Виды заземлений их назначение: Назначение и виды заземлений. Сопротивление заземлителя при стационарном токе и токе молнии

Содержание

Назначение и виды заземлений. Сопротивление заземлителя при стационарном токе и токе молнии



из «Заземления в установках высокого напряжения »

Заземлением какой-либо части электрической установки называется преднамеренное соединение ее с заземляющим устройством с целью сохранения на ней.достаточно низкого потенциала и обеспечения нормальной работы системы или ее элементов в выбранном для них режиме. [c.5]
Различают три вида заземлений рабочее заземление, защитное заземление для безопасности людей и заземление грозозащиты оборудования установки. [c.5]
К рабочему заземлению относится заземление нейтралей силовых трансформаторов и генераторов, глухое или через дугогасящий реактор для гашения дуги замыкания на землю, трансформаторов напряжения, реакторов поперечной компенсации в дальних линиях электропередачи и заземление фазы при использовании земли в качестве рабочего провода. [c.5]
Защитное заземление выполняется для обеспечения безопасности в первую очередь людей, обслуживающих электрическую установку, путем заземления металлических частей установки, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением при перекрытии или пробое изоляции.
[c.5]
Заземление грозозащиты служит для отвода тока молнии в землю от защитных разрядников и молниеотводов (стержневых или тросовых). [c.5]
Рабочее и защитное заземления должны выполнять свое назначение в течение всего года, тогда как заземление грозозащиты— лишь в грозовой сезон. [c.5]
Для осуществления любого вида заземления требуется заземляющее устройство, состоящее из заземлителя, располагаемого в земле, и заземляющего проводника, соединяющего заземляемый элемент установки с зазем-лителем. [c.5]
Заземлитель может состоять из одного или многих вертикальных и горизонтальных электродов и характеризуется значением сопротивления от поверхности за-землителя до уровня нулевого потенциала, которое окружающая земля оказывает стекающему с него току. Сопротивление заземлителя определяется отношением потенциала на заземлителе к стекающему с него току. [c.6]
В качестве электродов заземлителя обычно используются как вертикальные стержни, так и горизонтальные полосы, которые могут иметь большую длину. Наиболее просто рассчитывается сопротивление заземлителя полушаро вой формы. Предположим, что такой заземлитель присоединен к баку трансформатора и отводит в землю ток частоты 50 Гц в случае перекрытия или пробоя изоляции (рис. 1-1). [c.6]
При этом пренебрегаем незначительным искажением поля заземлителя из-за ответвления тока в сопротивление тела человека и сопротивление растекания его ступней. [c.7]
В общем случае схема замещения заземлителя некоторой длины I при импульсном токе состоит из распределенных параметров проводимости g, индуктивности L, активного продольного сопротивления г и емкости С относительно земли, т. е. емкости электрода относительно уровня нулевого потенциала [2]. Активное продольное сопротивление электродов обычно много меньше сопротивления заземлителя и потому практически не играет роли. Для наиболее часто встречающихся грунтов с удельным сопротивлением р 2500 Ом-м емкостные токи малы по сравнению с токами проводимости. В этом случае схема замещения заземлителя длиной I при импульсном токе может состоять только из индуктивностей L и проводимостей g на единицу длины рис.
1-2). [c.8]
Для расчета грозозащиты основное значение имеет сопротивление заземлителя в момент времени максимума импульса тока молнии, приближенно принимаемого за длительность фронта импульса Тф. [c.9]
Если гф2 7 , то к интересующему нас моменту времени переходный процесс в заземлителе закончится и заземлитель будет обладать сопротивлением заземления стационарного режима R. Если же, напротив, Тф соизмеримо с Г, то в момент максимума тока импульсное сопротивление заземлителя z R. [c.9]
Заземлитель длиной 1, индуктивность которого не играет существенной роли при данном грунте и длительности фронта импульса, принято называть сосредоточенным, если же индуктивность приводит к увеличению его сопротивления, то протяженным. [c.9]
В грунтах с большим р (2500 Ом-м и более) оказывает влияние и емкость заземлителя С, уменьшающая импульсное сопротивление заземлителя, в особенности при малых Тф. Ошибка в расчете сопротивления заземлителя при импульсном токе из-за того, что не учитывается емкость, составляет около 10% в грунте с удельным сопротивлением р=2500 Ом-м при тф 2 мкс и в грунте с р=5000 Ом-м — при Тф ь 3,5 мкс.
[c.9]
Для определения расчетного времени, при котором можно не учитывать емкость заземлителя, выведена формула (8-26). [c.9]
Принято различать стационарное сопротивление R, характерное для рабочих и защитных заземлений, отводящих ток 50 Гц, когда индуктивность, емкость, а также искровые процессы в земле не имеют существенного значения, и импульсное сопротивление заземлителя Zn, характерное для заземли-телей грозозащиты, которое определяется как импульсным характером тока, так и физико-химическими процессами и иекрообразованием в грунте. [c.10]
Таким образом, удельное сопротивление грунта сильно зависит от его химического состава и влажности [4—6]. [c.11]
Влажность грунта зависит не только от количества осадков и близости грунтовых вод, но и от структуры грунта. На рис. 1-3 приводится разрез грунта, из которого видны его структура и размещение в нем воды. [c.11]

Вернуться к основной статье

4 Заземление — Заземление

ЛЕКЦИЯ № 3

Заземление.   Режимы работы нейтрали.

Цель лекции:

· определение назначения заземления,

· рассмотрение вопросов функционирования оборудования при различных режимах заземления нейтрали,

· рассмотрение параметров и особенностей работы защитного заземления и заземления для грозозащиты,

· ознакомление с основами расчёта заземления.

Рекомендуемые материалы

При проектировании и эксплуатации системы электроснабжения предприятия одним из важнейших вопросов является вопрос о заземлении. По большому счёту без рассмотрения данного вопроса разговор об электроснабжении становится бессмысленным, поскольку в зависимости от системы заземления нейтрали выбирается защитная аппаратура, изоляция электрооборудования. Поэтому к рассмотрению данного вопроса необходимо подойти наиболее серьёзно.

1. Назначение и виды заземлений.

Заземление какой-либо части установки называется преднамеренное соединение её с заземляющим устройством с целью сохранения на установке низкого потенциала и обеспечения нормальной работы системы или её элементов в выбранном для них режиме.

Различают три вида заземлений:

· рабочее заземление,

· защитное заземление для безопасности людей,

· заземление грозозащиты установки.

К рабочему заземлению относится заземление нейтралей силовых трансформаторов и генераторов, глухое, либо через дугогасящий реактор для гашения дуги замыкания на землю, трансформаторов напряжения, реакторов поперечной компенсации в дальних линиях электропередачи и заземление фазы при использовании земли в качестве рабочего провода.

Защитное заземление выполняется для обеспечения безопасности людей, обслуживающих электрическую установку, путём заземления металлических частей установки, которые в рабочем режиме не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением при перекрытии, либо пробое изоляции.

Заземление грозозащиты служит для отвода тока молнии в землю от защитных разрядников и ограничителей перенапряжения, а также стержневых или тросовых молниеотводов.

Рабочее и защитное заземление должны выполнять своё назначение в течение всего года, тогда как заземление грозозащиты лишь в грозовой сезон.

Для реализации любого вида заземления требуется заземляющее устройство, состоящее из заземлителя, располагаемого в земле и заземляющего проводника, соединяющего оборудование с заземлителем.

Заземлители подразделяются на естественные и искусственные. Естественными заземлителями считаются проложенные в земле конструкции не предназначенные для целей заземления, но используемые как заземлители. К естественным заземлителям относятся металлические трубопроводы, обсадные трубы, арматура железобетонных конструкций сооружений и т. п.

Искусственные заземлители выполняются только для заземления. Искусственный заземлитель может состоять из одного или многих вертикальных и горизонтальных электродов и характеризуется значением сопротивления от поверхности заземлителя до уровня нулевого потенциала, которое окружающая земля оказывает стекающему с него току. Сопротивление заземлителя определяется отношением потенциала на заземлителе к стекающему с него току.

2.        Рабочее заземление.

Нейтрали трансформаторов трёхфазных электрических установок, к обмоткам которых подключены электрические сети, могут быть заземлены непосредственно, либо через индуктивные или активные сопротивления, либо изолированы от земли.

Если нейтраль обмотки трансформатора присоединена к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление, то такая нейтраль называется глухозаземлённой, а сети, подсоединённые к ней, соответственно, — сетями с глухозаземлённой нейтралью. Нейтраль, не соединённая с заземляющим устройством называется изолированной нейтралью. Сети, нейтраль которых соединена с заземляющим устройством через реактор (индуктивное сопротивление), компенсирующий ёмкостной ток сети, называются сетями с резонанснозаземлённой либо компенсированной нейтралью. Сети, нейтраль которых заземлена через резистор (активное сопротивление) называется сеть с резистивнозаземлённой нейтралью. Электрическая сеть, напряжением выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4 (коэффициент замыкания на землю – отношение разности потенциалов между неповреждённой фазой и землёй в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землёй в этой точке до замыкания ) называется сеть с эффективнозаземлённой нейтралью.

При однофазном замыкании на землю нарушается симметрия электрической системы: изменяются напряжения фаз относительно земли, появляются токи замыкания на землю, возникают перенапряжения в сетях. Степень изменения симметрии зависит от режима нейтрали.

Выбор режима нейтрали в электрических сетях определяется бесперебойностью электроснабжения потребителей, надёжностью работы, безопасностью обслуживающего персонала и экономичностью электроустановок.

Сети с глухозаземлённой нейтралью (рис. 3.1). Такое заземление нейтрали применяется в четырёхпроводных сетях напряжением до 1000В, а так же в сетях 220кВ и выше. Такой режим нейтрали исключает превышение номинального напряжения сети по отношению к земле.

Все корпусы электрооборудования, присоединённого к четырёхпроводной сети до 1000В, каркасы распределительных щитов должны иметь металлическую связь с заземлённой нейтралью установки. При этом, замыкание на корпус любой фазы приведёт к короткому замыканию с достаточно большим током, предохранитель повреждённой фазы перегорит и сеть будет продолжать работу в неполнофазном режиме. Напряжение по отношению к земле двух других фаз, оставшихся в работе, не превысит фазного.

При коротких замыканиях на землю в сетях 220кВ и выше в месте повреждения возникает электрическая дуга с большим током, которая гасится отключением линии электропередачи с последующим её включением (АПВ). В переходном режиме и при коммутации в сети возникают внутренние перенапряжения, наибольшая величина которых относительно земли характеризуется их кратностью к номинальному фазному напряжению:

 .                                                                                            (3.1)

Рис. 3.1 Сеть с глухозаземлённой нейтралью

Сеть с изолированной нейтралью (рис. 3.2). Данный вид заземления нейтрали получил широкое распространение в России после Великой Отечественной войны, когда необходимо было обеспечить безаварийную работу потребителей разрушенных предприятий, а так же с малыми затратами. При этом снижается стоимость заземляющих устройств, сокращается количество оборудования (трансформаторы тока, аппараты защиты). Данный вид заземления применяется в распределительных сетях 3-35 кВ.

В сетях с изолированной нейтралью замыкание одной фазы, а такого вида повреждения составляет до 80% всех повреждений, на землю не нарушает режим работы потребителей. Сеть будет продолжать работать в полнофазном режиме, но при этом напряжение двух неповреждённых фаз по отношению к земле увеличиваются до линейных значений. Поэтому изоляция электрооборудования должна быть рассчитана на величину линейной изоляции.

Ток однофазного замыкания на землю определяется частичными ёмкостями неповреждённых фаз сети по отношению к земле и зависит от напряжения, конструкции и протяжённость сети. При однофазном замыкании напряжение повреждённой фазы становится равным нулю (UA=0) по отношению к земле, а напряжение двух других фаз становится равным междуфазным (UВ=UС=Uф).

 Ток замыкания на землю:

 Iкз=Uфjω3C0.                                                                          (3.2)

Данный вид заземления следует использовать при условии надёжного контроля изоляции сети.

При замыкании на землю одной фазы, например фазы «А», напряжение этой фазы по отношению к земле будет равно нулю, а напряжение двух других фаз увеличится в  раз, и угол сдвига между векторами этих напряжений будет 60. Ёмкостный ток повреждённой фазы будет равен нулю, а ёмкостные токи каждой неповреждённой фазы увеличатся пропорционально увеличению напряжения на ёмкости и соответственно будут равны IСВ и IСС. Суммарный ток через ёмкости неповреждённых фаз 3IС, равный геометрической сумме токов этих фаз, будет проходить через место замыкания фазы С на землю, замыкаясь через источник питания. Ориентировочно, ток при замыкании на землю в зависимости от длины линий l можно оценить: для кабельных линий:

 ,                                                                                            (3. 3)

 для воздушных линий:

.                                                                                           (3.4)

                                                 а)

                                                 б)

Рис. 3.2 Сеть с изолированной нейтралью: а) – схема протекания ёмкостных токов в сети при замыкании фазы на землю, б) – векторная диаграмма напряжений и токов при замыкании фазы «А» на землю.

При неметаллическом замыкании на землю в месте замыкания возникает перемежающая дуга, сопровождающаяся повторными гашениями и зажиганиями. Между ёмкостью и индуктивностью сети в этом случае появляются свободные электрические колебания высокой частоты, вследствие чего в сети возникают перенапряжения. Амплитуда дуговых перенапряжений может достигать максимальных значений 3,2Uф на неповреждённых фазах.

Сеть с резонанснозаземлённой нейтралью (рис. 3.3). При небольших ёмкостных токах дуга в месте замыкания оказывается неустойчивой и быстро самопагасает. Предельные значения ёмкостного тока замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью, при которых ещё обеспечивается самопагасание дуги в месте повреждения или величины которого не являются опасными по напряжению прикосновения к опорам при длительном протекании тока установлены опытом эксплуатации. Для сети 6кВ предельное значение ёмкостного тока составляет 30 А, для сети 10 кВ – 10 А.

