Назначение заземлений и характеристики заземляющих устройств
Страница 58 из 66
ГЛАВА 16
ЗАЗЕМЛЕНИЯ И ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА СЕЛЬСКИХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
§ 46. Назначение заземлений и характеристики заземляющих устройств
Назначение заземления и основные определения.
При работе сельских электроустановок (станций, подстанций и линий электропередачи) возможны случаи прикосновения людей и животных к токоведущим частям установок, находящимся под напряжением. Не исключены прикосновения и к частям, нормально не находящимся под напряжением, но оказавшимся под ним вследствие пробоя изоляции этих частей. В обоих случаях через тело людей и животных будет проходить электрический ток, который может вызвать смертельный исход.
Для защиты людей и животных от опасности поражения электрическим током предусматривают заземление, т. е. соединение оснований и металлических корпусов электрооборудования с землей. Заземления выполняют также для обеспечения нормальных условий работы электроустановки и для отвода грозовых разрядов в землю.
По назначению различают защитное, рабочее и грозозащитное заземления.
Защитное заземление выполняют для того, чтобы обеспечить соответствующую безопасность людей и сельскохозяйственных животных от поражения электрическим током при нарушениях изоляции элементов электроустановки. Рабочее заземление (например, заземление нейтрали трансформаторов напряжением 110 кВ) обеспечивает определенный режим работы электроустановки, а грозозащитное— отвод тока молнии от стержневых и тросовых молниеотводов и разрядников.
В общем случае под заземлением понимают преднамеренное соединение элементов электроустановки с заземляющим устройством, состоящим из заземлителей и заземляющих проводников. Заземлителем называют металлический проводник или группу электрически соединенных проводников, непосредственно соприкасающихся с землей. Их назначение — обеспечить электрическое соединение с землей. Заземлители бывают естественными и искусственными. Заземляющими проводниками называют металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановки и корпуса оборудования с заземлителем.
В качестве естественных заземлителей в установках напряжением до 1000 В могут быть использованы подземные водопроводные трубы, металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие хорошее соединение с землей. Искусственные заземлители выполняют в виде стальных стержней круглого или плоского сечения. Материалом для одиночных стержневых заземлителей может быть также угловая сталь.
Повреждение изоляции электроустановки может вызвать замыкание на землю и замыкание на корпус. Замыканием на землю называют случайное замыкание (соединение) находящихся под напряжением токоведущих частей установки непосредственно с землей. Замыканием на корпус называется электрическое соединение токоведущих частей электроустановки с заземленными основаниями и корпусами электрооборудования.
Характеристики заземляющих устройств.
При замыкании токоведущих частей на землю через место замыкания проходит электрический ток. В зависимости от величины этого тока различают электроустановки с малыми и большими токами замыкания на землю. Если в электроустановке напряжением выше 1000 В однофазный ток замыкания на землю равен или меньше 500 А, она считается установкой с малыми токами замыкания на землю. Если указанный ток больше 500 А, считается, что установка имеет большие токи замыкания на землю.
В установках с большими токами замыкания на землю наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств равно 0,5 Ом.
Норма для сопротивлений заземляющих устройств опор линий электропередачи напряжением выше 1000 В устанавливается в зависимости от удельного сопротивления земли. Эти нормы приведены ниже.
Удельное сопротивление земли, Ομ·м | Сопротивление заземляющего устройства, Ом |
до 100 | до 10 |
от 100 до 500 | » 15 |
» 500 » 1000 | » 20 |
более 1000 | » 30 |
Для электроустановок напряжением до 1000 В, работающих с глухим заземлением нейтрали, у генераторов и трансформаторов мощностью 100 кВА и менее сопротивление заземляющих устройств не должно быть больше 10 Ом, а при мощности последних выше 100 кВА — не более 4 Ом.
При параллельной работе генераторов и трансформаторов учитывают их суммарную мощность.
