Защитное заземление и зануление электроустановок

Защитное заземление и зануление электроустановок

Заземление электроустановки — преднамеренное электрическое соединение ее корпуса с заземляющим устройством.

Заземление электроустановок бывает двух типов: защитное заземление и зануление, которые имеют одно и тоже назначение — защитить человека от поражения электрическим током, если он прикоснулся к корпусу электроприбора, который из-за нарушения изоляции оказался под напряжением.

Защитное заземление — преднамеренное соединение с землей частей электроустановки. Применятся в сетях с изолированной нейтралью, например, в старых домах с сетями 220 В.

В случае возникновения пробоя изоляции между фазой и корпусом электроустановки корпус ее может оказаться под напряжением. Если к корпусу в это время прикоснулся человек — ток, проходящий через человека, не представляет опасности, потому что его основная часть потечет по защитному заземлению, которое обладает очень низким сопротивлением. Защитное заземление состоит из заземлителя и заземляющих проводников.

Есть два вида заземлителей — естественные и искусственные.

К естественным заземлителям относятся металлические конструкции зданий, надежно соединенные с землей.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы, стержни или уголок, длиной не менее 2,5 м, забитых в землю и соединенных друг с другом стальными полосами или приваренной проволокой. В качестве заземляющих проводников, соединяющих заземлитель с заземляющими приборами обычно используют стальные или медные шины, которые либо приваривают к корпусам машин, либо соединяют с ними болтами. Защитному заземлению подлежат металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, щиты, шкафы.

Защитное заземление значительно снижает напряжение, под которое может попасть человек. Это объясняется тем, что проводники заземления, сам заземлитель и земля имеют некоторое сопротивление. При повреждении изоляции ток замыкания протекает по корпусу электроустановки, заземлителю и далее по земле к нейтрали трансформатора, вызывая на их сопротивлении падение напряжения, которое хотя и меньше 220 В, но может быть ощутимо для человека. Для уменьшения этого напряжения необходимо принять меры к снижению сопротивления заземлителя относительно земли, например, увеличить количество искусственных заземлителей.

Зануление — преднамеренное электрическое соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением с глухо заземленной нейтралью с нулевым проводом. Это приводит к тому, что замыкание любой из фаз на корпус электроустановки превращается в короткое замыкание этой фазы с нулевым проводом. Ток в этом случае возникает значительно больший, чем при использовании защитного заземления, и защитная аппаратура сработает эффективнее. Быстрое и полное отключение поврежденного оборудования — основное назначение зануления.

Различают нулевой рабочий проводник и нулевой защитный проводник.

Нулевой рабочий проводник служит для питания электроустановок и имеет одинаковую с другими проводами изоляцию и достаточное сечение для прохождения рабочего тока.

Нулевой защитный проводник служит для создания кратковременного тока короткого замыкания для срабатывания защиты и быстрого отключения поврежденной электроустановки от питающей сети. В качестве нулевого защитного провода могут быть использованы стальные трубы электропроводок и нулевые провода, не имеющие предохранителей и выключателей.

Обозначения системы заземления

Системы заземления различаются по схемам соединения и числу нулевых рабочих и защитных проводников.

Первая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания:

T — непосредственное соединения нейтрали источника питания с землёй.

I — все токоведущие части изолированы от земли.

Вторая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания:

T — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с землёй, независимо от характера связи источника питания с землёй.

N — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания.

Буквы, следующие через чёрточку за N, определяют способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников: C — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечивается одним общим проводником PEN.

S — функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками.

заземление электроустановка ток

Основные системы заземления

1. Система заземления TN-C.

К системе TN-C относятся трехфазные четырехпроводные (три фазных проводника и PENпроводник, совмещающий функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников) и однофазные двухпроводные (фазный и нулевой рабочий проводники) сети зданий старой постройки. Эта система простая и дешевая, но она не обеспечивает необходимый уровень электробезопасности.

2. Система заземления TN-C-S.

В настоящее время применение системы TN-C на вновь строящихся и реконструируемых объектах не допускается. При эксплуатации системы TN-C в здании старой постройки, предназначенном для размещения компьютерной техники и телекоммуникаций, необходимо обеспечить переход от системы TN-C к системе TN-S (TN-C-S).

Система TN-C-S характерна для реконструируемых сетей, в которых нулевой рабочий и защитный проводники объединены только в части схемы, во вводном устройстве электроустановки (например, вводном квартирном щитке). Во вводном устройстве электроустановки совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник PEN разделен на нулевой защитный проводник PE и нулевой рабочий проводник N. При этом нулевой защитный проводник PE соединен со всеми открытыми токопроводящими частями электроустановки. Система TN-C-S является перспективной для нашей страны, позволяет обеспечить высокий уровень электробезопасности при относительно небольших затратах.