В мощных энергосистемах, когда ёмкостный ток превышает указанные значения дуга может гореть длительное время, вызывая перенапряжения и повреждения изоляции. Кроме того, однофазное замыкание при длительном горении может перейти в междуфазное. Указанные последствия длительного горения дуги могут быть устранены включением в нейтраль трансформатора индуктивности L.

                              а)                                                               б)

Рис. 3.3 Сеть с резонанснозаземлённой нейтралью. а – схема протекания токов в сети при замыкании одной фазы на землю, б – векторная диаграмма токов в месте замыкания.

Сопротивление катушки подбирают таким образом, чтобы индуктивный ток IL, проходящий через катушку, был по величине равен суммарному ёмкостному току 3IC, проходящему через фазовые ёмкости сети. В этом случае ток в месте замыкания фазы на землю, представляющий собой геометрическую сумму этих двух токов, будет равен нулю и, следовательно, возникшая дуга будет гаснуть:

.                                                                         (3.5)

Однако через место замыкания протекает остаточный ток, состоящий из активной и реактивной составляющих. Первая из них обязана своим существованием активному сопротивлению катушки сети, а вторая – неточной настройке катушки. Этот остаточный ток мал по величине и находится в фазе или же составляет небольшой угол по отношению к напряжению на нейтрали U0.

Резонансная настройка индуктивности составляет практически сложную задачу, поэтому сети работают, обычно, в режиме перекомпенсации.

Сеть с эффективно заземлённой нейтралью. Чтобы повышение напряжения по отношению к земле на неповреждённых фазах в сети с глухозаземлённой нейтралью в установившемся режиме не превышало 0,8Uлин (линейного напряжения), величина тока однофазного замыкания в любой точке сети должна быть не менее 60% тока трёхфазного короткого замыкания в той же точке (Х0=3Х1). Такой ток замыкания на землю обеспечивается заземлением необходимого количества нейтралей трансформаторов и автотрансформаторов электрической сети данного напряжения, а сеть, работающая при таких условиях, называется сетью с эффективным заземлением нейтрали. В переходных режимах в системах с эффективно заземлённой нейтралью кратность внутренних перенапряжений по оценкам исследований не превышает 2,5.

Чем больше число заземлённых нейтралей, тем меньше величина внутренних перенапряжений. Поэтому в сетях напряжением 330 кВ и выше применяют глухое заземление всех трансформаторов.

Рис. 3.4 Сеть с заземлением нейтрали через резистор.

Заземление всех или очень большого количества нейтралей трансформаторов приводит к значительному увеличению тока однофазного короткого замыкания, чего следует избегать в тех случаях, когда это возможно (например, в сетях 110 кВ). Поэтому в сетях 110 кВ заземляют такое количество нейтралей, которое обеспечивает упомянутую эффективность заземления. В первую очередь заземляют нейтрали всех или части трансформаторов на узловых подстанциях, а затем уже нейтрали трансформаторов в других точках сети.

Сеть с заземлением нейтрали через резистор (рис. 3.4). Опыт эксплуатации показывает, что уменьшить величину дуговых перенапряжений и число замыканий на землю без значительного искусственного увеличения тока замыкания на землю, сохранив тем самым возможность работы сети без автоматического отключения однофазных повреждений, можно за счёт включения в нейтраль сети высокоомного резистора.

Высокоомный резистор в нейтрали системы обеспечивает стекание заряда нулевой последовательности за время Т между двумя замыканиями, составляющее полупериод промышленной частоты.

Имея выражение для постоянной времени:

 T=RN3C ,                                                                                         (3.6)

и полагая практически полное стекание заряда за время t=0,01 сек, получаем выражение для сопротивления . Резистор, выбранный из этого условия, создаёт в месте повреждения активную составляющую тока, равную ёмкостной. Действительно, ёмкостной ток замыкания равен: Ic=3ωCUф, а ток резистора IRN=Uф/RN. Из условия IC=IRN получаем выражение:

 

.                                                                                       (3.7)

При чисто ёмкостной цепи замыкания на землю резистор, выбранный таким образом, увеличивает ток замыкания в  раз.

Важной особенностью применения высокоомного резистивного заземления нейтрали является то, что при снижении ёмкости сети постоянная времени стекания заряда нулевой последовательности через выбранный резистор уменьшится, и, следовательно, стекание заряда будет происходить ещё быстрее.

3.        Защитное заземление.

В качестве электродов заземлителя используются как вертикальные стержни различной формы сечения (уголок, труба и др.), так и горизонтальные полосы, которые могут иметь большую длину. Наиболее просто рассчитывается сопротивление заземлителя полушаровой формы. Предположим, что такой заземлитель присоединён к корпусу электрооборудования, и отводит в землю ток частотой 50 Гц в случае пробоя изоляции (рис. 3.5).

Рис. 3.5 К расчёту сопротивления полушарового электрода.

Сопротивление элементарного слоя земли между эквипотенциальными поверхностями (полусферами) с радиусами r и r+dr в грунте с удельным сопротивлением ρ            и всё сопротивление растекания тока с заземлителя-полушара радиусом r0составит:

                                                              (3.8)

Потенциал точек земли на расстоянии r от центра заземлителя

,                                                                             (3. 9)

где I – ток замыкания на землю установки, стекающий с заземлителя при нарушении изоляции.

Если во время протекания тока I человек касается корпуса электрооборудования, то к нему оказывается приложенным напряжение, равное разности потенциалов корпуса U0 и земли в месте расположения ног человека Ur, называемое напряжением прикосновения Uпр= U0Ur

Напряжение на теле человека с сопротивлением RT:

,                                                  (3.10)

где Ucт — падение напряжение в сопротивлении растекания с двух ступней человека в землю Rст/2.

Человек, идущий к трансформатору, оказывается под шаговым напряжением Uш , которое зависит от длины шага и расстояния человека до заземлителя. Во всех случаях напряжение на теле человека UТ при шаге будет меньше, чем при прикосновении, так как всегда , а относительное сопротивление пути тока через человека при шаге меньше, чем при прикосновении.

Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала заземляющее устройство электрической установки следует проектировать таким образом, чтобы напряжение на теле человека от Uпри Uш в любых условиях не превосходило допустимых или безопасных для человека значений. Достигнуть этого можно снижением сопротивления заземлителя, выравниванием кривой распределения потенциала заземлителя по поверхности земли вблизи заземлённых объектов, а также увеличением удельного сопротивления верхнего слоя земли, например, путём подсыпки гравия или путём использования изолирующих площадок и бот.

Снижение сопротивления заземлителя достигается прокладкой  в земле горизонтальных и вертикальных проводников. Сопротивление заземляющего устройства при этом не должно превосходить определённого нормируемого значения.

В целях выравнивания электрических потенциалов между электрооборудованием и землёй и для обеспечения присоединения этого оборудования к заземлителю на глубине 0,5-0,7 метров от поверхности земли на территории, занятой оборудованием, прокладывают продольные и поперечные проводники, называемые горизонтальными заземлителями, и соединяют их между собой в заземляющую сетку.

С целью экономии металла и более равномерного распределения потенциалов расстояния между поперечными заземлителями принимают увеличивающимися от периферии к центру.

В качестве вертикальных электродов используются стальные трубы, угловая и круглая сталь длиной 2-10 м. Наименьшие поперечные размеры электродов диктуются необходимостью надёжной работы заземлителя при коррозии и могут быть увеличены из условий достаточной механической прочности при погружении их в грунт.

Горизонтальные полосовые заземлители в виде лучей или контуров используются как самостоятельные заземлители, либо как элементы сложного заземлителя из горизонтальных и вертикальных электродов. Толщина элементов для вертикальных и горизонтальных заземлителей принимается не менее 4 мм2.

При увеличении урбанизации, дефицита земли в городах, а так же для уменьшения монтажных работ в последнее время используются глубинные заземлители: от одного до десяти вертикальных заземлителей, забиваемых на глубину до 50 м. Такие глубинные заземлители, как правило, выполняют в виде составного стального стержня, покрытого медью.

Для расчёта сопротивления заземлителя одним из параметров, необходимых для расчёта являются свойства грунта.

4. Грунт, его структура и электропроводность.

Земля, в которой происходит растекание тока с заземлителя, является средой весьма сложной и неоднородной по составу, структуре, так и по глубине. Основными составными частями земли являются твёрдые частицы неорганического и органического происхождения и вода. Электропроводность твёрдой основы грунта минерального происхождения в сухом состоянии ничтожна. Химически чистая вода также обладает весьма высоким удельным сопротивлением. Однако содержащиеся в грунте различные соли и кислоты при наличии влаги, являющейся хорошим растворителем, создают электролиты, которые и определяют электропроводность земли. Таким образом, удельное сопротивление грунта зависит от его химического состава и влажности.

Влажность грунта зависит не только от количества осадков и близости грунтовых вод, но и от структуры грунта. Отдельные частицы грунта окружены гигроскопической водой, адсорбированной частицами грунта из водяных паров воздуха. Эта вода обволакивает частицы слоем различной толщины, в зависимости от их размеров, находится под молекулярным притяжением и может перемещаться только при переходе в парообразное состояние.

Поверх гигроскопической воды образуется относительно тонкий слой плёночной воды, удерживаемой в грунте также силами молекулярного притяжения. Эти силы меньше, чем для гигроскопической воды, но значительно больше силы тяжести частиц плёночной воды. Эта вода может передвигаться очень медленно только под влиянием молекулярных сил, переходя от частиц с более толстой водяной плёнкой к частицам с более тонкой.

Максимальное количество воды, удерживаемое грунтом в виде гигроскопической и плёночной воды, увеличивается с уменьшением размера частиц и возрастанием сил поверхностного притяжения. Осадки, просачиваясь в грунт, частично удерживаются как плёночная вода, либо, при насыщении грунта водой, просачиваются к грунтовым водам.

Наиболее часто встречающиеся грунты – песчаный, глинистый и перегнойный – сильно отличаются между собой по структуре и составу. Песок и глина являются продуктом разрушения и выветривания горных пород, перегнойный грунт в основном органического происхождения.

Увлажнение песка, бедного электролитами, увеличивает его проводимость за счёт воды, проводимость которой значительно больше, чем у твёрдой основы грунта. Увлажнение глины и перегноя, богатых электролитами, ведёт к возрастанию их проводимости не только за счёт проводимости воды, но и из-за увеличения диссоциации раствора электролита.

Значения удельных сопротивлений различных грунтов могут быть названы лишь очень приближённо, так как сильно зависят не только от вида грунта, но и от его влажности и атмосферных условий (табл.3.1).

                                                                                                Таблица 3.1

Грунт

Удельное сопротивление ρ, Ом м

Грунт

Удельное сопротивление ρ, Ом м

Песок

>400

Торф

20-80

Супесок

300-500

Гранит

103-106

Суглинок

100-200

Известняк

102-103

Глина

60-80

Мрамор

103-108

Чернозём

50-200

Речная вода

10-30

Наиболее высокими удельными сопротивлениями отличаются скальные породы, которыми так богат грунт в нашей местности. На величину удельного сопротивления скальных пород решающее влияние оказывают такие факторы как трещиноватость и выветрелость.

В общем случае грунт, в котором располагаются заземлители, является неоднородным по глубине вследствие своего геологического строения, залегания вод и пр. Кроме того, в течение года в связи с изменением атмосферных условий меняются температуры земли, содержание и физическое состояние влаги в земле, насыщенность её различных слоёв. Поэтому удельное сопротивление земли на глубине до нескольких метров от поверхности земли, в так называемом слое сезонных изменений сильно колеблется, увеличиваясь из-за высыхания к концу лета и из-за промерзания зимой. Возможность высушивания грунта, при расчёте удельного сопротивления земли, учитывается коэффициентом сезонности:  

                                   ,                                                 (3.11)

где ψ – коэффициент сезонности, равный 1,4-1,8 для горизонтальных заземлителей, уложенных на глубине 0,5 м и 1,2-1,4 для вертикальных заземлителей длиной до 3 м. Причём, если во время измерения земля сухая (мёрзлая), то принимается меньшее значение, а если почва влажная – большая величина.

Проектирование заземляющих устройств должно вестись с учётом неоднородности грунта. На основании результатов непосредственных измерений по методу вертикального электрического зондирования определяется удельное сопротивление различных слоёв грунта по глубине.

5.        Заземление грозозащиты

Заземлители молниеотводов служат для отвода тока молнии в землю. Массовое устройство заземлителей (например, на воздушных ЛЭП с тросами) ставит задачу выбора наиболее экономичных заземлителей, обеспечивающих малое сопротивление растеканию тока при минимуме затраты металла.

Рис. 3.6 Характер процессов в грунте при прохождении через заземлитель импульсного тока

Основным назначением заземления грозозащиты является эффективное отведение тока молнии. Сопротивление заземлителя при протекании импульсного тока Rи отличается от сопротивления переменного тока , они связаны соотношением:

,                                                                                      (3. 12)

где α – коэффициент импульса заземлителя.

Особенностями тока молнии являются его большая амплитуда и кратковременность. Обе эти особенности оказывают влияние на величину коэффициента импульса. При стекании с заземлителя тока плотностью δ в грунте возникает электрическое поле напряжённостью Еи= δρи, где ρи– удельное сопротивление грунта при стекании импульсного тока. С увеличением δ возрастает и напряжённость поля. Установлено, что с ростом напряжённости поля удельное сопротивление грунтов плавно падает. Этот эффект связан с явлением нелинейной проводимости, свойственным всем полупроводникам. При дальнейшем возрастании плотности стекающего с заземлителя тока напряжённость электрического поля вблизи заземлителя достигает пробивной напряжённости грунта 10-12 кВ/см.

Искрообразование приводит к резкому снижению падения напряжения вблизи заземлителя, что эквивалентно резкому падению ρи. . В расчётах заземлителей обычно пренебрегают падением напряжения в искровом разряде. Однако в искровой зоне градиенты достигают 1,2-1,4 кВ/см.

При дальнейшем повышении напряжения и с течением времени искровой разряд переходит в дуговой с очень малыми градиентами в дуговой зоне. Так как ток молнии достаточно велик, то около заземлителя возникают все возможные зоны: полупроводниковая, искровая, дуговая.