- Назад
- Вперёд
Назначение заземляющих устройств | Монтаж электрических установок | Архивы
- 6кВ
- 0,4кВ
- кабель
- монтаж
- ВЛ
- подстанция
- 10кВ
- шины и провод
- заземление
Содержание материала
- Монтаж электрических установок
- Маркировка цепей в электрических схемах
- Управление электромонтажным производством
- СПУ
- Организация и подготовка электромонтажных работ
- Производство электромонтажных работ
- Материально техническое-обеспечение бригады
- Бригадный подряд, оплата труда
- Научная организация труда, нормирование
- Материалы для электромонтажных работ
- Электромонтажные изделия
- Опрессовка жил проводов и кабелей
- Сварка жил проводов и кабелей, контактных соединений шин
- Пайка жил проводов и кабелей, контактных соединений шин
- Соединение алюминия с медью, сплав АВ—Е
- Контактные соединения и присоединения к контактным выводам электрооборудования
- Виды сварок в электромонтажном производстве
- Сварка шин в электромонтажном производстве
- Сварка алюминиевых гибких шин
- Сварка стальных заземляющих проводников
- Сварка пластмассовых оболочек кабеля
- Назначение заземляющих устройств
- Заземляющие устройства
- Монтаж заземляющих устройств
- Монтаж распределительных устройств до 1 кВ
- Аппараты распределительных устройств
- Шинопроводы напряжением до 1 кВ
- Монтаж шинопроводов до 1 кВ
- Оборудование распределительных устройств и подстанций выше 1 кВ
- КТП
- ГПП
- ЗРУ
- Силовые выключатели на 6—10 кВ
- Выключатели нагрузки
- Разъединители, предохранители 6, 10 кВ
- Разрядники, измерительные трансформаторы 6, 10 кВ
- Конденсаторы, фильтры, изоляторы 6, 10 кВ
- Монтаж распределительных устройств и подстанций
- Монтаж РЗА и вторичных цепей
- Монтаж токопроводов напряжением выше 1 кВ
- Осветительные установки
- Монтаж осветительных установок
- Устройства для обслуживания светильников, освещение строительных площадок
- Провода и кабели, применяемые в электропроводках
- Общие требования к монтажу электропроводок
- Открытые электропроводки плоскими проводами
- Открытые электропроводки незащищенными изолированными проводами
- Открытые тросовые электропроводки
- Открытые электропроводки защищенными проводами и кабелями
- Скрытые электропроводки
- Электропроводки на лотках и в коробах
- Выбор труб для электропроводок в трубах
- Правила монтажа труб для электропроводок
- Монтаж труб для электропроводок
- Монтаж проводов в трубах
- Электропроводки за подвесными потолками, на чердаках по станкам механизмам и наружные
- Кабельные линии
- Подготовка к прокладке кабелей внутри и вне зданий
- Прокладка кабелей в траншее
- Прокладка кабелей в производственных помещениях
- Прокладка кабелей в кабельных сооружениях
- Прокладка кабеля при низких температурах
- Маркировка кабельных линий после монтажа
- Соединение и оконцевание силовых кабелей
- Удаление изоляции и заполнителей кабеля
- Соединение и оконцевание кабелей с пластмассовом изоляцией
- Соединение кабелей с бумажной изоляцией в свинцовых муфтах
- Оконцевание и монтаж кабелей и муфт
- Подготовительные работы при монтаже ВЛ
- Определения, габариты ВЛ
- Котлованы, фундаменты, опоры ВЛ
- Провода и изоляторы ВЛ
- Защита проводов ВЛ от вибрации (пляски)
- Установка опор ВЛ
- Монтаж изоляторов ВЛ
- Монтаж проводов и тросов ВЛ
- Натяжка проводов и тросов (канатов) ВЛ
- Закрепление проводов и канатов ВЛ
- Заземление опор и траверс ВЛ
- Проверка качества работ при сдаче электроустановок в эксплуатацию
- Сдача электроустановок в эксплуатацию
- Техника безопасности при производстве электромонтажных работ
- Сокращения и использованная литература
Страница 22 из 83
Заземляющие устройства (заземление и зануление) выполняют для защиты людей от поражения электрическим током при повреждениях изоляции.
