Защитное заземление (1)

1. Лекция 6 Защитное заземление

2. Защитное заземление

ВОПРОСЫ:
1. Назначение и область применения.
2. Устройство и требования к защитному заземлению.
3. Нормирование защитного заземления.
4. Контроль защитного заземления.
Литература:
1. Правила устройства электроустановок. 9-е издание. Раздел 1. Главы 1.1, 1.2,
1.7, 1.9. – СПб.: Изд. ДЕАН, 2016. – 176 с.

3. 1. Назначение и область применения

Заземление – это преднамеренное электрическое соединение
какой-либо точки сети, ЭУ или оборудования с
заземляющим устройством.
По назначению заземление может быть:
Рабочее (функциональное) заземление – это заземление точки
или точек токоведущих частей ЭУ, выполняемое для
обеспечения работы ЭУ (не в целях электробезопасности).
Защитное заземление –это заземление, выполняемое в целях
электробезопасности.
Повторное заземление нулевого провода – это заземление
нулевого провода, выполняемое отдельно от заземления
нейтрали для снижения напряжения прикосновения в
аварийных режимах (замыкании на корпус и обрывах
нулевого провода).

4. По расположению относительно ЭУ заземление может быть: - выносным - заземлители расположены на некотором удалении от

заземляемого обо-рудования.
Защищает только за счет малого сопротивления заземления;
- контурным - заземлители расположены по контуру вокруг заземленного оборудования на
небольшом (несколько метров) расстоянии друг от друга.
Защищает за счет наличия значительного потенциала на поверхности земли внутри контура при
однофазном замыкании на землю, и как следствие снижения напряжения прикосновения;
- в виде сетки.

5.

Заземлитель с выравниванием потенциалов внутри
контура (сетка)

6.

Защитное действие заземления заключается в создании цепи параллельной протеканию тока через человека на землю при пробое фазной изоляции на корпус электроустановки.
При этом сопротивление заземления составляет 4 Ом, а расчетное сопротивление тела человека 1000 Ом.
Ток на землю перераспределится, большая часть потечет через заземление. Человек
останется жив.

7.

Область применения защитного заземления
Защитное заземление может быть эффективным только в том случае, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопротивления заземления.
Это возможно в сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1 000 В, где при
глухом замыкании на землю или на заземленный корпус ток практически не зависит от величины сопротивления заземления. Это передвижные источники электрической энергии –
бензо- и дизель-электрические станции.
В сети с глухо заземленной нейтралью напряжением до 1 000 В ток замыкания на землю тем больше, чем меньше сопротивление заземления, что значительно снижает эффективность защитного заземления. Это практически все производственные и жилые электрические сети.
Поэтому, согласно ПУЭ в электрических сетях до 1000 В с глухозаземленной нейтралью защитное заземление применяется совместно с защитным автоматическим отключением питания.

8.

В соответствии с ПУЭ обязательному заземлению подлежат:
1) корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т. п.;
2) приводы электрических аппаратов;
3) каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также
съемных или открывающихся частей, если на последних установлено электрооборудование напряжением выше 50 В переменного тока или более 120 В постоянного тока;
4) металлические конструкции распределительных устройств, кабельные конструкции,
кабельные муфты, оболочки и броню контрольных и силовых кабелей, оболочки проводов,
рукава и трубы электропроводки, кожухи и опорные конструкции шинопроводов (токопроводов), лотки, короба, струны, тросы и полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым проложены кабели с заземленной или зануленной металлической оболочкой или броней), а также другие металлические конструкции, на которых устанавливается электрооборудование;
5) металлические оболочки и броню контрольных и силовых кабелей и проводов на
напряжения до 50 В переменного тока и до 120 В постоянного тока, проложенные на общих металлических конструкциях, в том числе в общих трубах, коробах, лотках и т. п., с
кабелями и проводами на более высокие напряжения;
6) металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников;
7) электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков, машин и механизмов.

9.

2. Устройство и требования к защитному заземлению
Для устройства заземления ЭУ могут быть использованы естественные и искусственные заземлители.
Под естественными заземлителями следует понимать находящиеся в соприкосновении
с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений производственного назначения, используемые для целей заземления.
Под искусственными заземлителями понимают заземлители, специально выполненные
для целей заземления. Для их сооружения необходимы дополнительные трудозатраты.
Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными.
Они не должны иметь окраски.
Стержни длиной 2,5 - 3 м погружаются (забиваются) в грунт вертикально в специально
подготовленной вокруг защищаемой территории траншее.
Заземлители закладывают как можно глубже. Это необходимо, чтобы обеспечить контакт с точками грунта, не подверженными промерзанию или высыханию.
По типу расположения одиночных заземлителей заземляющие устройства делятся на
две группы:
- одиночные заземлители, когда в качестве заземляющего устройства используется один
вертикальный электрод или протяженный электрод;
- групповые сосредоточенные заземлители, когда одиночные заземлители располагаются друг от друга на расстоянии не более длины электрода.
Одиночные заземлители могут располагаться по контуру и в ряд.
На практике в большинстве случаев используют не одиночные, а групповые сосредоточенные заземлители. С помощью таких заземлителей удается достичь требуемого нормами малого сопротивления заземлителя.