Чем меньше линейные размеры заземлителя, тем при заданном токе больше плотность стекающего тока δ. Поэтому коэффициент импульса α снижается с уменьшением размера сосредоточенного заземлителя. Коэффициент импульса снижается также при возрастании тока. Однако, очевидно, что напряжение на заземлителе U=IRи всё же растёт с ростом ρ, I, хотя кривая этого роста резко нелинейна.

Падение ρ вследствие искрообразования в грунте эквивалентно увеличению размеров заземлителя. Соответственно происходит как бы относительное сближение индивидуальных заземлителей в составной конструкции и снижения её коэффициента использования. Тогда, сопротивление составного заземлителя:

,                                                                  (3.13)

где ηи – коэффициент использования заземлителя в импульсном режиме.

Импульсное искрообразование в грунте происходит с довольно большим запаздыванием. Вследствие этого импульсные коэффициенты заземлителей оказываются зависимыми от времени.

Импульсный характер воздействия напряжения приводит к необходимости подразделять заземлители на сосредоточенные и протяжённые. К первым принадлежат заземлители, протяжённость которых достаточно мала, чтобы можно было считать потенциалы во всех точках заземлителя одинаковыми. Протяжёнными называются заземлители, вдоль которых необходимо учитывать волновой процесс распространения напряжения и тока. Обычно это заземлители горизонтального типа. Каждый из лучей такого заземлителя может быть представлен цепочечной схемой замещения длинной линии с удельными индуктивностью L0 и нелинейной проводимостью g0 (рис. 3.7). В первые моменты приложения импульсной волны напряжение на дальних участках заземлителя мало. В эти моменты времени отвод тока с заземлителя осуществляется только на начальных его участках. Затем напряжение вдоль заземлителя выравнивается и весь заземлитель используется для отвода тока молнии. Использование луча заземлителя в заданный момент времени может быть охарактеризовано отношением Ul/U0 , где Ul  и U0 – напряжение в конце и начале луча. Чем ближе Ul/U0 к единице, тем лучше использование заземлителя. Чем меньше Ul/U0 , тем протяжённее заземлитель.

Рис. 3.7 Цепочечная схема замещения протяжённого заземлителя

Так как соотношение Ul/U0 всегда растёт с уменьшением длины луча заземлителя, то с точки зрения экономии металла выгоднее заземлитель выполнять трёх и четырёхлучевым. При дальнейшем увеличении числа лучей снижается коэффициент использования заземлителя вследствие взаимного экранирования лучей, кроме того, осложняются земляные и монтажные работы. Длина лучей в заземлителе выбирается по условиям обеспечения необходимого Rи.

Как и сосредоточенные заземлители, протяжённые заземлители характеризуется импульсным коэффициентом использования α, который по-прежнему падает с увеличением тока и удельного сопротивления почвы. Однако вследствие резкого спада напряжения вдоль протяжённого заземлителя большой длины коэффициент α может оказаться больше единицы. Такое недоиспользование длины является характерной особенностью протяжённого заземлителя.

6. Расчёт заземлителей.

Расчёт заземляющего устройства носит поверочный характер в том случае, когда схема заземления задана, либо носит чисто расчётный характер по заданной величине нормированного сопротивления создаётся его схема. Во всех случаях при расчёте необходимой величиной является удельное сопротивление грунта, причём наиболее желательными являются результаты непосредственных измерений. Величины удельных сопротивлений подвержены сезонным изменениям, причём наибольшее влияние оказывают влажность, температура, степень промерзания, наличие солей.

Чем глубже расположен заземлитель, тем стабильнее оказывается сопротивление грунта и лучше условия для растекания тока. Чтобы исключить вероятность повышения удельного сопротивления, в расчётах используется удельное сопротивление, полученное непосредственным измерением ρизмна данном участке, умноженное на коэффициент сезонности ψ , учитывающий возможность высыхания и замерзания грунта: ρрасчизм ψ.

При конструировании заземляющих устройств, как правило, используются стандартные элементы: трубы, уголковая и полосовая сталь. Для всех этих элементов выведены расчётные формулы сопротивления растеканию тока промышленной частоты, учитывающие линейные размеры элементов и глубину их заложения. Следует оговориться, что при расчёте заземляющих устройств могут использоваться различные расчётные формулы, полученные разными исследователями. В данной работе приведён один из возможных вариантов  расчёта заземляющего устройства, который нисколько не умаляет правильность других методов.

Для всех элементов выведены расчётные формулы сопротивления растеканию тока промышленной частоты, учитывающие линейные размеры элементов и глубину их заложения, которые указаны в таблице 3.2.

Требования, предъявляемые к заземляющему устройству в отношении величины сопротивления, в большинстве случаев не могут быть удовлетворены одиночным заземлителем.

Практически для получения приемлемых величин сопротивления создают сложный заземлитель, состоящий из n параллельно соединённых одиночных заземлителей. Можно было бы предположить, что общее сопротивление такого сложного заземлителя будет в n раз меньше сопротивления каждого элемента.

На самом деле, при использовании сложного заземлителя поля растекания токов с отдельных электродов перекрывают друг друга и сопротивление всего заземлителя оказывается больше предполагаемого. Увеличение сопротивления сложных заземлителей учитывается коэффициентом использования η.

Значения коэффициентов использования зависят от конструктивного выполнения сложного заземлителя и для горизонтальных и вертикальных заземлителей приведены в таблицах 3.3, 3.4.

Расчётная формула для сложного заземлителя из полосовых однотипных заземлителей с учётом взаимного экранирования имеет вид:

 .                                                                                        (3.14)

                                                                                             

Для сложного заземлителя, состоящего из n вертикальных электродов и объединяющих их горизонтальных:

,                                                                 (3.15)

где — принимается для конкретной схемы всего заземлителя.

Не менее важным следствием использования сложных заземлителей, кроме снижения общего сопротивления, является повышение потенциала на участках между электродами. Общее выравнивание потенциала значительно снижает шаговое напряжение и напряжение прикосновения в зоне наиболее вероятного нахождения обслуживающего персонала.

Как видно из рис. 8, вокруг сложного заземлителя происходит своеобразное распределение потенциалов: между параллельно соединёнными одиночными заземлителями потенциалы во всех точках земли выше, чем они были бы для каждого заземлителя в отдельности, и величины этих потенциалов нигде не опускаются до нуля.

Рис. 3.8 Характер потенциальной кривой для сложного заземлителя.

Такое свойство сложного заземлителя: повышать потенциал земли при сближении параллельно соединённых одиночных заземлителей, даёт возможность удерживать напряжение прикосновения и шага в защищаемой зоне на безопасном уровне. Это свойство используется в контурном заземлении, представляющем собой замкнутый контур, охватывающий участок, на котором находятся заземлённые части установок. При контурном заземлении заземлители располагаются по периметру защищаемой территории, а при большой ширине её – закладывают так же внутри неё.

Таблица 3.2

Схема заземлителя

Расчётная формула

Примечание

1

Горизонтально проложенная в земле полоса

2

Вертикальный электрод в виде трубы, стержня или уголка

3

Вертикальный электрод в виде трубы, стержня или уголка, верхний конец которого погружен в землю

4

Кольцо

Таким образом, расчёт сопротивления заземления с учётом импульсных свойств рекомендуется производить в следующей последовательности:

1. принимается конкретная схема соединения элементов заземления;

2. по известной величине удельного сопротивления грунта (обычно измеряется на месте) находят его расчётную величину умножением на коэффициент сезонности;

3. определяют сопротивление заземления для каждого типа электродов, применительно к стационарному режиму;

4. по принятой величине импульсного тока находят ток, стекающий с каждой ветви, учитывая, что ток распределяется обратно пропорционально сопротивлениям заземлителей;

5. по найденной величине тока в каждом заземлителе и расчётной величине удельного сопротивления грунта находят коэффициент импульса и импульсную величину сопротивления растеканию;

6. находят импульсное сопротивление сложной системы, вводя в расчёт импульсное сопротивление заземлителей и коэффициент использования для заданной схемы.

Информация в лекции «Консультирование по потребностно-мотивационным проблемам» поможет Вам.

Вопросы для самопроверки.

1.      Сформулировать назначение заземления.

2. Перечислить способы заземления нейтрали. Определить их применение в различных системах электроснабжения.

3. Для чего используется защитное заземление?

4. Что такое заземление для грозозащиты? Какие особенности существуют в его работе?

5. Привести порядок расчёта заземляющего устройства для грозозащиты.

185. Защитное заземление. Назначение, принцип действия и область применения.

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, т.е. при замыкании на корпус.

Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус. Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования, а также выравниванием потенциалов за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по назначению к потенциалу заземленного оборудования.

Область применения защитного заземления – трехфазные трехпроводные сети напряжением до 1000В с изолированной нейтралью и выше 1000В с любым режимом нейтрали.

 

 

Рис.1 Принципиальные схемы защитного заземления:

а – в сети с изолированной нейтралью до 1000В и выше

б – в сети с заземленной нейтралью выше 1000В

1 – заземленное оборудование;

2 – заземлитель защитного заземления

3 – заземлитель рабочего заземления

rв и rо – сопротивления соответственно защитного и рабочего заземлений

Iв – ток замыкания на землю

 

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя – металлических проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. Различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.

Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлитель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки.

Данный тип заземляющего устройства применяют лишь при малых значениях тока замыкания на землю и, в частности, в установках напряжением до 1000В, где потенциал заземлителя не превышает допустимого напряжения прикосновения. Преимуществом такого типа заземляющего устройства является возможность выбора места размещения электродов с наименьшим сопротивлением грунта.

Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что его одиночные заземлители размещают по контуру площадки, на которой находится заземляемое оборудование, или распределяют по всей площадке по возможности равномерно.

Безопасность при контурном заземлителе обеспечивается выравниванием потенциала на защищаемой территории путем соответствующего размещения одиночных заземлителей.

Внутри помещений выравнивание потенциала происходит естественным путем через металлические конструкции, трубопроводу, кабели и подобные им проводящие предметы, связанные с разветвленной сетью заземления.

Защитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие части оборудования, которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением и к которым возможно прикосновение людей. При этом в помещениях  с повышенной опасностью и особо опасных по условиям поражения током, а также в наружных установках заземление является обязательным при номинальном напряжении электроустановки выше 42В переменного и выше 110В постоянного тока, а в помещениях без повышенной опасности – при напряжении 380В и выше переменного и 440В и выше постоянного тока. Лишь во взрывоопасных помещениях заземление выполняется независимо от назначения установки.

Различают заземлители искусственные, предназначенные исключительно для целей заземления, и естественные – находящиеся в земле металлические предметы для иных целей.

Для искусственных заземлителей применяют вертикальные и горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов используют стальные трубы диаметром 3…5см и стальные уголки размером от 40*60 до 60*60мм и длиной 2,5…,м.

В качестве естественных заземлителей можно использовать: проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией для защиты от коррозии. Естественные заземлители обладают, как правило, малым сопротивлением растеканию тока, и поэтому использование их для целей заземления дает большую экономую. Недостатками естественных заземлителей является доступность их неэлектротехническому персоналу и возможность нарушения непрерывности соединения протяженных заземлителей.

В начало

Заземление электроустановок и оборудования — правила и требования

Заземление – соединение корпуса электроустановки с заземляющим контуром, с целью предотвращения поражения током работающих и находящихся в непосредственной близости людей. Является обязательным элементом комплекса мер по обеспечению безопасности. Существуют различные виды электроустановок, и каждый требует особого подхода к организации заземления, поэтому важно уделить внимание технической стороне вопроса. 

Классификация заземляющих устройств

Система заземления электроустановок – комплекс, состоящий из заземляющего контура и проводников, соединяющих его с корпусами оборудования для обеспечения стекания в землю  избыточного тока, появившегося в результате попадания фазы на корпус. Действующая в России  классификация устройств заземления (далее УЗ) подразумевает градацию по следующим признакам:

  • Виду нейтрали. По наличию соединения с заземляющим устройством:
    • заземленная;
    • изолированная.
  • Способу прокладывания от понижающей подстанции до электроустановки.
  • Способ подключения нагрузки к нейтрали.

Организация системы заземления регулируется правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Документ регламентирует порядок и признаки классификации заземляющих систем. Для обозначения маркировки используются буквы английского алфавита:

T – заземление;

N – нейтраль;

I – изолированное;

C – общая;

S – раздельная.

Такой вид маркировки позволяет определить используемый способ защиты генератора тока и предпочтительные схемы заземления электроустановок на стороне потребителя.

При монтаже линий электроснабжения общепринятыми для России считаются три системы заземления:

  • TN-C – обозначает, что нулевой рабочий и защитный проводники объединены в общую шину на всем протяжении трассы.
  • TN-S – нулевой рабочий и защитный проводники прокладываются раздельно.
  • TN-C-S – нулевой рабочий и защитный проводники на части трассы объединены, а на остальной прокладываются раздельно.

Реже встречаются следующие системы:

  • TT – нулевой рабочий и защитный проводники заземляются раздельно. Чаще всего этот способ используют в случае неудовлетворительного состояния питающей воздушной ЛЭП или для предотвращения поражения людей через токопроводящие поверхности временных сооружений.
  • IT – в этой схеме нейтраль изолируется от земли или заземляется через специальное оборудование. Такой вариант чаще всего используют, если необходимо обеспечить высокий уровень защиты оборудования. Поскольку при таком варианте подключения риск искрообразования минимален.


Технические требования к организации заземления электроустановок

УЗ используют для защиты людей и оборудования от разрушительного действия электрического тока. Безопасность обеспечивается путем соединения защищаемых корпусов электроустановок с землей. Работы по организации заземляющих сетей регламентируются положениями ГОСТ 12.1.030-81, согласно которым  защитное заземление электроустановки следует выполнять при следующих параметрах:

  • при значениях номинального напряжения 380 B и более переменного тока и более 440 B и более постоянного тока – при любых значениях;
  • при значениях номинального напряжения 42-380 B переменного тока 110-440 B. Для работ связанных с повышенной опасностью.

Правильно организованная система заземления электроустановок способна нейтрализовать избыточный потенциал любой мощности и защитить людей, оборудование и здания от воздействия электрического тока будь то скачки, вызванные включением или отключением силового оборудования или грозовое воздействие.

