Legarea la pământ a echipamentelor electrice și a rețelelor comerciale

De ce sunt împământate instalațiile electrice, ce pericol prezintă circuitele neîmpământate pentru oameni și, în final, în ce cazuri și cum se face împământarea în industrie? Întrebările noastre și la alte întrebări vor primi răspuns în articolul nostru. Veți învăța cum să instalați fire de împământare, cum să puneți fire pentru ele în diferite condiții; ce este interzis și ce este permis să fie folosit pentru dispozitivul de împământare de protecție. Vom vorbi despre nuanțele mantoalelor cablurilor de împământare și despre cum sunt așezate firele în încăperi uscate și umede.

În ciuda faptului că firele rețelelor electrice sunt izolate electric unele de altele și de pământ, izolarea firelor nu poate interfera cu curenții capacitivi, deoarece rețeaua electrică și pământul formează plăcile unui condensator alungit, între care există un curent capacitiv care curge inevitabil. Adică, există întotdeauna un circuit parazit care este scurtcircuitat la masă prin această capacitate. Prin urmare, în caz de contact accidental, chiar și atingerea unui fir izolat, o persoană este expusă riscului de electrocutare.

Desigur, deteriorarea firelor cu un potențial alternativ ridicat este un pericol mult mai mare pentru oameni, dar pentru a se proteja împotriva consecințelor scurtcircuitarii cutiilor conductoare ale echipamentului, aceste mantale în sine sunt conectate în prealabil la pământ cu ajutorul a dispozitivelor de împământare.

În diferite instalații electrice industriale pentru tensiuni de până la 1000 de volți cu un zero solid împământat al unei surse monofazate sau cu un neutru împământat, precum și la consumatorii permanenți cu un punct neutru solid împământat, resetarea se efectuează astfel încât în în caz de urgență, deschiderea va avea loc automat și în același timp atât de rapid... Viteza de reacție depinde de dispozitivul de protecție selectat.

În acest scop, părțile echipamentului care pot intra accidental sub tensiune înaltă într-o situație de urgență sunt neutralizate, conectate la un conductor neutru împământat al rețelei. De exemplu, dacă corpul dispozitivului de iluminat este scurtcircuitat și corpul este neutralizat, atunci siguranțele vor funcționa automat și tensiunea din circuit va fi imediat eliminată. PUE prescrie instalarea majorității instalațiilor de 380 și 220 volți cu un neutru solid împământat (conectat direct la dispozitivul de împământare).

În instalațiile electrice cu o tensiune de lucru de până la 1000 de volți cu un neutru izolat și ori de câte ori tensiunea de lucru este mai mare de 1000 de volți, se efectuează împământare, al cărei sens este reducerea curentului care poate trece printr-o persoană la un nivel neglijabil. valoare mică.Acest lucru se realizează prin împământarea părților echipamentului, iar dispozitivul de împământare trebuie să aibă o rezistență semnificativ mai mică decât cea a corpului uman, care, la rândul său, are o rezistență în intervalul 800 Ohm — 100 kOhm, care depinde de mulți factori, inclusiv fiziologice (sănătate, încălțăminte, haine etc.).

Pentru echipamentele electrice cu un neutru izolat și o clasă care nu depășește 1000 volți, rezistența circuitului de împământare nu trebuie să depășească 4 ohmi, iar pentru instalațiile cu un neutru împământat: pentru 660 V - nu mai mult de 2 ohmi, pentru 380 V - nu mai mult de 4 ohmi, iar pentru 220 V — nu mai mult de 8 ohmi. Pentru echipamentele de înaltă tensiune evaluate între 3000 și 35000 de volți, rezistența dispozitivelor de împământare este calculată folosind formula 125 / (curent la masă în timpul defecțiunii), în timp ce este normalizată la maximum 10 ohmi.

Dacă împământarea este comună pentru echipamente cu diferite clase de tensiune, atunci rezistența acesteia trebuie să fie mai mică sau egală cu valorile limită superioară, în caz contrar protecția nu va da efectul necesar din punct de vedere al siguranței din cauza unei căderi semnificative de tensiune asupra elementelor echipamentului.

Instalatii electrice cu curent alternativ trifazat pentru 380 volti si mai mult; Echipament de curent continuu pentru 440 volți sau mai mult, întotdeauna complet cu neutru sau masă. În atelierele cu pericol deosebit, precum și în instalațiile exterioare cu tensiune alternativă de 42 volți și în echipamentele cu tensiune continuă de 110 volți, se fac întotdeauna și împământare sau împământare. Echipamentele explozive fără opțiuni sunt puse la zero sau împământate, indiferent de nivelul tensiunii de funcționare, deoarece orice scânteie sau încălzire accidentală poate duce la tragedie.