3. Система заземления TN-S.

В системе TN-S нулевой рабочий и нулевой защитный проводники проложены отдельно. Все открытые проводящие части электроустановки соединены отдельным нулевым защитным проводником PE. Такая схема исключает обратные токи в проводнике РЕ, что снижает риск возникновения электромагнитных помех. Хорошим вариантом для минимизации помех является пристроенная трансформаторная подстанция (ТП), что позволяет обеспечить минимальную длину проводника от ввода кабелей электроснабжения до главного заземляющего зажима. Система TN-S при наличии пристроенной подстанции не требует повторного заземления, так как на этой подстанции имеется основной заземлитель. Такая система широко распространена в Европе.

4. Система заземления TT.

В системе TT трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землёй. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с землёй через заземлитель, электрически не зависимый от заземлителя нейтрали трансформаторной подстанции.

5. Система заземления IT.

В системе IT нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части заземлены. Ток утечки на корпус или на землю в будет низким и не повлияет на условия работы присоединенного оборудования. Такая система используется, как правило, в электроустановках зданий, к которым предъявляются повышенные требования по безопасности.

Схема контурного заземления. 1 —Заземлители, 2 — Заземляющие проводники, 3. — Заземляемое оборудование, 4. — Производственное здание.

Схема заземления дома с применением системы TN-C-S. 1. Водонагреватель, 2. Заземлитель молниезащиты, 3. Металлические трубы водопровода, канализации, газа, 4. Главная заземляющая шина, 5. Естественный заземлитель (арматура фундамента здания)

Меры для защиты от поражения электрическим током

Для защиты человека от поражения электрическим током применяют защитные средства — резиновые перчатки, инструмент с изолированными ручками, резиновые боты, резиновые коврики. предупредительные плакаты.

Контроль изоляции проводов.

Для предупреждения несчастных случаев от поражения электрическим током необходимо контролировать состояние изоляции проводов электроустановок. Состояние изоляции проводов проверяют в новых установках, после реконструкции, модернизации, длительного перерыва в работе. Профилактический контроль изоляции проводов проводят не реже 1 раза в 3 года. Сопротивление изоляции проводов измеряют мегаомметрами на номинальное напряжение 1000 В на участках при снятых плавких вставках и при выключенных токоприемниках между каждым фазным проводом и нулевым рабочим проводом и между каждыми двумя проводами. Сопротивление изоляции должно быть не меньше 0,5 Мом.

Установка заземлений. Общие требования

1. Устанавливать заземления на токоведущие части необходимо непосредственно после проверки отсутствия напряжения.

2. Переносные заземления сначала нужно присоединить к заземляющему устройству, а затем, после проверки отсутствия напряжения, установить на токоведущие части снимать переносное заземление необходимо в обратной последовательности: сначала снять его с токоведущих частей, а затем от заземляющего устройства.

3. Установка и снятие переносных заземлений должны выполняться в диэлектрических перчатках с применением в электроустановках выше 1000 В изолирующей штанги. Закреплять зажимы переносных заземлений следует этой же штангой или непосредственно руками в диэлектрических перчатках.

4. Запрещается пользоваться для заземления проводниками, не предназначенными для этой цели, а также присоединять заземления посредством скрутки.

Установка заземлений в электроустановках подстанций и в распределительных устройствах

1. В электроустановках выше 1000 В заземляться должны токоведущие части всех фаз (полюсов) отключенного для работ участка со всех сторон, откуда может быть подано напряжение, за исключением отключенных для работ сборных шин, на которые достаточно установить одно заземление. при работах на отключенном линейном разъединителе на провода спусков со стороны ВЛ независимо от наличия заземляющих ножей должно быть установлено дополнительное заземление, не нарушаемое при выполнении операций с разъединителем.

2. Заземленные токоведущие части должны быть отделены от токоведущих частей, находящихся под напряжением, видимым разрывом (выключенными выключателями, разъединителями, отделителями или выключателями нагрузки, снятыми предохранителями, демонтированными шинами или проводами). непосредственно на рабочем месте заземление дополнительно устанавливается в тех случаях, когда эти части могут оказаться под наведенным напряжением (потенциалом), могущим вызвать поражение током, или на них может быть подано напряжение выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока от постороннего источника.

3. В ЗРУ переносные заземления устанавливаются на токоведущие части в предназначенных для этого местах. Эти места очищаются от краски и окаймляются черными полосами.

В ЗРУ и ОРУ места присоединения переносных заземлений к магистралям заземлений или к заземленным конструкциям должны быть очищены от краски и приспособлены для закрепления.