Принцип работы основан на разнице сопротивлений человеческого тела и УЗ. Избыточный потенциал отводится в направлении меньшего показателя, т. е. в сторону защитного контура.

Выбор естественных заземлителей

Согласно правилам устройства электроустановок, их корпуса должны быть подключены к искусственным или естественным заземлителям. В качестве естественных используют следующие металлические объекты:

  • каркасы подземных металлоконструкций, имеющие непосредственный контакт с грунтом;
  • защитные кожухи кабелей, проложенных под землей;
  • металлические трубы, за исключением газо- и нефтепроводов;
  • железнодорожные рельсы.

Контакт объекта с естественным заземлителем должен осуществляться минимум в двух местах. Преимущества этого метода в простоте, эффективности и сокращении затрат на организацию системы электробезопасности.

Нельзя выбирать в качестве естественных заземлителей следующие объекты:

  • трубопроводы горючих и взрывчатых газов и жидкостей;
  • трубы, покрытые антикоррозийной изоляцией;
  • канализационные трубопроводы;
  • трубы централизованного отопления.

Сопротивление стеканию тока

Заземление работает по следующему принципу: ток, стекающий в землю через место замыкания, проходит вначале на корпус электроустановки и с него через УЗ в грунт. Очевидно, что при организации сетей заземления до 1000 Вольт, важно создать цепочку, обеспечивающую стекание избыточного заряда в землю.

Значения сопротивления заземления для сетей различного назначения:

Назначение сети

Максимальное значение сопротивления, Ом

Частные дома 220, 380 Вольт

30

Промышленное оборудование

4

Источник тока при напряжении 660, 380 и 220 Вольт

2, 4, 8

Частный дом при подключении газопровода

10

Устройства защиты линий связи

2 (реже 4)

Телекоммуникационное оборудование

2 или 4

Чтобы получить показатели сопротивления, установленные нормативами, следует придерживаться типовых процедур:

  • Увеличить площадь соприкосновения деталей заземляющего устройства с грунтом.
  • Обеспечить качественный контакт между элементами устройства и соединительными шинами.
  • Усилить проводимости почвы увлажнением или повышением ее солености.

Для контроля за соответствием сопротивления предписанным нормам следует проверять его уровень не реже одного раза в шесть лет.

Работа УЗ при нарушении защитной изоляции электрооборудования

Нарушение целостности защитной изоляции нередко приводит к замыканию фазы на корпус. Дальнейшее развитие событий зависит от качества системы электробезопасности. Возможны следующие варианты:

  1. Заземление отсутствует, устройство защитного отключения не установлено. Самая неблагоприятная ситуация. При прикосновении к корпусу ощущается сильный удар.
  2. Корпус подключен к системе заземления, УЗО отсутствует. Если ток утечки будет велик, сработает автомат и отключит питающую линию или цепочку. Этот вариант может привести к накоплению избыточного потенциала на корпусе, если сопротивление переходов и номинал предохранителей будут велики. Такая ситуация опасна для людей.
  3. Заземление отсутствует, устройство защитного отключения установлено. Ток утечки вызовет срабатывание УЗО и человек успеет ощутить только слабый удар током.
  4. Корпус подключен к заземлению, УЗО установлено – наиболее надежный вариант, обеспечивающий защиту людей и техники благодаря тому, что защитные устройства дополняют и отчасти дублируют друг друга. При замыкании фазы на корпус, избыточный потенциал стекает через систему заземления. Одновременно устройство защитного отключения реагирует на утечку и отключает подачу тока, исключая возможность поражения током людей. Если ток утечки значительно превышает возможности УЗО, может сработать автомат и продублировать его функцию.

Заземление цехового оборудования

Согласно правилам устройства электроустановок до 1000 Вольт, их классифицируют по виду заземляемых устройств:

  • Для типового станочного оборудования.
  • Для электродвигателей и сварочных аппаратов.
  • Для передвижных установок и эксплуатируемых электроприборов.

Заземление типового станочного оборудования

Для заземления цехового оборудования используют контур системы уравнивания потенциалов (далее СУП).

Система уравнивания потенциалов  – это элемент устройства заземления, представляющий из себя контур из проводящих элементов для подключения корпусов оборудования с целью достижения равенства потенциалов.

 Важно уделить внимание  следующим техническим вопросам: 

  • Определить расположение контура СУП в рабочей зоне.
  • Рассчитать толщину шины, используемой для соединения корпуса станка с УЗ.
  • Определить место наложения стационарного заземления.
  • Выяснить какие устройства используются для защиты опасных частей оборудования.

Контроль этих вопросов – обязанность цехового электрика, владеющего информацией о структуре и расположении элементов системы заземления и порядке подсоединения к ней корпусов станков, в том числе предписанном конструкцией станка расположении точки подключения заземляющей шины.

Заземление электродвигателей

Согласно нормам, заземление электродвигателей также является обязательным, кроме случаев, когда оборудование устанавливается на металлический пьедестал, имеющий контакт с грунтом. В остальных случаях необходимо соединить корпус с системой заземления при помощи медной жилы. Правилами указывается, что контакт с заземлением должно быть прямым у каждого электродвигателя и последовательное подключение нескольких устройств через заземляющую цепочку недопустим, поскольку обрыв линии приводит к потере контакта сразу всех электродвигателей.

Для грамотного подключения заземления необходимо предусмотреть на подводящем силовом кабеле 380 Вольт дополнительную шину, одним концом подключенную клемме заземления в распредкоробке двигателя, а вторым – к корпусу силового шкафа. При этом важно соблюсти последовательность подключения и соединить с системой заземления вначале электрический щиток. Важно также обеспечить соответствие диаметра сечения проводников установленным нормам.


Заземление сварочных аппаратов

Правила устройства электроустановок регламентируют также порядок заземления сварочных аппаратов. Заземление корпусов оборудования в данном случае является обязательным. Кроме корпуса заземляться должна и трансформаторная вторичная обмотка через один из выводов. Другой используется для подключения держателя электродов.

Возле заземляемого вывода на корпусе расположен соответствующий знак и приспособление для фиксации шины, соединяющей его с защитным контуром. Переходное сопротивление защитного контура или устройства не должно быть выше 10 Ом.

Для повышения электропроводимости системы заземления следует увеличить контактную площадь соединений, в том числе площадь соприкосновения с землей. Подключение к ЗУ должно быть индивидуальным у каждого сварочного аппарата и не должно осуществляться через заземляющую цепочку, поскольку в случае обрыва контакт с УЗ будет потерян сразу всеми аппаратами.


Защита передвижных установок

Особое внимание стоит уделить заземлению передвижных установок. Для защиты передвижных установок используют заземлители для передвижных установок  ГОСТ 16556-02016. Поскольку особенности их эксплуатации затрудняют выполнение требований по обеспечению показателей переходного сопротивления, поэтому правилами устройства электроустановок допускается повышение показателя до 25Ом. Это относится только к установкам, снабженным автономным питанием и имеющим изолированную нейтраль.

Этот вид УЗ может применяется для установок с пониженным искрообразованием, не являющихся источниками питания для иного оборудования, а также для передвижных агрегатов, имеющих собственные заземлители, не задействованные в данный момент.

Передвижные установки, оснащенные автономным питанием, требуют регулярного освидетельствования на наличие повреждений защитной оболочки, поскольку имеют изолированную нейтраль и повышенный риск образования трущихся сочленений.

Защита электроприборов

При работе с электроприборами разных типов можно ориентироваться на стандартные правила обеспечения безопасности:

  • Защитить открытые токоведущие части.
  • Нарастить защитную изоляцию.
  • Использовать специальные приспособления для ограничения доступа к корпусам оборудования.
  • Если позволяет конструкция, можно как меру использовать понижение напряжения.

 Во избежание пробоев изоляции и попадания фазы на корпус электроприбора эффективными являются традиционные методы:

  • Наличие системы заземления.
  • Система уравнивания потенциалов.
  • Усиление изоляции токоведущих частей.
  • В некоторых случаях как меру безопасности при работе с электрооборудованием можно использовать ограничение доступа в помещения, представляющие потенциальную опасность за счет повышенной влажности, запыленности и т.п.

Важно учесть, если помимо заземления используются другие методы защиты людей – они не должны быть взаимоисключающими и снижать эффективность друг друга.

Задействовать естественные заземлители для обеспечения защиты возможно только при отсутствии вероятности повреждения подземных конструкций, в случае протекания по ним аварийного тока.

Защита с помощью заземления и зануления

Для обеспечения электробезопасности людей нередко используют комбинированный метод заземления и зануления электрооборудования. Зануление обеспечивается соединением защитных корпусов с нейтралью подводящей силовой линии. Это позволяет преобразовать сетевое напряжение, попавшее на корпус установки, в однофазное короткое замыкание. И заземление и зануление выполняют защитную функцию, но разными методами.

При заземлении для обеспечения снижения избыточного потенциала используется дополнительное устройство. Для работы системы зануления достаточно соединить корпус электроустановки с нейтралью питающей сети.

При работе в потенциально опасных помещениях использование одного из описанных методов является обязательным. Ответственные сотрудники должны четко понимать отличие одного способа защиты от другого и знать каким должен быть контур заземления у каждого вида оборудования.

Контроль состояния защитных устройств

Правила устройства электроустановок предписывают проводить периодическую проверку работоспособности системы заземления. Она позволяет установить соответствие параметров сопротивления стеканию тока заземляющих контуров нормативным. Проверка происходит с использованием специальных измерительных приборов, подключаемых к заземляющим устройствам по определенным схемам.

Правилами также регламентируется периодичность проведения проверки. Она зависит от класса обследования, конструкции заземляющих устройств, типа и мощности используемого оборудования. Визуальный осмотр состояния системы заземления должен проводиться каждые полгода. Проверки, сопровождаемые вскрытием грунта в местах, связанных с повышенным риском – раз в 12 лет или чаще.

Грамотный подход к организации системы заземления электроустановок, четкое понимание структуры и особенностей разных типов УЗ, а также своевременный контроль их состояния, в соответствии с действующими регламентами, обеспечит безопасность сотрудников предприятия, сохранность оборудования и зданий.

Назначение и устройство защитного контура заземления. Виды контура заземления

Заземляющее устройство необходимо для обеспечения безопасности в строениях с электроснабжением. Суть заземления состоит в снижении рабочего напряжения в сети до допустимого уровня, а в случае утечки, отвода опасного тока в землю. Это помогает избежать опасных электрических ударов и сохранить технику в рабочем состоянии.

Виды заземления

Существуют разные виды систем заземления, которые применяются в зависимости от особенностей линии электропередачи и параметров здания. Основными типами считаются: TN-S, TN-C, TN-C-S, TT. В частных домовладениях чаще всего используют системы TN-С-S или TT. Установка заземления данных типов реализуется проще других, но каждый из них имеет недостатки.

TN-С-S — совмещает нулевой и защитный проводники, но только на определенном участке. Важным критерием корректной работы является качество линии электропередачи, которая подводит электричество к дому. При аварийных ситуациях на линии может создаться опасная обстановка внутри строения.

TT — в данной системе необходимо присутствие устройства защитного отключения (УЗО), которое должно быть постоянно в рабочем состоянии. Помимо этого, потребуются приборы для уравнивания потенциалов, а также установка заземления в виде контура.

Из чего состоит система заземления?

Вне зависимости, какая система заземления будет использоваться в том или ином сооружении, ее составными частями являются:

  • заземляющие устройства, состоящие из заземлителей и проводников;
  • проводник нейтральный;
  • токопроводящие элементы открытого типа, представляющие собой корпус электротехники или оборудования.

Общая система заземления дома состоит из внешнего и внутреннего контура. Внешняя конструкция располагается вне здания и выполняет функцию нейтрализации излишнего напряжения путем его отвода в грунт. Она состоит из соединенных между собой металлических деталей, помещенных в землю на определенной глубине. В роли проводника выступает кабель определенного сечения, который связывает конструкцию из металла с электрощитом.

Внутренний контур — это шина с низким сопротивлением, размещенная внутри строения и соединяющая всю электротехнику. Также используют заземляющие проводники, посредством которых соединяют электроприборы с внутренним контуром или напрямую с заземлителем. 

Виды контуров заземления

Внешний контур заземления для частного дома может быть выполнен по различным схемам. Выбор обуславливается доступной площадью и масштабом здания. Применяют следующие схемы контуров: глубинный, линейный, кольцевой, треугольный.

Глубинный и линейный форматы применяют при ограниченной территории. Обычно это дача или небольшое загородное строение. Такая методика не требует масштабных земельных работ и большей площади участка.

Кольцевой контур прокладывают вокруг здания на глубине не менее 0,5 метра. Используют шину из металлического сплава. Нередко применяют изделия из нержавеющей стали, чтобы избежать дальнейшей коррозии. Такой подход позволяет равномерно распределить и поддерживать электропотенциал на одном уровне.

Треугольная схема является классическим способом и представляет собой соединенные электроды в виде геометрической фигуры, помещенной в грунт посредством металлических штырей. Чем больше площадь контура, тем ниже показатель сопротивления. Этот вариант потребует достаточно большого участка для монтажа.

Любая из представленных схем требует проведения периодического замера контура заземления. Со временем параметры сопротивления могут изменяться под воздействием различных факторов, что значительно ослабляет защиту. С целью выявления проблем используют специальные приборы: М-416, Ф4103-М1, ИСЗ-2016 и т. д. В случае обнаружения отклонений от существующих нормативов необходимо провести ремонт или заменить отдельные элементы заземляющей конструкции. 

Заземление в шахте: требования и особенности монтажа

Безопасность шахтеров, вне зависимости от возраста шахты и ее глубины, напрямую зависит от качества установки защитного заземления. Такая система должна регулярно контролироваться на предмет соответствия предъявляемым требованиям. В противном случае, последствия могут быть весьма плачевными для всего персонала, связанного с работой на объекте.