Электросети выполняют проводниками, изолированными друг от друга и от земли Однако в сетях всегда имеют место утечки тока через изоляцию Кроме того, электросети представляют собой протяженный конденсатор, обкладками которого являются токоведущие проводники и земля Между проводами и землей проходит емкостный ток. Таким образом, между изолированными проводниками и землей всегда существует электрическая цепь, замкнутая через сопротивление изоляции и емкость сети (рис 6 1).
Рис. 6 2. Защитное металлическое соединение корпусов электрооборудования в установках 380/220 В с заземленной нейтралью:
1 — заземляющие проводники; 2 — заземлитель; 3 — электродвигатель, корпус которого занулен; 4 — светильник, корпус которого занулен
Рис.
6.1. Схема электрической цепи, обусловленная наличием сопротивления изоляции Ru и емкости С проводников в сети трехфазного тока
При нормальном состоянии изоляции этот ток ничтожно мал и не представляет никакой опасности Опасность для человека представляют случаи повреждения изоляции токоведущих частей, при которых доступные для прикосновения металлические корпуса электрооборудования и конструкции, поддерживающие провода и кабели, оказываются под полным напряжением. На эти случаи для защиты людей от поражения током предусматривается преднамеренное соединение с землей металлических корпусов электрооборудования, а также других металлических частей, которые могут оказаться под напряжением при нарушении изоляции токоведущих частей, с помощью заземляющих проводников и заземлителей ([3,24] и ГОСТ 12.1.030—81*).
Ниже приведены некоторые определения терминов, относящихся к элементам заземляющих устройств в электрических установках ([3] и ГОСТ 2.1.030—81*).
Заземляющий проводник — проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителей (рис.
6.2), ГОСТ 12.1.030—81*.
Нулевой защитный проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ — проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сети постоянного тока.
Нулевой рабочий проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ — проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях многофазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в трехпроводных сетях постоянного тока.
В электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью нулевой рабочий проводник может выполнять функции нулевою защитного проводника.
Напряжение прикосновения Uприк — напряжение между двумя точками цепи тока замыкания на землю (на корпус) при ододновременном прикосновении к ним человека (рис.
6 3).
Рис 6 3 Кривая распределения потенциала в зависимости от расстояния до заземлителя
Е — потенциал заземлителя, Ei—Ej — разность потенциалов на расстоянии шага, 1 — зона нулевого потенциала, 11 — зона растекания
Напряжение шага Uшаг — напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю, при одновременном касании их ногами человека (рис 6 3).
В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью или с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а также с глухозаземленной средней точкой постоянного тока выполняется зануление с целью обеспечения надежного автоматического отключения ог электросети оборудования, имеющего поврежденную изоляцию, в минимально короткий срок. Для этого зануляемые части электрооборудования присоединяют к заземленному нулевому проводу сети (рис. 6.4, а). Как видно из рисунка, замыкание на корпус светильника является коротким замыканием в первой фазе сети (цепь замыкания показана стрелками), что вызывает перегорание предохранителя в этой фазе, отключение светильника и снятие напряжения с его корпуса.
В соответствии с [2] наиболее распространенные электроустановки 380/220 В выполняются с глухозаземленной нейтралью.
Рис. 6 4 Защитное заземление:
а— в сети с глухозаземленной нейтралью; б — в сети с изолированной нейтралью: R ч — сопротивление заземляющего устройства; R4 — сопротивление тела человека; Rи — сопротивление изоляции проводов
В электроустановках до I кВ с изолированной нейтралью, а также во всех установках выше 1 кВ выполняется заземление, предназначенное для снижения тока, протекающего через тело человека, до безопасного значения. Для этого заземляемые части электрооборудования присоединяют к заземляющему устройству, сопротивление которого R3 должно быть мало по сравнению с сопротивлением тела человека (рис. 6.4,6).
