проложенные в земле. Не допускается использовать в качестве естествен­ных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, газов, алюминиевые оболочки кабелей, алюминиевые проводники и кабели, проложенные в блоках, туннелях, каналах. Со­противление растеканию тока с этих заземлителей определя­ется замерами.

В качестве естественных заземлителей подстанций и распределительных устройств рекомендуется использовать заземлители опор отходящих воздушных линий электропередачи, соединённых с заземляющим устройством подстанции или распределительным устройством с помощью грозозащитных тросов линий.

Если естественных заземлителей недоста­точно, применяют искусственные заземлители: стержни из угловой стали размером 50х50, 60х60, 75х75 мм с толщиной стенки не менее 4 мм, длиной 2,5–3 м; стальные трубы диаметром 50-60 мм, длиной 2,5–3 м с толщиной стенки не менее 3,5 мм; прутковая сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 м и более.

Заземлители забивают в ряд или по контуру на такую глубину, при которой от верхнего конца заземлителя до поверхности земли остаётся 0,5–0,8 м. Расстояние между вертикальными заземлителями должно быть не менее 2,5–3 м.

Для соединения вертикальных заземлителей между собой применяют стальные полосы толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм² или стальной провод диаметром не менее 6 мм. Полосы (горизонтальные заземлители) соединяют с вертикальными заземлителями сваркой.

Для снижения общего сопротивления заземляющей ус­тановки в грунт забивают несколько вертикальных элек­тродов, а для выравнивания потенциала по территории электроустановки связывают их стальной полосой. Условия растекания тока при этом ухудшаются за счет взаимного экранирования между вертикальными электродами и сое­диняющей их полосой. При расчетах сопротивления зазем­ляющей установки это учитывается введением коэффициента экранирования.

Заземляемые части соединяются с заземлителем провод­никами. В качестве заземляющих проводников могут ис­пользоваться специально предусмотренные для этой цели проводники, сечения которых не менее установленных ПУЭ, или металлические конструкции зданий, подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, стальные трубы электропроводок, алюминиевые оболочки кабелей, метал­лические кожухи шинопроводов, короба, лотки, открыто про­ложенные трубопроводы, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ, канализации и центрального ото­пления. В электроустановках выше 1 кВ с эффективно за­земленной нейтралью сечение заземляющих проводников проверяется по термической стойкости; в электроустанов­ках до 1 кВ и выше с изолированной нейтралью проводи­мость заземляющих проводников должна составлять не ме­нее 1/3 проводимости фазных проводников.

В электроустановках заземляются: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, приводов, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, каркасы распределительных щитов, пультов, шкафов, металлические конструкции распределительных устройств, металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, кожухи и опорные конструкции шинопроводов, лотки, короба и другие металлические конструкции, на которых устанавливается электрооборудование, металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников, металлические корпуса технологического оборудования, и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования.

Примерный план заземляющего устройства

Рисунок 2.9.1

При расчете заземлителей определяется ток замыкания на землю и сопротивления заземления и естественных заземлителей, после чего эти сопротивления сравниваются. Если сопротивление заземления будет больше сопротивления естественных заземлителей, то определяется предварительная конфигурация заземляющего устройства с учетом его размещения на отведенной территории, причем расстояние между вертикальными электродами принимается не менее их длины. По плану заземляющего устройства (рис. 2.9.1) определяют предварительное число вертикальных заземлителей и длину горизонтальных заземлителей. После чего производится расчет, при котором определяются: сопротивления вертикальных заземлителей и их количество, сопротивления горизонтальных заземлителей и их количество. На основе результатов расчета уточняется конфигурация заземляющего устройства.