Основные сведения

Шахтное заземление представляет собой единую сеть, имеющую заземлители: главный и местные. К ней относятся различного вида электрические устройства, трубопроводы и тросы. Подобная система конструируется благодаря созданию беспрерывного электрического соединения между всеми металлическими элементами, присутствующими в шахте. Каждая машина, аппарат и любое другое устройство, работающее от электричества, снабжено специальной перемычкой. Такая обязательная составляющая изготавливается из меди или металла и имеет площадь сечения, варьирующуюся в пределах от 25 до 50 квадратных миллиметров. Помимо этого, к общей сети заземления должны присоединяться токоведущие рельсы шахтного электровоза, обеспечивающего вывоз добытого угля на поверхность.

Особенности установки заземлителей

В случае если шахта имеет несколько уровней (горизонтов), заземление необходимо производить таким образом, чтобы общая сеть каждого отдельного горизонта подсоединялась к главному заземлителю. Для осуществления подобной операции инструкцией предусмотрено использование силовых кабелей, облаченных в броню. Прокладываются такие токопроводящие элементы между каждым слоем горизонта. Если подобные кабели отсутствуют или нет возможности осуществить их прокладку, соединение сети с главным заземлителем производится путем использования специального проводника.

 

Установка основного заземлительного элемента осуществляется, как правило, в водосборниках или зумпфах. Кроме того, необходимо помнить, что таких устройств должно быть не менее двух. Это необходимо на случай поломки одного из них, когда второй элемент принимает всю нагрузку на себя.

 

Главный заземлитель – это выполненная из стали полоска, имеющая длину не менее 2,5 метров и толщину около5 миллиметров. Общая площадь подобной детали не должна иметь показатель меньше, чем0,75 метровквадратных. Если же электрообеспечение шахты производится при помощи силовых кабелей, проложенных в скважинах, то основной заземлитель может устанавливаться на поверхности. При этом в качестве резервного элемента может использоваться труба, благодаря которой укрепляются стенки скважины. Заземление во взрывоопасных зонах производится именно таким способом.

Установка местных заземлительных элементов

Такие заземлители располагают возле каждой трансформаторной или распределительной подстанции. Также их устанавливают возле передвижных распределительных пунктов, выключателей, муфты с кабелем или отдельных аппаратов. Подобные элементы, как и основные заземлители, представляют собой металлическую полосу и укладываются на «подушку» из мелкодробленой породы. Их размеры зависят от мощности всех заземленных устройств, но не должны быть менее 3-х миллиметров толщиной, 2,5 метров длиной и площадью 0,6 метров квадратных. В качестве местных заземлителей также могут использоваться металлические желоба системы гидротранспорта угля или рамные крепи. Заземление в скальных грунтах осуществляется именно таким способом.

Если вывоз добытого в шахте вещества на поверхность производится электровозами, тогда используется немного иная схема установки заземлителей. Так, все электрические устройства, находящиеся поблизости колеи, присоединяются к рельсу, который используется в качестве обратного провода сети.

Особому контролю над постоянством заземления должны подвергаться передвижные машины, используемые во взрывоопасных шахтах. Такие агрегаты должны оборудоваться искробезопасными схемами, предназначающимися для непрерывного слежения за наличием заземления.

Как уже говорилось выше, от правильности установки заземления зависят жизни шахтеров. Поэтому не рекомендуется осуществлять подобную процедуру своими силами. Для того чтобы сотрудники предприятия чувствовали себя в безопасности, обратитесь в ООО «ГОРИНКОМ». Вашему вниманию предоставят полный перечень услуг, связанных с установкой основного и местного заземления на горнодобывающих предприятиях различного профиля. Все работы производятся согласно нормам действующего законодательства и осуществляются профессионалами, имеющими специальные сертификаты.

ООО «ГОРИНКОМ» – это залог безопасной работы вашего предприятия. Гуляй Тур — помощник в поиске туристической путевки.

Электрическое заземление. Методы и типы заземления и заземления

Электрическое заземление. Компоненты, методы и типы заземления. Установка электрического заземления

Электрическое заземление, заземление, методы заземления, типы заземления, компоненты заземления и его спецификации в отношении электрического заземления для электроустановок.

Что такое электрическое заземление?


Для соединения металлических (проводящих) частей электрического прибора или установок с землей (заземлением) называется Заземление или Заземление .

Другими словами, для соединения металлических частей электрических машин и устройств с заземляющей пластиной или заземляющим электродом (который заглублен во влажную землю) через толстый проводник (имеющий очень низкое сопротивление) в целях безопасности известен как . Заземление или заземление .

Заземлить или, скорее, заземлить означает присоединить часть электрического оборудования, такую ​​как металлическое покрытие из металлов, заземляющие клеммы розеток, провода, которые не проводят ток к земле. Заземление можно назвать соединением нейтрали системы электроснабжения с землей, чтобы избежать или свести к минимуму опасность при разряде электрической энергии.

Полезно знать

Разница между заземлением, заземлением и соединением

Позвольте мне устранить путаницу между заземлением, заземлением и соединением.

Заземление Термины и Заземление используются для обозначения заземления. Заземление — это обычно слово , используемое для заземления в стандартах Северной Америки , таких как IEEE, NEC, ANSI и UL и т. д., в то время как заземление используется в европейских стандартах , странах Содружества и Великобритании, таких как IS и МЭК и т. д.

Слово Соединение используется для соединения двух проводов (а также проводников, труб или устройств вместе). Соединение известно как соединение металлических частей различных машин, которые не считаются проводящими электрический ток при нормальной работе машин для их на одном уровне электрического потенциала.

Почему важно заземление?

Основная цель заземления состоит в том, чтобы избежать или свести к минимуму опасность поражения электрическим током, возгорания из-за утечки тока на землю по нежелательному пути и гарантировать, что потенциал токонесущего проводника по отношению к земле не превышает расчетную изоляцию.

Когда металлическая часть электроприборов (части, которые могут проводить или пропускать электрический ток) соприкасаются с проводом под напряжением, возможно, из-за неисправности установок или повреждения изоляции кабеля, металл заряжается и на нем накапливается статический заряд .Если человек прикоснется к такому заряженному металлу , результатом будет сильный удар током.

Во избежание таких случаев системы электропитания и части электроприборов должны быть заземлены для передачи заряда непосредственно на землю. Вот почему нам необходимо электрическое заземление или заземление в системах электроустановок.

Ниже приведены основные требования к заземлению.

  • Для защиты жизни людей, а также для обеспечения безопасности электрических устройств и приборов от тока утечки.
  • Для поддержания постоянного напряжения в исправной фазе (при возникновении неисправности на любой из фаз).
  • Для защиты электрической системы и освещения зданий.
  • Для использования в качестве обратного проводника в системе электротяги и связи.
  • Во избежание пожара в электроустановочных системах.
Различные термины, используемые в электрическом заземлении
  • Земля: Надлежащее соединение между системами электроустановок через проводник с пластиной, заглубленной в землю, называется заземлением.
  • Заземлено: Когда электрическое устройство, прибор или система электропроводки подключены к земле через заземляющий электрод, это называется заземленным устройством или просто «Заземлено».
  • С глухим заземлением: Когда электрическое устройство, прибор или электрическая установка подключены к заземляющему электроду без предохранителя, автоматического выключателя или сопротивления/импеданса, это называется «глухозаземленным».
  • Электрод заземления: Когда проводник (или токопроводящая пластина) закопан в землю для системы электрического заземления.Известно, что это заземляющий электрод. Заземляющие электроды бывают разных форм, например, токопроводящая пластина, токопроводящий стержень, металлическая водопроводная труба или любой другой проводник с низким сопротивлением.
  • Провод заземления : Токопроводящий провод или токопроводящая полоса, соединенные между электродом заземления и системой электроустановки и устройствами, называемые проводом заземления.
  • Провод заземления: Токопроводящий провод, который подключается к различным электрическим устройствам и устройствам, таким как распределительный щит, различные вилки и приборы и т. д.другими словами, провод между заземляющим проводом и электрическим устройством или прибором называется проводником непрерывности заземления. Он может быть в виде металлической трубы (полностью или частично), металлической оболочки кабеля или гибкой проволоки.
  • Вспомогательный заземляющий проводник : Провод, соединенный между распределительным щитом и распределительным щитом, т. е. этот проводник связан с вспомогательными цепями.
  • Сопротивление заземления: Это общее сопротивление между заземляющим электродом и землей в Ом (Ом).Сопротивление заземления представляет собой алгебраическую сумму сопротивлений проводника непрерывности заземления, заземляющего провода, заземляющего электрода и земли.
Точки заземления

     Заземление не выполнено. В соответствии с правилами IE и правилами IEE (Институт инженеров-электриков),

  • Заземляющий контакт 3-контактных розеток освещения и 4-контактных штепсельных вилок должен быть эффективно и постоянно заземлен.
  • Все металлические кожухи или металлические покрытия, содержащие или защищающие любую линию или оборудование электроснабжения, такие как трубы GI и кабелепроводы, в которых заключены кабели VIR или PVC, железные переключатели, железные распределительные щиты предохранителей и т. д., должны быть заземлены (соединены с землей).
  • Корпус каждого генератора, стационарные двигатели и металлические части всех трансформаторов, используемых для управления энергией, должны быть заземлены двумя отдельными и, тем не менее, разными соединениями с землей.
  • В трехпроводной системе постоянного тока средние жилы должны быть заземлены на генераторной станции.
  • Растяжки, предназначенные для воздушных линий, должны быть соединены с землей путем соединения хотя бы одной жилы с заземляющими проводами.

Связанная статья: Тестирование электрических и электронных компонентов и устройств с помощью мультиметра

Компоненты системы заземления

Полная система электрического заземления состоит из следующих основных компонентов.

  • Провод заземления
  • Провод заземления
  • Заземляющий электрод
Компоненты электрической системы заземления
Провод заземления или заземляющий провод

Часть системы заземления, которая соединяет общие металлические части электроустановки, т.е. трубопроводы, воздуховоды, коробки, металлические оболочки выключателей, распределительных щитов, переключателей, предохранителей, регулирующих и управляющих устройств, металлических частей электрических машин, таких как двигатели, генераторы, трансформаторы и металлический каркас, на котором установлены электрические устройства и компоненты. в качестве заземляющего провода или проводника непрерывности заземления, как показано на рис. выше.

Сопротивление проводника непрерывности заземления очень низкое. Согласно правилам IEEE, сопротивление между клеммой заземления потребителя и заземляющим проводником (на конце) не должно превышать 1 Ом. Проще говоря, сопротивление заземляющего провода должно быть меньше 1 Ом .

Размер проводника непрерывности заземления или провода заземления зависит от размера кабеля , используемого в электрической цепи .

Размер Провод заземления

Площадь поперечного сечения проводника непрерывности заземления должна быть не менее половины площади поперечного сечения самого толстого провода, используемого в электропроводке .

Как правило, размер неизолированного медного провода, используемого в качестве проводника непрерывности заземления, составляет 3SWG. Но имейте в виду, что не используйте менее 14SWG в качестве заземляющего провода. Медная полоса также может использоваться в качестве проводника непрерывности заземления вместо оголенного медного провода, но не делайте этого, пока производитель не порекомендует это.

Провод заземления или соединение заземления

Токопроводящий провод, соединенный между проводником непрерывности заземления и заземляющим электродом или заземляющей пластиной, называется заземляющим соединением или «заземляющим проводом». Точка, в которой встречаются проводник заземления и заземляющий электрод, известна как «точка соединения», как показано на рисунке выше.

Заземляющий провод является конечной частью системы заземления, которая соединяется с заземляющим электродом (находящимся под землей) через точку соединения с землей.

В заземляющем проводе должно быть минимум стыков, а также меньших размеров и прямых по направлению.

Как правило, медный провод можно использовать в качестве заземляющего провода, но медная полоса также используется для высоких установок, и она может выдерживать высокий ток короткого замыкания из-за большей площади, чем у медного провода.

Жесткотянутый оголенный медный провод также используется в качестве заземляющего провода. В этом методе все заземляющие проводники подключаются к общей (одной или нескольким) точкам подключения, а затем заземляющий провод используется для подключения заземляющего электрода (заземляющей пластины) к точке подключения.

Для повышения коэффициента безопасности установки в качестве заземляющего провода используются два медных провода для соединения металлического корпуса устройства с заземляющим электродом или заземляющей пластиной. т.е. если мы используем два заземляющих электрода или заземляющие пластины, будет четыре заземляющих провода.Не следует считать, что два провода заземления используются как параллельные пути для протекания токов повреждения, но оба пути должны работать должным образом, чтобы проводить ток повреждения, поскольку это важно для повышения безопасности.

Размер провода заземления

Размер или площадь заземляющего провода не должны быть меньше половины самого толстого провода, используемого в установке.

Наибольший размер заземляющего провода — 3SWG , а минимальный размер должен быть не менее 8SWG .Если используется провод 37/.083 или ток нагрузки 200А от напряжения питания, то вместо двойного заземлителя рекомендуется использовать медную полосу. Способы подключения заземляющего провода показаны на рис. выше.

Примечание: мы опубликуем дополнительную статью о размерах земной плиты с простыми расчетами… Оставайтесь с нами.

Заземляющий электрод или пластина заземления

Металлический электрод или пластина, закопанная в землю (под землей) и являющаяся последней частью системы электрического заземления.Проще говоря, последняя подземная металлическая (пластинчатая) часть системы заземления, соединенная с заземляющим проводом, называется заземляющей пластиной или заземляющим электродом.

В качестве заземляющего электрода можно использовать металлическую пластину, трубу или стержень, который имеет очень низкое сопротивление и безопасно отводит ток короткого замыкания к земле.

Размер заземляющего электрода

В качестве заземляющего электрода можно использовать как медь, так и железо.

Размер заземляющего электрода (в случае меди)

2×2 (шириной и длиной два фута) и толщиной 1/8 дюйма.. т.е. 2’ x 2’ x 1/8″ . ( 600x600x300 мм )

В случае железа

2’ x 2’ x ¼” = 600x600x6 мм

Рекомендуется закопать заземляющий электрод во влажную землю. Если это невозможно, залейте воду в трубу GI (оцинкованное железо), чтобы обеспечить условия влажности.