4. В электроустановках, конструкция которых такова, что установка заземления опасна (например, в некоторых распределительных ящиках, КРУ отдельных типов, сборках с вертикальным расположением фаз), при подготовке рабочего места должны быть приняты дополнительные меры безопасности, препятствующие ошибочной подаче напряжения к месту работы: приводы и отключенные аппараты запираются на замок; на ножи или верхние контакты разъединителей рубильников, автоматов и т. п. устанавливаются резиновые колпаки или специальные накладки из изоляционного материала; предохранители, включенные последовательно с коммутационными аппаратами, снимаются. Эти технические мероприятия должны быть указаны в местной инструкции по эксплуатации. При невозможности принятия указанных дополнительных мер должны быть отсоединены концы питающей линии в РУ, на щите, сборке или непосредственно на месте работы. Список таких электроустановок определяется и утверждается лицом, ответственным за электрохозяйство.

5. Установка заземлений не требуется при работе на электрооборудовании, если от него со всех сторон отсоединены шины, провода и кабели, по которым может быть подано напряжение; если на него не может быть подано напряжение путем обратной трансформации или от постороннего источника и при условии, что на этом оборудовании не наводится напряжение. Концы отсоединенных кабелей при этом должны быть замкнуты накоротко и заземлены.

6. При работах в РУ устанавливать заземление на противоположных концах линий, питающих данное РУ, не требуется, кроме случаев, когда при производстве работ необходимо снимать заземление с вводов линий.

7. В электроустановках до 1000 В при работах на сборных шинах РУ, щитов, сборок напряжение с шин должно быть снято и шины (за исключением шин, выполненных изолированным проводом) должны быть заземлены. Необходимость и возможность установления заземления на присоединения этих РУ, щитов, сборок и подключенного к ним оборудования определяет работник, выдающий наряд (распоряжение).

8. В электроустановках напряжением до 1000 В все операции по установке и снятию заземлений разрешается выполнять одному работнику с группой III из оперативных или оперативно-ремонтных работников.

Установка переносных заземлений в этом случае производится с земли при условии применения специальной изолирующей штанги, которой можно не только устанавливать, но и закреплять эти заземления.

9. В электроустановках напряжением выше 1000 В: включать заземляющие ножи разрешается одному лицу с группой IV из оперативных или оперативно-ремонтных работников;

устанавливать и снимать переносные заземления должны два работника из оперативных или оперативно-ремонтных работников с группами IV и III. Второй работник с группой III может быть из числа ремонтных работников, при этом он должен пройти инструктаж и быть ознакомлен со схемой электроустановки; отключать заземляющие ножи может работник с группой III из оперативных или оперативно-ремонтных работников.

10. Допускается временное снятие заземлений, установленных при подготовке рабочего места, если это требуется по характеру выполняемых работ.

Временное снятие и повторная установка заземлений производятся оперативным работником или (под его наблюдением) членом бригады с группой III.

Разрешение на временное снятие заземлений, а также на выполнение этих операций руководителем работ должно быть оговорено в строке наряда «Отдельные указания» с записью о том, где и для какой цели должны быть сняты заземления.

Заземление воздушных линий электропередач

1. ВЛ напряжением выше 1000 В заземляются во всех РУ и у секционирующих коммутационных аппаратов, где отключена линия.

Допускается:

ВЛ напряжением 35 кВ и выше с отпайками не заземлять на отпаечных подстанциях при условии, что линия заземлена с двух концов, а на этих подстанциях заземления установлены за отключенными линейными разъединителями (со стороны подстанции);

ВЛ напряжением от 6 до 20 кВ заземлять только в одном РУ или у одного секционирующего аппарата, либо на ближайшей к РУ или этому секционирующему аппарату опоре. В остальных РУ этого напряжения и у секционирующих коммутационных аппаратов, где ВЛ отключена, допускается ее не заземлять при условии, что на ВЛ будут наложены заземления между рабочим местом и этим РУ или секционирующими коммутационными аппаратами. На ВЛ указанные заземления следует устанавливать на опорах, имеющих заземляющие устройства; на ВЛ напряжением до 1000 В достаточно установить заземление только на рабочем месте.

2. При пофазном ремонте ВЛ заземлять в РУ провод отключенной фазы запрещается.

3. Дополнительно к заземлениям, указанным в пункте 4.7.1 настоящих Правил, на рабочем месте каждой бригады заземляются провода всех фаз, а при необходимости и тросы.

4. На одноцепных ВЛ заземление на рабочем месте необходимо устанавливать на опоре, на которой производится работа, или на соседней. Допускается установка заземлений с двух сторон участка ВЛ, на котором работает бригада, при условии, что расстояние между заземлениями не превышает 2 км.