Elemente exterioare neutre sau împământate ale transformatoarelor, motoarelor și generatoarelor, dispozitivelor de iluminat, diverse dispozitive, precum și acționărilor, bobinelor de măsurare ale transformatoarelor de curent, carcase exterioare ale panourilor, elemente mobile și mobile ale structurilor cu echipamente electrice instalate în acestea, bucșe pentru cabluri și altele structuri de cabluri care conduc impletituri atat de fire cat si de cabluri, tuburi conductoare pentru protectia firelor electrice, cadre de bare colectoare, cabluri etc. Acest lucru se aplică atât echipamentelor electrice staționare, cât și mobile, ambele se găsesc în industrie.

Dar există momente când împământarea nu este necesară. Deci, ele nu leagă la pământ și nu leagă la pământ carcasele echipate cu izolație suplimentară și carcasele acelor consumatori electrici care nu sunt conectați direct la rețea, ci printr-un transformator de izolare. Este permis să nu se efectueze deloc împământarea și să nu se împământeze carcasele instalate direct pe structuri conductoare deja împământate sau împământate, cu un contact sigur între ele. Acesta nu face obiectul acestui articol, dar astfel de măsuri de protecție împotriva contactului indirect sunt menite să protejeze instalațiile electrice.

Fiecare dintre elementele neutre sau de împământare ale receptorului electric compozit este conectat la rețeaua neutră sau de împământare prin propria sa priză personală. Este interzisă conectarea părților instalației protejate în serie între ele și apoi în neutru de protecție sau în conductorul de împământare.

Cu toate acestea, mai multe structuri diferite, cum ar fi cadrul macaralei și șinele, pot fi conectate în serie dacă sunt utilizate direct ca protecție pentru neutru sau bare de împământare sau dacă sunt ele însele linii de împământare sau de împământare. Cu toate acestea, fiecare șurub de pe linia neutră sau de masă fixează un fir separat.

Când o persoană lucrează cu o unealtă electrică, încă atinge carcasa conductivă, iar în cazul unor probleme de izolație, carcasa poate fi uneori afectată de tensiunea de la rețea, ceea ce este periculos pentru muncitor. Instrumentul electric de instalare este adesea alimentat de la scut, unde siguranțele acționează ca dispozitive de protecție, dar se declanșează numai atunci când este absorbit un curent semnificativ. Dar rezistența firului în bucla de închidere joacă împotriva noastră, iar operația de protecție poate dura mai mult de o secundă, iar acest lucru este deja periculos pentru corpul uman.

Pentru a evita riscul, se folosesc dispozitive automate de curent rezidual, care au un timp să funcționeze nu mai mult de 210 ms după momentul defectării la masă sau a cadrului.

Dispozitivele de protecție de acest tip sunt de diferite tipuri: pentru monitorizarea continuității circuitului de împământare, pentru monitorizarea izolației fazelor (de la pământ), pentru protecție împotriva curentului de fază care pătrunde în cutie, pentru protecție împotriva defecțiunilor bifazate sau monofazate cu pământ. , pentru protecție împotriva contactului direct cu curent vulnerabil la elementele carcasei. Dispozitivele de control al bunurilor de larg consum C-901 și IE-9807 au o sensibilitate de 10 mA și un timp de răspuns mai mic de 51 ms. Astfel de dispozitive nu permit curentului să aibă timp să dăuneze unei persoane.

În scopul împământării instalațiilor electrice, se folosesc în primul rând conductori naturali de împământare, acolo unde rezistența de dispersie îndeplinește PUE. Aceasta poate fi o fundație din beton armat a unei clădiri, o conductă de apă îngropată, o carcasă etc. Este interzisă împământarea echipamentelor electrice pe conducte cu combustibil transportat prin acestea, pe conducte din fontă, pe conducte temporare.

În primul rând, conductoarele neutre de funcționare standard funcționează ca conductori neutru și de masă; fire pentru scopuri speciale; structuri conductoare ale clădirilor și părți ale structurilor industriale, de exemplu, puțuri de lift, șine sub macarale etc., diverse conducte, mantale de cabluri de alimentare, cutii de cablaje electrice.

Este interzisă utilizarea ca conductori de împământare: mantale de țevi izolatoare, ondulații care transportă cabluri, mantale de plumb și armături de protecție a firelor și cablurilor, deoarece acestea însele trebuie să fie împământate corespunzător. Instalațiile electrice și elementele conductoare ale infrastructurii clădirii, precum și toate tipurile de conducte, sunt conectate la rețeaua de împământare sau de împământare pentru a-și egaliza potențialul. Contactul natural al metalelor în îmbinări este suficient.