В системе заземления поместите заземляющий электрод в вертикальное положение (под землей), как показано на рис. выше. Кроме того, насыпьте 1 фут (около 30 см) слой порошкообразной смеси древесного угля и извести вокруг заземляющей пластины (не путайте заземляющий электрод и заземляющую пластину, так как это одно и то же).

Это действие делает возможным увеличение размера заземляющего электрода, что обеспечивает лучшую непрерывность заземления (система заземления), а также помогает поддерживать влажность вокруг заземляющей пластины.

P.S.: Мы опубликуем пример расчета размера заземляющего электрода… Следите за новостями.

Полезно знать:

Не используйте кокс (после сжигания угля в топке для выделения всех газов и других компонентов, оставшиеся 88% углерода называются коксом) или каменный уголь вместо древесного угля (древесного угля), поскольку это вызывает коррозию в заземляющей плите .

Так как уровень воды в разных районах разный; поэтому глубина установки заземлителя также различна в разных районах. Но глубина установки заземляющего электрода не должна быть менее 10 футов (3 метра) и должна быть ниже 1 фута ( 304,8 мм ) от постоянного уровня воды.

Двигатели , Генератор , Трансформаторы и т.д. должны быть подключены от заземляющего электрода в двух разных местах.

Размер заземляющей пластины или заземляющего электрода для небольшой установки

В небольшой установке используйте металлический стержень (диаметр = 25 мм (1 дюйм) и длина = 2 м (6 футов) вместо заземляющей пластины для системы заземления. Металлическая труба должна быть на 2 метра ниже поверхности земли. Чтобы поддерживать влажное состояние, поместите смесь угля и извести толщиной 25 мм (1 дюйм) вокруг пластины заземления.

Для эффективности и удобства вы можете использовать медные стержни 12,5 мм (0. 5 дюймов) до 25 мм (1 дюйм) в диаметре и 4 м (12 футов) в длину. Мы обсудим способ установки стержневого заземлителя последнего.

Методы и типы электрического заземления

Заземление можно выполнить разными способами. Различные методы, используемые для заземления (проводка в доме или на заводе, а также другое подключенное электрическое оборудование и машины), обсуждаются следующим образом.

Пластина заземления:

В пластинчатой ​​системе заземления пластина из меди размером 60 см x 60 см x 3.18 мм (т.е. 2 фута x 2 фута x 1/8 дюйма ) или оцинкованное железо (GI) размерами 60 см x 60 см x 6,35 мм (2 фута x 2 фута x ¼ дюйма) закапывается вертикально в землю (земляной котлован), что не должно быть менее 3 м (10 футов) от уровня земли.

Для надлежащей системы заземления выполните шаги, указанные выше (введение в заземляющую пластину), чтобы поддерживать влажность вокруг заземляющего электрода или заземляющей пластины.

Заземление трубы:

В такой системе заземления оцинкованная сталь и перфорированная труба утвержденной длины и диаметра помещаются вертикально во влажную почву.Это самая распространенная система заземления.

Размер используемой трубы зависит от силы тока и типа почвы. Размер трубы обычно составляет 40 мм (1,5 дюйма) в диаметре и 2,75 м (9 футов) в длину для обычной почвы или больше для сухой и каменистой почвы. Влажность почвы определяет длину закапываемой трубы, но обычно она должна составлять 4,75 м (15,5 футов).

Стержень заземления

 это тот же метод, что и заземление трубы. Медный стержень 12.Труба GI диаметром 5 мм (1/2 дюйма) или диаметром 16 мм (0,6 дюйма) из оцинкованной стали или полого профиля 25 мм (1 дюйм) GI длиной более 2,5 м (8,2 фута) вертикально закапывается в землю вручную или с помощью пневматический молот. Длина встроенных в почву электродов снижает сопротивление земли до желаемого значения.

Система заземления электродов с медными стержнями
Заземление через Waterman

В этом методе заземления для заземления используются водопроводные трубы (оцинкованные GI).Обязательно проверьте сопротивление труб GI и используйте заземляющие зажимы, чтобы свести к минимуму сопротивление для правильного заземляющего соединения.

Если многожильный провод используется в качестве заземляющего провода, то очистите конец жилы провода и убедитесь, что он находится в прямом и параллельном положении, которое затем можно плотно соединить с водопроводной трубой.

Ленточное или проволочное заземление:

При этом способе заземления ленточные электроды сечением не менее 25 мм x 1.6 мм (1 дюйм x 0,06 дюйма) закапывается в горизонтальные траншеи минимальной глубины 0,5 м. Если используется медь с поперечным сечением 25 мм x 4 мм (1 дюйм x 0,15 дюйма) и размером 3,0 мм 2 , если это оцинкованное железо или сталь.

Если вообще используются круглые жилы, площадь их поперечного сечения не должна быть слишком маленькой, скажем менее 6,0мм 2 если это оцинкованное железо или сталь. Длина проводника, закопанного в землю, обеспечивает достаточное сопротивление заземления, и эта длина не должна быть менее 15 м.

Общий метод установки электрического заземления (шаг за шагом)

Обычные методы заземления электрического оборудования, устройств и приборов следующие:

  1. Прежде всего, выкопайте яму размером 5×5 футов (1,5×1,5 м) на глубине около 20-30 футов (6-9 метров) в земле. (Обратите внимание, что глубина и ширина зависят от характера и структуры грунта)
  2. Закопайте подходящую (обычно 2’ x 2’ x 1/8” (600x600x300 мм) медную пластину в эту яму в вертикальном положении.
  3. Плотно заземляющий провод через болты с гайками из двух разных мест на пластине заземления.
  4. Используйте два провода заземления с каждой пластиной заземления (в случае двух пластин заземления) и затяните их.
  5. Чтобы защитить соединения от коррозии, нанесите на них смазку.
  6. Соберите все провода в металлическую трубу от заземляющих электродов. Убедитесь, что труба находится на высоте 1 фута (30 см) над поверхностью земли.
  7. Чтобы поддерживать влажность вокруг заземляющей пластины, насыпьте 1 фут (30 см) слой порошкообразного древесного угля (порошкообразного древесного угля) и смеси извести вокруг заземляющей пластины или вокруг заземляющей пластины.
  8. Используйте болты с наперстками и гайками для плотного соединения проводов с опорными плитами машин. Каждая машина должна быть заземлена с двух разных точек. Минимальное расстояние между двумя заземляющими электродами должно быть 10 футов (3 м).
  9. Заземляющий проводник, соединенный с корпусом и металлическими частями всей установки, должен быть плотно присоединен к заземляющему проводу. Обязательно используйте непрерывность, используя тест непрерывности.
  10. В заключение (но не в последнюю очередь) проверьте систему заземления в целом с помощью тестера заземления. Если все идет о планировке, то засыпьте яму грунтом. Максимально допустимое сопротивление заземления составляет 1 Ом. Если оно больше 1 Ом, увеличьте размер (не длину) заземляющего провода и проводников непрерывности заземления. Держите внешние концы труб открытыми и время от времени добавляйте воду, чтобы поддерживать влажность вокруг заземляющего электрода, что важно для лучшей системы заземления.
Спецификация SI для заземления

Ниже приведены различные спецификации заземления, рекомендованные индийскими стандартами.Вот несколько;

  • Заземляющий электрод не должен располагаться (устанавливаться) вблизи здания, система установки которого заземляется, на расстоянии не менее 1,5 м.
  • Сопротивление заземления должно быть достаточно низким, чтобы обеспечить протекание тока, достаточного для срабатывания защитных реле или перегорания предохранителей. Его значение не является постоянным, так как меняется в зависимости от погоды, так как зависит от влажности (но не должно быть меньше 1 Ом).
  • Заземляющий провод и заземляющий электрод изготовлены из одного и того же материала.
  • Заземляющий электрод всегда должен располагаться в вертикальном положении внутри земли или котлована, чтобы он мог соприкасаться со всеми слоями земли.

Похожие сообщения:

Опасности незаземления системы электроснабжения

Как подчеркивалось ранее, заземление предусмотрено в заказе

.
  • Во избежание поражения электрическим током
  • Во избежание риска возгорания в результате утечки тока на землю по нежелательному пути и
  • Для обеспечения того, чтобы ни один проводник с током не поднимался до потенциала по отношению к общей массе земли, чем его расчетная изоляция.

Однако, если чрезмерный ток не заземлен, приборы могут быть повреждены без помощи плавкого предохранителя. Вы должны отметить, что на их генерирующих станциях заземлен чрезмерный ток, поэтому заземляющие провода пропускают очень мало или вообще не пропускают ток. Следовательно, это означает, что нет необходимости заземлять какие-либо провода (активные, заземляющие и нейтральные), содержащиеся в PVC. Заземление провода под напряжением — катастрофа.

Я видел, как человека убили просто из-за того, что провод под напряжением перерезался от столба и упал на землю, пока земля была мокрой.На генерирующих станциях заземляется избыточный ток, и если заземление вообще неэффективно из-за неисправности, на помощь придут прерыватели замыкания на землю. Предохранитель помогает только тогда, когда передаваемая мощность превышает номинальную мощность наших приборов, он блокирует ток от достижения наших приборов, сдувая и защищая наши приборы в процессе.

В наших электрических приборах, если чрезмерные токи не заземлены, мы можем получить сильный удар током. Заземление в электроприборах происходит только тогда, когда есть проблема, и это должно уберечь нас от опасности.Если в электронной установке металлическая часть электроприбора вступает в непосредственный контакт с проводом под напряжением, что может быть вызвано неисправностью установки или иным образом, металл будет заряжаться, и на нем будет накапливаться статический заряд.

Если вы коснетесь металлической части в этот момент, вас ударит током. Но если металлическая часть прибора заземлена, заряд будет передаваться земле, а не накапливаться на металлической части прибора. Ток не течет через заземляющие провода в электроприборах, это происходит только тогда, когда возникает проблема, и только для того, чтобы направить нежелательный ток на землю, чтобы защитить нас от сильного удара.

Кроме того, если провод под напряжением случайно коснется (в неисправной системе) металлической части машины. Теперь, если человек коснется этой металлической части машины, то ток потечет через его тело на землю, следовательно, он получит удар электрическим током, что может привести к серьезным травмам, вплоть до смерти. Поэтому так важно заземление?

Электрическое заземление и заземление….. Продолжение следует…

Пожалуйста, подпишитесь ниже, если вы хотите получать следующие сообщения о заземлении /заземлении , такие как:

  • Рассчитайте размер проводника непрерывности заземления, заземляющего провода и заземляющих электродов для различных электрических устройств и оборудования, таких как двигатели, трансформаторы, домашняя проводка и т. д., с помощью простых расчетов
  • Цепь заземления и ток замыкания на землю
  • Защита системы заземления и дополнительных устройств, используемых в системе заземления/заземления
  • Пункты, которые следует помнить при обеспечении заземления / заземления
  • Важная инструкция по правильной системе заземления
  • Правила электроснабжения о заземлении
  • Как проверить сопротивление заземления с помощью тестера заземления
  • Как проверить сопротивление контура заземления с помощью амперметра и вольтметра
  • Многократное защитное заземление
  • И многое другое….

Похожие сообщения:

Типы систем заземления – Часть первая ~ Электрические ноу-хау

5- Электронное и компьютерное заземление
  • Заземление для всех электронных систем, включая компьютеры и компьютерные сети, является особый случай заземления оборудования и заземления системы тщательно применяется. Фактически, системы заземления для электронного оборудования, как правило, такие же, как и для системного заземления с дополнительным требованием, которое представляет собой требуемую степень производительности.
  • Электронный системы заземления оборудования должны обеспечивать не только средства стабилизации уровни входного напряжения энергосистемы, но также действуют как опорное значение нулевого напряжения точка. Однако необходимость сделать это не ограничивается низкой частотой несколько сотен герц. Системы заземления для современных электронных установок должны быть в состоянии обеспечить эффективные функции заземления и соединения в высокочастотный мегагерцовый диапазон. Эффективного заземления на частоте 50-60 Гц может не быть. эффективен вообще для частот выше 100 кГц.
  • Есть есть несколько аспектов требований к хорошим характеристикам заземления для электронное оборудование, все из которых связаны с поведением электрической цепи.
  • Хорошо Эффективность заземления электронной системы достигается при правильном распределении многоточечных, хорошо соединенных заземляющих соединений. Эта система может использовать голые, плетеные, листовые или многожильные медные проводники для заземления или соединения функции. Эта система требует соединения кабелепровода и корпуса оборудования на все точки соединения.Другими словами, простой металлический контакт между ограждений, кабельных каналов и силовых щитов недостаточно. Многоточечный Соединение обеспечивает заземление электронного оборудования с низким импедансом. То низкий импеданс между отдельными элементами электронного оборудования сохраняет шумовые напряжения равны или близки к нулю между ними и, следовательно, обеспечивает «эквипотенциальная плоскость».
  • Это систему гораздо легче проверить и протестировать. Никаких особых требований быть не должно встретились во время модификации или расширения электрической системы.
  • Все силовые панели и все питающие трансформаторы, питающие установку с этим система заземления должна быть сгруппирована и соединена вместе с помощью коротких отрезки неизолированных, плетеных, листовых или многожильных медных проводников для достичь описанных выше эффективных высокочастотных характеристик заземления.
  • Единая зона ввода питания с большой эквипотенциальной плоскостью заземления а короткие заземляющие проводники оборудования образуют предпочтительную систему заземления. для большой автоматизированной обработки данных (ADP) и компьютерных приложений.

Что такое заземление или заземление? Его назначение и виды.

Заземление или заземление:

                                      Когда провода под напряжением касаются заземленной металлической секции, давление высокого напряжения безопасно направляется к земле.

Заземление или заземление

Назначение заземления

Электрические системы заземляются по трем основным причинам:

1. В качестве меры безопасности для имущества, оборудования и жизни  – Заземленная цепь снижает риск смерти или травмы, обеспечивая альтернативный путь для тока, отводимого в землю. Техника, оборудование, имущество и жизни защищены от неисправностей, утечек и пожаров, возникающих в результате коротких замыканий и искрения.

2.       Защита от перенапряжения  – Заземление также обеспечивает защиту от скачков напряжения, случайного подключения к высоковольтным линиям и даже от ударов молнии, позволяя энергии стекать в землю с минимальным эффектом.