Электрическое сопротивление тела человека изменяется от 800 до 100 000 Ом. Оно зависит от многих факторов: состояния здоровья, нервной системы, психического состояния, влажности кожи, состояния одежды, обуви и других причин.
Сопротивление заземляющих устройств в электроустановках до 1 кВ с изолированной нейтралью согласно [3] должно быть не более 4 Ом, а в электроустановках 220, 380 и 660 В с глухозаземленной нейтралью — соответственно не более 8, 4, 2 Ом
В электроустановках 3—35 кВ с изолированной нейтралью сопротивление заземляющих устройств должно быть 250//Р, но не более 10 Ом (/Р — расчетный ток замыкания на землю, значение которого задается энергосистемой) Если заземляющее устройство одновременно используется для установок до 1 кВ, то сопротивление его не должно превышать 125//р и должно удовлетворять требованиям, предъявляемым к заземлению (занулению) электроустановок до 1 кВ.
- Назад
- Вперед
- Назад
- Вперед
- Вы здесь:
- Главная
- Книги
- Архивы
- Испытание мощных трансформаторов и реакторов
Читать также:
- Электрические сети промышленных предприятий
- Электромонтажные материалы
- Монтаж сельских электроустановок
- Наладка электроустановок
- Монтаж, эксплуатация и ремонт сельскохозяйственного электрооборудования
– быть или не быть? 2017 NEC 250.52(B)(3)
Заземляющие электроды – быть или не быть? 2017 NEC 250.
52(B)(3)Национальный электротехнический кодекс 2017
Автор: Роберт Ки | 26.09.2019
До 2017 года в качестве заземляющих электродов запрещалось использовать только два предмета: подземный газопровод и алюминий. На 2017 год к списку запрещенных предметов добавился еще один. Для цикла 2017 NEC Code конструкции, а также стальные армирующие материалы, относящиеся к плавательным бассейнам, были добавлены в список, приведенный в 250.52(B)(3) компонентов, которые запрещается использовать в качестве заземляющих электродов для электрической системы. Мы знаем, что алюминий разлагается при прямом контакте с землей, а прокладка подземных газопроводов запрещена из-за переносимого им легковоспламеняющегося газа. Но почему сетку для уравнивания потенциалов и конструкционную арматурную сталь, описанные в 680.26(B)(1) и (B)(2), теперь запрещено использовать в качестве заземляющего электрода? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны изучить предполагаемое назначение заземляющего электрода по сравнению с целью уравнивания потенциалов, которое требуется в установках для плавательных бассейнов.
Эквипотенциальное соединение , указанное в 680.26(B)(1) и (B)(2) , предназначено для выравнивания потенциала напряжения вблизи бассейна. Мы не будем здесь обсуждать эквипотенциальные плоскости, так как это сложная тема, заслуживающая отдельной статьи. Однако система заземляющих электродов служит совершенно другой цели. Термины «заземление» и «соединение» иногда используются взаимозаменяемо, но это не одно и то же. 9Заземляющий электрод 0009 был принят между 1950-ми и 1970-ми годами, в зависимости от вашего района страны, и был введен для отвода ударов молнии от трансформаторов, принадлежащих коммунальным предприятиям. Заземляющий электрод не играет никакой роли в отключении автоматического выключателя при коротком замыкании на землю в ответвленной цепи. Заземленный нейтральный проводник (соединенный главной перемычкой с корпусом первого заземляющего электрода и средством разъединения) позволяет это сделать.
Блуждающие токи следуют по тому же заземленному проводнику обратно к трансформатору. Заземляющий электрод предназначен исключительно для отвода молнии и любых других непреднамеренных напряжений в электрическую систему на землю, где они могут быть унесены из системы.
Однако существует гораздо более веская причина , а не , для подключения соединительной сетки к системе заземляющих электродов. Использование любого металла, находящегося в земле, связанного с бассейном, в качестве части системы заземляющих электродов может привести к попаданию тока из электрической системы в землю рядом с бассейном. Кроме того, удары молнии или непреднамеренный контакт между высоковольтными линиями могут привести к возникновению временных токов на проводниках системы заземлителей. Если металл бассейна является частью этого, мы просто напрашиваемся на неприятности. По этой причине его запрещено использовать в качестве проводника заземляющего электрода.