Dacă este încă necesar un electrod de pământ artificial, atunci se folosesc electrozi de pământ industrial îngropați, orizontali și verticali. Pentru producția lor, se utilizează de obicei oțel rotund cu un diametru de 10 până la 16 mm, mai des oțel bandă 40 pe 4 mm sau unghiular 50 pe 50 pe 5 mm. Cele verticale au o lungime de 2,5 până la 5 metri, se înșurubează (până la 5 metri) sau se introduc (până la 3 metri) adânc în sol cu ​​mâna sau cu ajutorul unei unelte electrice sau alte instrumente speciale.

Instalațiile electrice conectate la pământ cu o rezistență mai mare de 200 Ohm-m sunt împământate cu un electrod profund împământat sau pământul este tratat suplimentar la creșterea conductibilității electrice — pentru electrozii împământați verticali, aceștia sunt așezați în straturi alternative de Ca (OH) 2 sau NaNO3 și pământ, iar diametrul unui astfel de tratament este de jumătate de metru la o treime din înălțimea tijei din partea sa superioară. După terminarea așezării fiecăruia dintre straturi, acestea sunt udate succesiv cu apă.

Dacă în apropiere există zone de pământ cu conductivitate mai mare, aceștia recurg la electrozi de împământare la distanță folosind cabluri sau fire suplimentare. În condiții de permafrost, electrozii de pământ sunt instalați în zonele dezghețate, rezervoare, precum și în puțuri de tip artezian.

Oțelul este folosit în mod tradițional ca material pentru conductorii staționari de împământare, cu excepția cazului în care, bineînțeles, nu este utilizat al patrulea conductor neutru al unui sistem trifazat (cuprul). Tabelul prezintă dimensiunile minime pentru conductorii neutru și de împământare, inclusiv conductorii de împământare din oțel. La o tensiune a unei instalații electrice cu un neutru izolat de 1000 volți, rezistența firelor de împământare, conform PUE, nu poate depăși de mai mult de 3 ori rezistența firelor de fază. Valorile minime admise ale secțiunii transversale sunt indicate în tabele.

Pentru instalațiile electrice cu o tensiune de până la 1000 de volți, în spații industriale, în ateliere, se utilizează o linie de împământare, o magistrală de oțel cu o secțiune transversală de cel puțin 100 mm pătrați și pentru o tensiune mai mare de 1000 de volți , secțiunea transversală minimă pentru acesta este de 120 mm pătrați.Utilizarea structurilor metalice, conductelor, echipamentelor ca conductor neutru de lucru este interzisă.

Instalațiile electrice mobile pentru împământare sau împământare utilizează un fir separat sub formă de miez ca parte a unui cablu, într-o singură manta comună firelor de fază, cu aceeași secțiune transversală ca și firele de fază.

Pentru împământare și ca conductoare neutre de protecție pe echipamente explozive, în industriile periculoase se folosesc fire specializate. De asemenea, puteți utiliza structuri metalice, țevi de oțel, mantale de cablu etc., dar numai ca măsură auxiliară, în primul rând, ar trebui să existe un fir special de împământare.

Pentru instalațiile explozive cu un neutru împământat la o tensiune de până la 1000 de volți, împământarea rețelelor de alimentare se realizează cu un cablu suplimentar: al patrulea - pentru rețelele trifazate și al treilea - pentru bifazat și monofazat. -rețele de fază. Chiar și rețelele de iluminat monofazate din zonele periculoase din clasa B-1 sunt echipate cu un al treilea conductor de protecție.

Atunci când structurile naturale nu îndeplinesc cerințele PUE, nu există altă cale de ieșire decât construirea de electrozi de împământare artificiali.

Sunt instalați electrozi de împământare încastrați, care sunt așezați pe fundul gropii deja la începutul instalării fundației structurii, în stadiul de construcție. Electrozii de împământare verticali sunt antrenați sau pur și simplu apăsați în pământ folosind dispozitive speciale, cum ar fi mașini pilot automate sau prese hidraulice. Partea superioară este așezată la o altitudine de 0,6 până la 0,7 metri sub nivelul marcajului de la sol, iar înălțimea proeminenței din partea inferioară a gropii este de 0,1 până la 0,2 metri.Acest lucru se face astfel încât să fie apoi convenabil să sudați firele de legătură sub formă de benzi sau tije cilindrice.

Conductoarele sunt conectate în circuite de masă prin sudare prin suprapunere. Dacă solul este agresiv și poate duce la coroziunea metalelor, atunci secțiunea transversală a electrozilor împământați este crescută, electrozii împămânțiți din cupru sau galvanizați sunt utilizați ca alternativă rezistentă la coroziune, iar pentru o mai mare fiabilitate electrice anticorozive (catodice) se adauga protectie.