3.       Стабилизация напряжения  – Земля предлагает общую точку отсчета для расчета соотношения между различными источниками напряжения. Он использовался в качестве универсального стандарта с момента введения системы распределения.

Традиционные методы выполнения заземления

В обычных установках используются два основных метода заземления:

1.
Пластинчатое заземление

Один из традиционных методов установки заземления – это закопать в землю токопроводящую пластину и подключить ее к цепи заземления.Пластина обычно устанавливается вертикально, по краю на глубине 8 футов, с полосой из оцинкованного железа (GI), идущей к поверхности для соединений. Полоса обычно имеет поперечное сечение 50 мм X 6 мм. Первые четыре фута над пластиной заполнены чередующимися слоями древесного угля и соли для увеличения проводимости и удержания влаги.

Медная пластина заземления

Спецификации плиты различаются вместе с материалом:

  • Чугун — 600 мм X 600 мм X 12 мм
  • Оцинкованное железо — 600 мм X 600 мм X 6 мм
  • Медь — 600 мм X 600 мм X 3.5 мм
2.
Трубное заземление

Другим широко используемым методом установки заземляющего соединителя является вертикальное закапывание трубы глубоко в землю. В качестве основания заземляющего соединителя используется 10-футовая труба из оцинкованного железа класса C с приваренными фланцами GI 75 мм. Используемые фланцы имеют шесть отверстий, которые используются для проводки. Область вокруг трубы засыпается слоями древесного угля, соли или реактивирующего грунта.

Строительство и обслуживание земляного карьера

В настоящее время наиболее распространенным методом заземления, особенно для электрических сетей, являются земляные ямы.Электричество всегда идет по пути наименьшего сопротивления. Чтобы отвести максимальный ток от цепи, заземляющие ямы спроектированы так, чтобы уменьшить сопротивление заземления, в идеале до 1 Ом. Для этого:

  • Земляные работы площадью 1,5 м X 1,5 м X 3 м.
  • Яма наполовину заполнена смесью бентонита.
  • Размещение пластины GI 500 мм X 500 мм X 10 мм (пластины заземления) посередине.
  • Засыпка карьеров угольно-песчано-солевой смесью.

Теперь, чтобы соединить пластину заземления с поверхностью, можно использовать две полоски GI с поперечным сечением 30 мм X 10 мм, но 2.5-дюймовая труба GI с фланцем наверху предпочтительнее. Кроме того, верхняя часть трубы может быть покрыта Т-образным сечением, чтобы предотвратить попадание грязи и пыли и засорение трубы. Летом яму следует поливать, чтобы она не пересыхала.

Преимущества:

К преимуществам земляного метода относятся:

  • Порошок древесного угля является отличным проводником и предотвращает коррозию металлических деталей
  • Соль легко растворяется в воде, значительно увеличивая проводимость
  • Песок позволяет воде просачиваться через всю яму

пит, проверьте, чтобы разница напряжений между питом и нейтралью сети была менее 2 вольт.Сопротивление ямы должно поддерживаться на уровне менее 1 Ом на расстоянии до 15 м от проводника.

Удельное сопротивление земли

На сопротивление системы заземления влияют различные факторы:

  • Сопротивление почвы — Состав почвы, размер зерна и распределение.
  • Влажность  – Содержание воды до 15% существенно изменяет удельное сопротивление. Кроме того, это мало влияет.
  • Растворенные соли  – Чистая вода имеет очень низкую электропроводность.Соль — это электролит, уменьшающий сопротивление при растворении в воде.
  • Препятствия  – Близлежащие бетонные здания или камни в почве под системой заземления могут увеличить ее сопротивление.
  • Величина тока  – Длительные периоды воздействия или более сильные токи, протекающие через землю, могут высушивать почву в окрестностях и увеличивать сопротивление системы.
Измерение сопротивления заземления

Меггер или тестер заземления измеряет сопротивление заземления.Он состоит из источника напряжения, омметра для измерения сопротивления и шипов, которые втыкаются в землю для измерения. Вы можете измерить сопротивление грунта, используя либо метод 3-х точек, либо метод 4-х точек.

Что такое заземление и важность системы заземления?

Заземление — очень сложная тема. Правильная установка систем заземления требует знания характеристик грунта, материалов и составов заземляющих проводников, а также заземляющих соединений и выводов.

Статья 250 Национального электротехнического кодекса (NEC) содержит общие требования к заземлению и соединению электроустановок в жилых, коммерческих и промышленных помещениях. Многие люди часто путают или смешивают термины заземление, заземление и соединение.

Чтобы понять простые термины:

Заземление

Заземление – это подключение к общей точке, которая обратно подключается к источнику электроэнергии. Он может или не может быть связан с землей.Примером, когда он не подключен к земле, является заземление электрической системы внутри самолета.

Заземление

Заземление — общепринятый термин, используемый за пределами США и обозначающий заземление оборудования и объектов с Матерью-Землей. Это обязательное условие в системе молниезащиты, поскольку земля является одним из выводов при ударе молнии.

Склеивание

Склеивание — это неразъемное соединение металлических частей с образованием электропроводящего пути, который обеспечит электрическую непрерывность и способность безопасно проводить любой ток, который может быть введен.

ПОЧЕМУ ЗАЗЕМЛЯТЬ?

 

Существует несколько важных причин, по которым необходимо установить систему заземления. Но самая главная причина — защитить людей! Вторичные причины включают защиту конструкций и оборудования от непреднамеренного контакта с линиями электропередач, находящимися под напряжением. Система заземления должна обеспечивать максимальную безопасность от неисправностей электрической системы и молнии.

Хорошая система заземления должна проходить периодическую проверку и техническое обслуживание, если это необходимо, чтобы сохранить свою эффективность.Непрерывное или периодическое техническое обслуживание обеспечивается за счет соответствующей конструкции, выбора материалов и надлежащих методов установки, чтобы гарантировать, что система заземления устойчива к износу или непреднамеренному разрушению. Следовательно, минимальный ремонт необходим для сохранения эффективности на протяжении всего срока службы конструкции.

Система заземления выполняет три основные функции, перечисленные ниже.

Безопасность персонала

Безопасность персонала обеспечивается заземлением с низким импедансом и соединением между металлическим оборудованием, шасси, трубопроводами и другими токопроводящими объектами, чтобы токи, вызванные неисправностями или молнией, не приводили к напряжениям, достаточным для возникновения опасности поражения электрическим током.

Надлежащее заземление облегчает работу устройства защиты от сверхтока, защищающего цепь.

Оборудование и защита зданий

Защита оборудования и зданий обеспечивается заземлением с низким импедансом и соединением между электрическими сетями, защитными устройствами, оборудованием и другими токопроводящими объектами, чтобы неисправности или токи молнии не приводили к возникновению опасного напряжения внутри здания.

Кроме того, правильная работа устройств защиты от перегрузки по току часто зависит от низкоимпедансных путей тока повреждения.

Электрическое шумоподавление

Надлежащее заземление способствует снижению электрических помех и обеспечивает:

  • Полное сопротивление между точками заземления сигнала по всему зданию сведено к минимуму.
  • Потенциалы напряжения между взаимосвязанным оборудованием сведены к минимуму.
  • Сведение к минимуму эффектов связи электрического и магнитного полей.

Еще одной функцией системы заземления является обеспечение эталона для проводников цепи для стабилизации их напряжения относительно земли во время нормальной работы.Земля сама по себе не является существенной для выполнения эталонной функции. Вместо этого можно использовать другое подходящее проводящее тело.

Функция системы заземляющих электродов и клеммы заземления состоит в том, чтобы обеспечить систему проводников, обеспечивающую электрический контакт с землей. Два примечания мелким шрифтом (FPN), которые появляются в Разделе 250-1 NEC, содержат хорошее резюме причин для систем заземления и проводников цепи, а также проводящих материалов, которые окружают электрические проводники и оборудование.

Артикул: erico

Читайте также:

Электрическое заземление

Если у вас самодельный цельнометаллический дом, его электрическая система может состоять из однопроводных цепей. То есть потребуется всего один провод, чтобы волшебным образом подключить каждый электрический узел или устройство к его электродвижущей силе. . . аккумулятор или генератор.

Другими словами, все электрические цепи могут быть проведены через металлическую конструкцию самолета к аккумулятору или генератору без необходимости установки отдельных кабелей обратного тока.

Как правило, однопроводные цепи основаны на том, что металлическая конструкция самолета служит электрическим проводником (проводом) или устройством, которое при подключении в любой точке к металлической конструкции правильно называется «заземлением».

Однопроводная схема и двухпроводная схема

Электрически одна система не более эффективна, чем другая. Только когда вы рассматриваете, что связано с установкой электрической системы, вы действительно видите различия.


Большое преимущество металлического самолета с точки зрения электроустановок заключается в том, что однопроводные схемы проще и проще в установке, чем требуемые двухпроводные схемы в деревянных и композитных самолетах.

Естественно, это может привести к значительной экономии денег и веса для металлического авиастроителя, а также к уменьшению объема работ и сложности монтажа.

Однако это не такое однобокое сравнение, если принять во внимание тот факт, что для большинства ваших однопроводных цепей по-прежнему требуется клеммное соединение с землей. Таким образом, если блок не заземляется автоматически через корпус при установке, потребуется, по крайней мере, короткий соединительный кабель для ближайшей клеммной колодки или шпильки заземления.

Тем не менее, это все же намного лучше, чем прокладывать длинные дублирующие провода, скажем, от заднего фонаря до ближайшей клеммной колодки заземления.

Обеспечить надежное заземление двигателя

Первое электрическое соединение, которое необходимо выполнить сразу после установки двигателя, — это соединение, обеспечивающее надежное заземление двигателя.

В большинстве самолетов это делается путем подсоединения одного конца толстого троса или металлической заземляющей ленты к удобно расположенному болту на картере двигателя.Другой конец заземляющей ленты должен заканчиваться на какой-либо прочной части конструкции брандмауэра самолета.

Примечание. Этот кабель/заземляющий хомут должен проходить через непроводящие резиновые амортизирующие опоры опоры двигателя. . . резина, как вы знаете, плохой проводник электричества.

Этот провод заземления двигателя в самодельном металлическом корпусе служит для соединения двигателя и всей конструкции самолета в единое общее электрическое заземление.

Однако в деревянном или композитном самолете вы пока только установите двигатель и брандмауэр в качестве точек заземления.

По этой причине и для вашего удобства вам следует проложить дополнительные проводники, чтобы установить дополнительные точки заземления.

Я бы предложил, чтобы одна из них была приборной панелью. Кроме того, одной или двух удобно расположенных клеммных колодок заземления должно быть достаточно для замыкания цепи заземления в деревянном или композитном самолете.

За хорошую землю. . .

Перед выполнением любого электрического соединения вся краска, грунтовка и, да, анодированная поверхностная пленка должны быть соскоблены или удалены иным образом, чтобы обеспечить гладкую металлическую поверхность без сопротивления.

Убедитесь, что каждое соединение правильно собрано с шайбами, затянуто и надежно.

Общие неисправности заземления

Вот самые распространенные нарушители спокойствия:

1. Отсутствующий, отсоединенный или корродированный провод заземления двигателя.

2. Соединение с поверхностью с высоким сопротивлением; то есть наличие краски, коррозии, грунтовки или пленки анодирования препятствует созданию и установлению эффективного заземления.

3. Электрический блок не заземлен.Некоторые электрические устройства (соленоиды, реле, датчики и т. д.) заземляются через корпус. Если устройство не прикреплено к металлической заземляющей поверхности, к ближайшей точке электрического заземления необходимо установить отдельный заземляющий разъем.

4. Плохое или плохое соединение отрицательной клеммы аккумуляторной батареи или клеммы стартера может быть причиной проблем с запуском двигателя.

5. Плюсовой (+) кабель отсоединяется и падает вниз, касаясь металлической поверхности заземления.Если повезет, сгорит предохранитель или сработает автоматический выключатель. Наихудший сценарий? Провода нагреваются и горят, дым заполняет кабину, а авионика самоуничтожается.

7. Вольтметр с плохим соединением с землей испытывает сопротивление, которое дает манометру ложно низкие показания.

8. Электрические датчики (давления масла, давления топлива) с плохим заземлением будут давать ложно-заниженные показания.

 

Этот пресловутый Магнето «П» ведет

Когда вы впервые устанавливаете двигатель, ваши магнето будут «горячими» и готовыми зажечь свечи при малейшем движении коленчатого вала (гребного винта).

Они останутся такими (горячими) до тех пор, пока вы не подсоедините P-провода к магнето, тем самым заземлив их электрически через замок зажигания.

Некоторые строители не могут вспомнить, что когда переключатель магнето включен, P-вывод не заземлен (фактически «отделен» от магнето), а магнето «горячий».

Таким образом, каждый раз, когда P-вывод (провод) отсоединяется или ломается, магнето нагревается! И не имеет значения, включено зажигание или выключено.

Поломка P-провода в процессе эксплуатации может произойти практически в любое время из-за воздействия обычной вибрации и/или неумелого обслуживания. Так . . . необдуманное вращение пропеллера, даже немного, не убедившись в том, что магазины заземлены, может обернуться летальным исходом.

Между прочим, одним из признаков того, что у вас может быть обрыв P-провода, может быть падение оборотов до нуля на одном магнето во время запуска двигателя (проверка магнето).

Экранирование

Экранирование предназначено для наведения высокочастотных напряжений в экран, а не в близлежащие или смежные устройства, где они могут вызывать электрические помехи.. . как шум в ваших радиоприемниках.

Экранированный кабель — это кабель, по всей длине заключенный в металлическую оплетку.

Некоторые люди считают, что только один конец экранированного кабеля должен быть заземлен, но столько же, если не больше, считают, что оба конца должны быть заземлены для максимальной эффективности. Кто прав?

Ну, может быть, иногда обе стороны правы.

Экран на проводах вашего магнето должен быть заделан (заземлен) на обоих концах, чтобы кабели не излучали радиопомехи.