10.

Установка трубчатого заземлителя в траншее

11.

В соответствии с ПУЭ к искусственым заземлителям предъявляются следующие
требования.
Минимальный размер должен быть:
Требования к подключению заземляющего проводника к внутреннему контуру заземления:
1. На проводе должен быть опрессованный наконечник.
2. Место подключения (болт) должен быть очищен от краски и коррозии.
3. Шайба, наконечник, шайба, гровер, гайка.
4. Место соединения покрыто антикоррозионной смазкой.

12.

3. Нормирование защитного заземления
в сетях до 1000 В с глухозаземленной нейтралью
Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы источника однофазного тока, в любое время года
должно быть не более при линейных напряжениях источника трехфазного или однофазного тока:
- при 660В или 380 В – не более 2 Ом;
- при 380 В или 220 В – не более 4 Ом;
- при 220 В или 127 В – не более 8 Ом.
Сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали
генератора или трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть при
линейных напряжениях источника трехфазного или однофазного тока :
- при 660 или 380 В - не более 15 Ом;
- при 380 В или 220 В – не более 30 Ом;
- при 220 В или 127 В – не более 60 Ом.
При удельном сопротивлении земли 100 Ом м допускается увеличивать указанные
нормы в 0,01 раз, но не более десятикратного.
Например, = 120 Ом м, тогда 120х0,01 = 1,2х4 = 4,8 Ом. Т.е., норма уже будет 4,8 Ом.

13.

4. Контроль защитного заземления
На каждое, находящееся в эксплуатации, заземляющее устройство должен быть заведен
паспорт, содержащий:
- исполнительную схему устройства с привязками к капитальным сооружениям;
- указана связь с надземными и подземными коммуникациями и с другими заземляющими устройствами;
- дату ввода в эксплуатацию;
- основные параметры заземлителей (материал, профиль, линейные размеры);
- величину сопротивления растеканию тока заземляющего устройства;
- удельное сопротивление грунта;
- данные по напряжению прикосновения (при необходимости);
- данные по степени коррозии искусственных заземлителей;
- данные по сопротивлению металлосвязи оборудования с заземляющим устройством;
- ведомость осмотров и выявленных дефектов;
- информацию по устранению замечаний и дефектов.
К паспорту должны быть приложены:
- результаты визуальных осмотров;
- результаты осмотров со вскрытием грунта;
- протоколы измерения параметров заземляющих устройств;
- данные о характере ремонтов и изменениях, внесенных в конструкцию устройства.

14.

Для определения технического состояния заземляющего устройства должны проводиться:
- визуальные осмотры видимой части;
- осмотры заземляющего устройства с выборочным вскрытием грунта;
- измерение параметров заземляющего устройства.
Визуальные осмотры видимой части
Визуальные осмотры видимой части заземляющего устройства должны производиться
по графику, но не реже 1 раза в 6 месяцев ответственным за электрохозяйство предприятия
или работником им уполномоченным.
При осмотре оценивается:
- состояние контактных соединений между защитным проводником и оборудованием;
- наличие антикоррозионного покрытия;
- отсутствие обрывов.
Результаты осмотров должны заноситься в паспорт заземляющего устройства.
Осмотры заземляющего устройства с выборочным вскрытием грунта
Осмотры заземляющего устройства с выборочным вскрытием грунта должны производиться в соответствии с графиком планово-предупредительных работ, но не реже одного раза в 12 лет.
При вскрытии грунта должна производиться инструментальная оценка степени коррозии контактных соединений.
Элемент заземлителя должен быть заменен, если разрушение более 50 % его сечения.
Результаты осмотров должны оформляться актами.

15.

Измерение параметров заземляющего устройства
Для определения технического состояния заземляющего устройства в соответствии с
нормами испытаний электрооборудования должны производиться:
- измерение сопротивления заземляющего устройства;
- измерение напряжения прикосновения (в электроустановках, заземляющее устройство
которых выполнено по нормам на напряжение прикосновения);
- проверка наличия цепи между заземляющим устройством и заземляемыми элементами, а также соединений естественных заземлителей с заземляющим устройством;
- измерение токов короткого замыкания электроустановки, проверка состояния пробивных предохранителей;
- измерение удельного сопротивления грунта в районе заземляющего устройства.
Измерения должны выполняться в период наибольшего высыхания грунта.
Результаты измерений оформляются протоколами.

16.

Измерение сопротивления заземляющего устройства
В настоящее время сопротивление заземлителя измеряют, как правило, по методу амперметра и вольтметра.
Для измерения сопротивлений сложных заземлителей следует применять следующие
схемы расположения токового Т и потенциального П электродов.

17.

Для измерения сопротивления растеканию заземлителей используются измерители заземления М-416 или Ф-4103М1.
М-416
Ф-4103М1

18.

Схема подключения измерителя сопротивления заземлителя
Схема измерения удельного сопротивления грунта