Вот новый код 2017 года, который можно найти по адресу 250.
52(B):
Не разрешено использовать в качестве заземляющих электродов. Следующие системы и материалы не должны использоваться в качестве заземляющих электродов:
(1) Системы металлических подземных газопроводов
(2) Алюминий
(3) Конструкции и конструкционная арматурная сталь, описанные в 680.26( B)(1) и (B)(2)
Когда мы рассматриваем очень разные функции и цели , заземляющий электрод , по сравнению с , соединяющим частей, указанных в 680.26(B)(1)–(B)(7), очевидно, что подключение этой преднамеренной токоведущей системы к металлу подземного бассейна было бы плохой идеей. Формулировка 680.26(B) дополнительно разъясняет, что соединительная сетка не должна быть подключена к системе заземления. В нем указано: Сплошной медный соединительный провод калибра 8 AWG или больше, предусмотренный для уменьшения градиентов напряжения в зоне бассейна , не должен необходимо удлинить или прикрепить к удаленным панелям, сервисному оборудованию или электродам.
В прошлом некоторые могли бы возразить, что 250.52(A)(8 ), который включает возможные варианты электродов Другие местные металлические подземные системы или конструкции, такие как системы трубопроводов, подземные резервуары и подземные металлические обсадные трубы, которые не связаны к металлической водопроводной трубе дает разрешение на использование стали для бассейна в качестве заземляющего электрода . К счастью, новая формулировка Кодекса 250.52(B)(3) ясно дает понять, что арматурная сталь или связующая решетка, связанная с бассейном, не должны использоваться в качестве заземляющего электрода. Это важное изменение кода, которое потенциально может спасти жизни.
Как работают электроды заземления?
Заземляющие электроды являются важной частью любой системы заземления . Это метод, используемый системой для отвода тока короткого замыкания в землю.
Как электроды помогают системам заземления
Существуют две функции системы заземления, которые в значительной степени зависят от этих электродов.
Первый и наиболее опасный способ — отвести большую силу удара молнии от объекта и рассеять ее в землю (рис. 1). В отличие от типичной электрической неисправности (где источником тока короткого замыкания является источник питания, и этот ток возвращается к тому же источнику электропитания), ток короткого замыкания от удара молнии пытается попасть на землю в попытке уравнять потенциал. между землей и небом. Подключая объект и систему молниезащиты к нескольким заземляющим электродам, мы обеспечиваем путь с низким импедансом для прохождения этой силы тока на землю.
Рис. 1. Заземляющий электрод молниезащиты
Второй — обеспечить опорное напряжение для электрической системы на объекте. Во всех жилых домах сетевой трансформатор и первый разъединитель снабжены шинами заземления, соединенными с заземляющими электродами (рис. 2). Оборудование в здании питается либо от фазы к нейтрали (нейтральная обслуживаемая нагрузка), либо от фазы к фазе.
В конфигурации фаза-нейтраль нейтраль предназначена для обеспечения нулевого опорного напряжения для коррекции напряжения питания. Если система заземляющих электродов не соответствует норме, напряжение нейтрали будет выше нуля, а разница напряжений между нейтралью и фазой будет ниже оптимального рабочего напряжения оборудования.
Рис. 2. Заземляющие электроды служебного входа
Если бы система заземляющих электродов была идеальной, ее сопротивление относительно земли было бы равно нулю. На каждый ом или его часть пропорционально увеличивается напряжение на нейтрали и пропорционально уменьшается уровень напряжения на оборудовании.
Заземляющий электрод Требования и ограничения
Существует несколько типов электродов, разрешенных для использования в электрических системах. Они перечислены в статье 250 Национального электротехнического кодекса. По сути, код говорит, что можно использовать любой заземляющий электрод, указанный для использования в заземлении.