С другой стороны, экранированный соединительный кабель, используемый между стробоскопом и его источником питания, обычно заземляется (заземляется) только на одном конце, чтобы свести к минимуму потенциальные радиопомехи из-за радиочастотного излучения. Обычно более практично заземлять или заделывать экран на стороне источника питания. Однако не заделывайте оба конца. По крайней мере, так советует производитель стробоскопического оборудования Whelen.

В самодельных устройствах, когда мы говорим об экранировании, мы, скорее всего, имеем в виду металлическую сетку, покрывающую P-образные выводы (провода), соединяющие магнето.

Провода, используемые для подключения магнето, должны быть экранированными. (Я ненавижу использовать слово «трос», потому что в моем сознании оно вызывает в воображении образ тяжелых многожильных тросов, используемых в кранах или для поддержки таких конструкций, как мост «Золотые Ворота».)

Во всяком случае, кабели зажигания могут быть очень маленькими, так как они будут проводить очень небольшой ток. По большей части экранированный провод №18 или №20 — это все, что вам нужно.

Кабели с P-образными выводами магнето и большая часть другой проводки в самодельных устройствах редко имеют длину более 5 футов, поэтому падение напряжения в кабеле обычно не является причиной для беспокойства.На самом деле, большинство домостроителей склонны использовать в своей электрической системе кабели большего размера, чем это необходимо. Если уж на то пошло, они стараются обойтись минимумом разных размеров проводов.

Будущее обслуживание и поиск неисправностей упростится, если вы сможете установить кабели с черной изоляцией для всех заземляющих проводов.

Об этих электрических схемах

Они служат важной цели для большинства из нас.


Без хорошей электрической схемы обычному строителю будет трудно решить, с чего начать и как подключить свой самолет.

К сожалению, на большинстве электрических схем самолетов не показаны некоторые довольно важные детали, по-видимому, исходя из предположения, что все знакомы с определенными основами электрики.

Самая большая ошибка, которую я обнаружил в некоторых электрических схемах, заключается в том, что не всегда изображены все основные соединения заземления.

Например:

1. Регулятор напряжения и реле перенапряжения должны быть заземлены, но заземление часто не показано на схемах. Без хорошего заземления ни регулятор напряжения, ни реле работать не могут.

2. Предполагается, что генератор и стартер заземлены при их установке на двигатель, однако схема может не показывать их заземление.

3. Как упоминалось ранее, электрические датчики для приборов часто заземляются при их установке на металлическую конструкцию. Тем не менее, важно, чтобы обозначение заземления было проиллюстрировано.

4. На проводах магнето часто не указано, что они должны быть экранированными кабелями с заземлением экрана на обоих концах.

5. На проводах генератора к/от генератора должно быть показано, что они экранированы и заземлены.

6. Проводка стробоскопа редко показана на большинстве электрических схем, и тем не менее, по крайней мере, один производитель (Whelen) подчеркивает важность заземления экрана проводника только с одного конца.

Предыдущий обзор должен подчеркнуть важность хорошего электрического заземления для каждого устройства и каждой цепи.

В некоторых случаях устройство просто не будет работать без заземления.. . даже если нет клеммы для подключения заземляющего провода. Имейте это в виду, когда будете решать проблемы с электричеством. . . и сначала проверьте простые и очевидные вещи.

Еще кое-что . . .

Всегда сначала отсоединяйте кабель заземления аккумулятора и заменяйте его последним, чтобы избежать случайных коротких замыканий и поразительного пиротехнического дисплея

Зачем связывать и шлифовать бочки и контейнеры?

Прилипание статического электричества к одежде и тот неприятный шок, который иногда случается, когда вы касаетесь дверной ручки зимой, являются двумя последствиями накопления статического электричества.Хотя эти события варьируются от смущающих и раздражающих до легкой боли, статическое электричество может быть опасным для жизни, когда речь идет об обращении с легковоспламеняющимися жидкостями и их перемещении.

Одной из основных опасностей легковоспламеняющихся жидкостей являются их пары. Надлежащее соединение и заземление контейнеров снижает риск воспламенения этих паров от искры.

Соединение и заземление часто идут рука об руку, и некоторые люди используют эти термины как взаимозаменяемые, но каждый из них имеет несколько разные цели.

Признание различий и правильное использование каждого из них минимизирует риски. Читайте дальше, чтобы узнать о различиях между соединением и заземлением.

Что такое заземление?

Подобно вашей одежде и дверной ручке, статическое электричество может накапливаться на различных типах поверхностей, включая бочки, контейнеры и баки.

Заземление бочки, контейнера или бака дает этой энергии безопасный путь к земле. Металлы являются хорошими проводниками электричества и легко заземляются.Большинство пластиков являются изоляторами и не могут быть заземлены.

Металлические предметы можно заземлить непосредственно на заземляющий стержень или на систему заземления. Предметы, хранящиеся на открытом воздухе, обычно заземляются на заземляющий стержень. Предметы, хранящиеся в помещении, обычно заземляются на систему водопровода, которая также заземлена.

Как заземлить предмет

Чтобы заземлить предмет, начните с заземляющего стержня или заземленной трубы. Прикрепите металлический заземляющий провод к стержню или трубе, затем присоедините другой конец провода к заземляемому предмету.Если труба или заземляемый предмет окрашены, обязательно отшлифуйте или соскребите краску в месте, где будет производиться соединение, чтобы создать хорошее сцепление металла с металлом.

При шлифовании или соскабливании краски убедитесь, что все контейнеры с легковоспламеняющимися жидкостями закрыты и отсутствуют опасные уровни легковоспламеняющихся паров.

В некоторых частях мира этот процесс называется «заземлением», а не «заземлением». Эти два термина используются взаимозаменяемо, потому что оба отводят энергию в землю или землю.Обратите внимание, что между ними есть небольшая техническая разница: «заземление» снимает статическое электричество с предметов, которые обычно не несут электрического заряда, тогда как «заземление» используется для безопасного разряда электрических цепей.

Что такое склеивание?

Помните, что статическое электричество невозможно устранить. Он находится на поверхности, ожидая, что что-то с другим электрическим потенциалом приблизится к нему. Когда он находит другой проводник с другим электрическим потенциалом, он притягивается к нему, иногда выделяя при этом тепло и искру.Когда два проводника соединены, любая разница в их электрических потенциалах устраняется. Когда электрический потенциал между двумя проводниками одинаков, электрические разряды (искры) не могут возникнуть.

Соединение замыкает цепи. Предположим, вы хотите перекачать галлон растворителя для краски из бочки в металлическое ведро. Бочка должным образом заземлена, и к ней подсоединен насос. Чтобы замкнуть цепь и убедиться, что при дозировании разбавителя не возникает искры, ведро необходимо прикрепить к насосу.

Соединение (или соединение) всех элементов уравнивает любую потенциальную энергию среди проводников, замыкая цепь и предоставляя этой энергии безопасный путь к земле.

Как и заземление, соединительные узлы должны обеспечивать контакт металлических поверхностей, чтобы быть эффективными. С соединяемых участков необходимо удалить краску, покрытия, жир или грязь.

Соединения для соединения и заземления

Соединение и заземление можно выполнять с помощью кабелей одного и того же типа. Обычно соединительные и заземляющие кабели (или провода) изготавливаются из меди или другого высокопроводящего металла.На каждом конце имеется зажим, зажим или проушина для облегчения соединения или заземления. Соединительные кабели не являются надежными узлами соединения/заземления и не должны использоваться для соединения или заземления.

Для соединения и заземления обычно используются следующие зажимы и зажимы:

Ручные зажимы

  • Подходит как для соединения, так и для заземления
  • Очень прочный
  • Мощная пружина зажима обеспечивает прочное соединение

 

Зажимы типа «крокодил»

  • Обычно используется для склеивания
  • Легче манипулировать, чем ручные зажимы
  • Может смещаться легче, чем ручные зажимы

 

С-образные зажимы

  • Обычно используется для заземления на трубы или верхние кромки бочек
  • Чаще всего используется в местах, где контейнер или предмет не будут часто перемещать
  • Имеет болт, который помогает предотвратить смещение зажима и кабеля

 

Люверсы

  • Чаще всего используется для заземления механизмов, шкафов или вещей, которые не часто перемещаются или заменяются
  • Облегчает использование винта для более прочного крепления узла соединения или заземления

 

Провода или кабели

Подобно «заземлению» и «заземлению», термины «провода» и «кабели» используются взаимозаменяемо применительно к устройствам для соединения и заземления.Как уже упоминалось, провода обычно медные, потому что они прочные и проводящие. Провода могут быть изолированными или неизолированными.

Большинство организаций используют неизолированные провода, поскольку их легче проверять. Но в местах, где используются абразивные материалы или в агрессивных средах, изоляция поможет защитить провода во время их использования. NFPA 77, Глава 7.4.1.5 разъясняет, что любой тип может использоваться для соединения и заземления.

Направление статического электричества путем соединения и заземления бочек, резервуаров и контейнеров устраняет не только чувство покалывания после удара.Он обеспечивает безопасный путь для направления статической энергии, предотвращая искры и взрывы.

Есть вопросы по соединению и заземлению? Спросите нас в разделе комментариев.

Защита от замыканий на землю — Реле защиты

Что такое замыкание на землю?

Замыкание на землю — это непреднамеренный контакт между проводником под напряжением и землей или корпусом оборудования.Обратный путь тока повреждения проходит через систему заземления и любой персонал или оборудование, которые становятся частью этой системы. Замыкания на землю часто являются результатом пробоя изоляции. Важно отметить, что влажная, влажная и пыльная среда требует особого внимания при проектировании и обслуживании. Поскольку вода является проводящей, она подвергает разрушению изоляцию и повышает вероятность развития опасностей.


Для чего нужно заземление?

Основной целью заземления электрических систем является обеспечение защиты от электрических неисправностей.Однако это не было реализовано до 1970-х годов. До этого большинство коммерческих и промышленных систем были незаземленными. Хотя незаземленные системы не вызывают значительных повреждений во время первого замыкания на землю, многочисленные недостатки, связанные с замыканиями на землю, привели к изменению философии заземления. Есть и другие преимущества заземленной системы, такие как снижение опасности поражения электрическим током и защита от молнии.

Электрические неисправности можно разделить на две категории: междуфазные замыкания и замыкания на землю.Исследования показали, что 98% всех электрических неисправностей связаны с замыканием на землю (Источник: Woodham, Jack, P.E. «Основы систем заземления», 1 мая 2003 г.). Там, где плавкие предохранители могут защитить от междуфазных замыканий, обычно требуется дополнительная защита, например реле защиты, для защиты от замыканий на землю.

ВЕДУЩИЕ ИСТОЧНИКИ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

% ОТ ВСЕХ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Воздействие влаги

22.5%

Замыкание инструментами, грызунами и т. д.

18,0%

Воздействие пыли

14,5%

Другие механические повреждения

12.1%

Воздействие химических веществ

9,0%

Нормальное ухудшение с возрастом

7,0%

Таблица 1

Например, в приведенной ниже цепи тостера черный или горячий провод закорочен на металлический корпус тостера.Когда цепь замыкается, весь или часть тока проходит через корпус тостера, а затем через зеленый провод заземления. Когда протекает достаточный ток (обычно 6 x 15 А = 90 А), автоматический выключатель размыкается. Реле защиты может быть установлено для обнаружения токов до 5 мА, что отключит автоматический выключатель на значительно более низком уровне, следовательно, намного быстрее, чем традиционный автоматический выключатель.

Хотя в приведенном выше примере показана однофазная цепь с глухозаземленным заземлением, в трехфазных цепях используется тот же принцип, который будет рассмотрен позже.Реле и мониторы специально разработаны для поиска ведущих инициаторов, указанных в таблице 1, путем обнаружения незначительных изменений тока, напряжения, сопротивления или температуры.

Какие проблемы вызывают случайное срабатывание реле замыкания на землю?

Гармоники и высокочастотный шум, особенно на третьей гармонике, проявляются как ток короткого замыкания. Электрический шум становится все более серьезной проблемой, поскольку все больше пользователей используют частотно-регулируемые приводы, инверторы, аккумуляторные батареи/ИБП и даже светодиодное освещение.Чтобы избежать ложных срабатываний, выберите высококачественное реле защиты от замыканий на землю, которое устраняет частоты гармоник и другие помехи при измерениях.

Каковы преимущества использования заземленной системы по сравнению с незаземленной?

Одной из основных проблем незаземленной системы является риск кратковременного перенапряжения. Прерывистое или дуговое замыкание на землю может привести к нарастанию напряжения в системе, напряжению и ухудшению изоляции и, как следствие, к напряжению в 6 раз превышающему номинальное напряжение системы.Еще одним преимуществом заземленной системы является простота обнаружения замыкания на землю. Незаземленные системы не позволяют току замыкания на землю протекать при первом повреждении, а вместо этого снижают напряжение на поврежденной фазе во всей системе. Заземленные системы могут использовать токовые реле замыкания на землю, чтобы точно определить место неисправности.

Что касается ошибок, сколько видов ошибок может быть?

Существует 3 различных типа замыканий: межфазные замыкания, трехфазные замыкания и замыкания на землю.Межфазные замыкания или «короткие замыкания» обнаруживаются внутри устройства, когда перегруженный электрический ток протекает по проводу и сжигает его. Согласно учебнику Дунки-Джейкобса, 95 % неисправностей являются замыканиями на землю, 4 % считаются межфазными замыканиями и 1 % считаются трехфазными замыканиями.

Что делают реле замыкания на землю?

В электрических цепях ток возвращается к своему источнику. Реле замыкания на землю с током может искать ток замыкания на землю одним из двух способов: 1.) Нулевая последовательность. Здесь реле смотрит на фазные проводники, чтобы убедиться, что все ток, поступающий от источника, возвращается по тем же проводникам. Если некоторые из ток возвращается к источнику по другому пути (обычно через землю), реле замыкания на землю обнаружит эту разницу и, если она превысит заданный количество в течение заданного промежутка времени, сработает реле замыкания на землю. 2.) Прямое измерение. Реле замыкания на землю также может считывать ток в соединение между нейтралью трансформатора и землей (даже при наличии заземления нейтрали). резистор).Замыкание на землю в любом месте системы вернет ток через этот путь.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.