5. При выполнении работы на проводах ВЛ в пролете пересечения с другой ВЛ, находящейся под напряжением, заземление необходимо устанавливать на опоре, где производится работа.

Если в этом пролете подвешиваются или заменяются провода либо тросы, то с обеих сторон от места пересечения заземляются как подвешиваемый, так и заменяемый провод (трос).

6. При работе на изолированном от опоры молние-защитном тросе или на конструкциях опоры, когда требуется приближение к этому тросу на расстояние менее 1,0 м, трос заземляется. Заземление нужно устанавливать в сторону пролета, где трос изолирован, или в этом пролете.

Если на этом тросе предусмотрена плавка гололеда, перед началом работы трос должен быть отключен и заземлен с тех сторон, откуда на него может быть подано напряжение.

7. Перед разрывом электрической цепи на рабочем месте (рассоединение проводов, тросов, отключение секционирующего разъединителя) заземление устанавливается по обе стороны разрыва.

8. Переносные заземления следует присоединять: на металлических опорах к их элементам, на железобетонных и деревянных опорах с заземляющими спусками к этим спускам после проверки их целости на железобетонных опорах допускается присоединять переносное заземление к арматуре или к металлическим элементам опоры, имеющим металлическую связь с арматурой.

В электросетях напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью при наличии повторного заземления нулевого провода допускается присоединять переносные заземления к нулевому проводу места присоединения переносных заземлений к заземляющим проводникам или к конструкциям должны быть очищены на деревянных опорах, не имеющих заземляющих устройств, переносное заземление на рабочем месте можно присоединить к специальному заземлителю, погруженному в грунт на глубину не менее 0,5 м, или в зависимости от местных условий к заземлителям других типов.

9. На ВЛ напряжением до 1000 В при работах, выполняемых с опор либо с телескопической вышки без изолирующего звена, заземление устанавливается как на провода ремонтируемой линии, так и на все подвешенные на этих опорах неизолированные провода, в том числе на провода связи, радиотрансляции и телемеханики.

10. На ВЛ при подвеске проводов на разных уровнях заземление устанавливается снизу вверх, начиная с нижнего провода, а при горизонтальной подвеске начиная с ближайшего провода.

11. При выполняемых с опор работах на проводах (тросах) ВЛ, проходящей в зоне наведенного напряжения, или на отключенной цепи многоцепной ВЛ, остальные цепи которой находятся под напряжением, заземление устанавливается на каждой опоре, где производится работа.

12. В зоне наведенного напряжения при работе на проводах (тросах), выполняемой с не имеющих изолирующей секции телескопической вышки или другого механизма для подъема людей, их рабочие площадки соединяются посредством переносного заземления с проводом (тросом), а сама вышка или механизм заземляются. Провод (трос) при этом должен быть заземлен на ближайшей опоре.

13. На ВЛ устанавливать переносные заземления и включать заземляющие ножи должны два оперативных работника (оперативно-ремонтные), один из которых руководитель работ с группой IV на ВЛ напряжением выше 1000 В и с группой III на ВЛ напряжением до 1000 В, а второй работник член бригады, имеющий группу III. Снимать переносные заземления допускается двум работникам, имеющим группу III. при установке и снятии заземлений один из двух работников, выполняющих эти операции, должен оставаться на земле и вести наблюдение за другим.

Отключать заземляющие ножи разрешается одному лицу с группой III из состава оперативных или оперативно-ремонтных работников.

Хранение и учет заземлений

1. Комплекты переносных заземлений должны быть пронумерованы и храниться в отведенных для этого местах. Специальные места для развески или укладки переносных заземлений должны быть обозначены в соответствии с номерами, имеющимися на этих комплектах.

2. Установка переносных заземлений, включение заземляющих ножей должно отражаться на оперативной или мнемонической схеме, в оперативном журнале и в наряде.

3. Все переносные заземления должны учитываться по номерам с указанием мест их нахождения.

Меры для защиты от поражения электрическим током

Для защиты человека от поражения электрическим током применяют защитные средства — резиновые перчатки, инструмент с изолированными ручками, резиновые боты, резиновые коврики. предупредительные плакаты.

Контроль изоляции проводов.

Для предупреждения несчастных случаев от поражения электрическим током необходимо контролировать состояние изоляции проводов электроустановок. Состояние изоляции проводов проверяют в новых установках, после реконструкции, модернизации, длительного перерыва в работе. Профилактический контроль изоляции проводов проводят не реже 1 раза в 3 года. Сопротивление изоляции проводов измеряют мегаомметрами на номинальное напряжение 1000 В на участках при снятых плавких вставках и при выключенных токоприемниках между каждым фазным проводом и нулевым рабочим проводом и между каждыми двумя проводами. Сопротивление изоляции должно быть не меньше 0,5 Мом.