Protecția țevilor de azbest se adaugă conductoarelor orizontale de împământare dacă acestea traversează utilități subterane, căi ferate și alte structuri care pot contribui la deteriorarea mecanică a oricăreia dintre structurile care se intersectează. Când instalarea este finalizată și groapa de fundație este pregătită pentru rambleul final, se întocmește un act obligatoriu în care se consemnează legal că s-a efectuat pozarea ascunsă.

Conductoarele de protecție neutră și de împământare ar trebui, dacă este posibil, să fie ușor accesibile pentru diagnosticare și inspecție. Acest lucru, desigur, nu se aplică miezurilor și învelișurilor cablurilor, țevilor cu conductori ascunși și structurilor metalice care sunt inițial amplasate în fundații și în pământ, conductoare neutre și de împământare instalate în țevi ascunse, neutilizabile și de neînlocuit.

Dacă camera este uscată, atunci firele de împământare sunt așezate direct pe baza de cărămidă sau beton, barele conductoare sunt atașate la aceasta cu dibluri. În zonele umede, sunt necesare distanțiere sau suporturi pentru a menține firul la 1 cm sau mai mult de bază.

Pe suprafețele drepte ale fundației, firele se fixează la o distanță de 60-100 cm între elemente de fixare, iar la coturi - cu o marjă de 100 cm de la colț și de la punctele de ramificare, la o distanță de 40-60 cm. de podea și la cel puțin 5 cm de tavanele mobile ale canalelor ... Se folosesc manșoane sau găuri de montare pentru a așeza firul de împământare prin perete, iar compensatorii sunt adăugați la intersecția compensatoarelor.

Firele de împământare sunt sudate pe elementele metalice ale instalațiilor, cu excepția conectorilor utilizați pentru măsurători. Suprapunerea sudurii se face la o lungime egală cu de șase ori diametrul firului rotund sau aproximativ egală cu lățimea benzii.

În mod tradițional, carcasele mașinilor au un șurub special pentru fixarea firului de împământare, iar mașinile montate pe skid sunt împământate prin conectarea firului direct la patină. Dacă echipamentul vibrează în timpul funcționării, instalați suplimentar o piuliță de blocare. Înainte de a îmbina suprafețele de contact, acestea sunt curățate până la strălucire și se aplică puțină vaselină cu un strat subțire.

Conductele utilizate ca electrozi de împământare sunt uneori echipate cu supape, există apometre și flanșe pe ele, în astfel de locuri sunt necesare jumperi de ocolire cu o suprafață transversală de 100 mm pătrați, care sunt sudate sau montate cu ajutorul clemelor.

Firele neutre de protecție și împământare instalate în aer liber sunt marcate special, astfel încât să poată fi distinse de alte comunicații - o bandă galbenă pe un fundal verde. Punctele de conectare ale dispozitivelor portabile de împământare nu sunt vopsite.

Armura cablurilor de control și de alimentare, împletiturile lor metalice, sunt împământate.Terminalele și conectorii cablurilor, ansamblurile de cabluri conductoare, canalele, tăvile și cablurile de fixare a cablurilor sunt, de asemenea, împământate. Conductele de oțel în interiorul cărora sunt așezate cablurile în clădiri sunt, de asemenea, împământate.

Conductoarele flexibile din cupru asigură contactul cu manta și armura cu conectorii terminali și de legătură. La capetele liniilor, aceste fire sunt conectate la liniile de împământare. Secțiunile transversale ale conductorilor flexibili, în conformitate cu secțiunea transversală a miezului conductor al cablului, se presupune că sunt egale: 6 mp Mm pentru secțiunea transversală a conductorului cablului de până la 10 mp Mm, 10 mp pentru cablu 16-35 mp, 16 mp pentru 50-120 mp și 25 mp pentru 150-240 mp.

Pentru a asigura continuitatea circuitului de împământare al cablurilor, lipirea este utilizată în îmbinările cu conectori de plumb: de la un capăt al cablului, firul de împământare este lipit de scut, apoi împământul este lipit de centrul conectorului, apoi la ecranul de la capătul următoarei bucăți de cablu. Pentru împământarea cutiilor și tăvilor conductoare, instalarea se realizează în același mod - cel puțin în mai multe locuri sunt lipite la ambele capete ale liniei.

Dacă cablul este așezat pe cabluri, atunci toate părțile conductoare, inclusiv cablul în sine, sunt împământate. Țevile de oțel utilizate pentru împământare sunt conectate în siguranță la un conductor neutru sau la un dispozitiv de împământare.

Pentru a menține siguranța personalului de întreținere și pentru a proteja mantaua de plumb sau de aluminiu a cablului în cazul unei defecțiuni a izolației la masă, toate învelișurile metalice și armura cablului sunt împământate, corpurile conductorilor conectorilor și suportul. structurilor.

Sperăm că acest articol v-a fost util și că acum aveți o idee despre cum și de ce se aplică împământarea instalațiilor electrice.