Заземляющие устройства
Для защиты обслуживающего персонала от электрического тока при эксплуатации электрооборудования правилами устройства электроустановок (ПУЭ) предусмотрены заземляющие устройства (защитные заземления).
Защитное заземление является одной из основных мер обеспечения безопасности. Его рассчитывают и выполняют таким образом, чтобы при замыкании на землю в электроустановках предельно снизить напряжение прикосновения и шаговое напряжение, под которыми может оказаться обслуживающий персонал (шаговым напряжением называется напряжение, возникающее между двумя точками земли на расстоянии одного шага (0,8 м), когда по ней протекает ток замыкания на землю; напряжением прикосновения называется напряжение между двумя гонками цепи тока замыкания на землю, которых одновременно касается человек).
Зануление — электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетокопроводящих частей, которые в результате нарушения изоляции могут оказаться под напряжением.
Заземляющее устройство — заземлитель — представляет собой металлический проводник или группу проводников, непосредственно соединенных с землей. В качестве заземлителей применяют стальные некондиционные трубы, угловую сталь, сильные стержни, а также стальные конструкции сооружений, арматуру железобетонных фундаментов и стен, водопроводные и другие металлические трубопроводы, проложенные в земле. Не допускается использование в качестве заземлителей трубопроводов горючих или взрывчатых газов, трубопроводов, защищенных изоляцией от коррозии, а также алюминиевых оболочек кабелей и голых алюминиевых проводов.
Рис. 134. Схема расположения контура заземления ТП (а) и вид заглубленного заземлителя (6) подстанции:
1 - соединительный заземляющий проводник; 2 — заземлитель, 3 — траншея.
Вертикальные заземлители из труб и угловой стали забивают в землю на расстоянии 2,5 — 3 м друг от друга на такую глубину, при которой их верхняя часть будет находиться на 0.5 — 0,6 м ниже поверхности грунта (рис. 134, б). Если грунт обладает высоким удельным сопротивлением, то для уменьшения количества электродов целесообразно заглубить их на 5 — 8 м. Для этого используют стальные прутки диаметром 16 — 20 мм с приваренной на одном конце разрезанной и растянутой шайбой в виде бурава (забурник). Стержень ввертывают в грунт электросверлом. Все заземлители размещают в траншее 3 глубиной 0,7 — 0,8 м. Электроды 1 будут выщупать над дном траншеи на 0,2 м.
Рис. 135. Соединение сваркой полос с заземлителем и между собой:
а — трубчатых заземлителей; б - плоских и круглых полос.
Присоединение заземляющих проводников к заземлителям из труб, стержней и угловой стали проводится сваркой (рис. 135). Сварочный шов накладывается в два слоя по всем сторонам соединения. Прокладываемые в земле заземлители не окрашивают. Траншеи засыпают чистым грунтом без камней и строительного мусора и трамбуют послойно.
Заземляющие проводники на стенах внутри помещений монтируют по предварительной разметке трассы на высоте от уровня пола на 400 — 600 мм с указанием мест проходов, обходов и ответвлений. При проходах сквозь стены и перекрытия проводники прокладывают в открытых отверстиях или в стальных трубах (обоймах).
На подстанциях заземляют металлические конструкции и корпусы электрооборудования. Каждую заземляемую часть электроустановки присоединяют к заземляющей магистрали с помощью отдельного проводника (последовательное присоединение к заземляющему проводнику нескольких элементов запрещается!)
У разъединителей заземляют опорные конструкции, металлические плиты, на которых установлены привода и блок-контакты. Если разъединители и приводы смонтированы на металлических конструкциях, то заземляющий проводник приваривают к конструкции. Места установки изоляторов с металлическими фланцами на металлических конструкциях зачищают до блеска и смазывают техническим вазелином. Выключатели ВН и приводы к ним заземляют присоединением заземляющего проводника к заземляющему болту на крышке или раме.
Корпусы трансформаторов напряжения и тока заземляют подсоединением заземляющего проводника к заземляющему болту. К этому же болту присоединяют нулевую точку обмоток ВН и НН трансформатора напряжения с помощью гибкого медного провода.
В силовом трансформаторе с изолированной нейтралью заземляют корпус, направляющие, пробивной предохранитель со стороны НН. Заземляющие проводники присоединяют к заземляющему болту корпуса трансформатора, находящемуся на баке.
Вертикально расположенные фазы реактора заземляют через опорные изоляторы нижней фазы. Предохранители ВН заземляют присоединением заземляющего проводника к фланцам опорных изоляторов, раме или металлической конструкции. на которой установлен предохранитель. Разрядники заземляют через чугунное основание, на котором есть специальный болт заземления.
Металлические оболочки и конструкции КРУ и КТП, отельных щитов, панелей и пультов заземляют, приваривая их к фундаментной раме. Каждую панель присоединяют к каркасу и двух-трех точках. К рамам дверей и сетчатых ограждений приваривают заземляющие проводники.
Заземляющие проводники окрашивают в черный цвет. Правилами допускается покраска их под цвет стен и панелей, но в местах присоединений на расстоянии 150 мм одна от другой наносят две полосы черного цвета шириной 10 см.
Рис. 136. Схемы измерения сопротивления заземления прибором МС-07 (д), методом амперметра и вольтметра (б) и схема размещения заземлителей (в).
Сопротивления заземления определяют измерителем заземления МС-07 (рис. 136, а). Для измерения сопротивления одиночного заземлителя Rx используют дополнительный электрод 3 (зонд). Для сложных заземлителей из нескольких соединенных между собой заземлителей расстояние между Rx и зондом увеличивается до пятикратного наибольшего расстояния (5Д) между одиночными заземлителями, входящими в сложное заземляющее устройство (рис. 136, в). Расстояние от зонда 3 до вспомогательного заземлителя 3, принимают не менее 40 м для одиночных заземлителей и не менее 5Д в сложных заземляющих устройствах.
Для измерения сопротивления заземляющих устройств можно применять также метод амперметра и вольтметра (рис. 136, б).
Через измеряемый заземлитель Rx и вспомогательный заземлитель Зв проходит переменный ток 1. Замеряя падение напряжения Ux между Rx и 3, определяют сопротивление заземлителя по закону Ома: R = Ux/I.
Расстояния между измеряемым заземлителем Rx, зондом и вспомогательным заземлителем те же, что и в методе измерения прибором МС-07.
Рис. 137. Схема проверки устройства заземления электродвигателя прибором МС-07.
При измерении сопротивления заземления электродвигателя к зажиму I1 — Е1 прибора МС-07 (рис. 137) присоединяют заземляющую магистраль, а к зажиму I2 — Е2 — проводник со щупом. Переключатель прибора ставят на низший предел измерения до 10 Ом и, вращая рукоятку прибора с нормальной скоростью, измеряют сопротивление.
Сопротивление заземляющих устройств в электроустановках напряжением до 1000 В должно быть в сетях с глухозаземленной нейтралью при напряжении 660 В — 2 Ом; 380 В — 4 Ом; 220 В - 8 Ом; в сетях с изолированной нейтралью - не более 4 Ом. Сопротивление заземляющих устройств в электроустановках напряжением выше 1000 В в сетях с большими токами короткого замыкания на землю должно составлять не более 0,5 Ом.
Каждое заземляющее устройство должно иметь паспорт, в котором указывается схема заземления, его основные технические данные, результаты измерений и проверки состояния заземляющего устройства и характер проведенных ремонтов.