Н. Сергеев - Электричество: просто и безопасно [в вопросах и ответах]
Каким требованиям должны отвечать заземляющие и зануляющие конструкции?
Для того чтобы не подвергать риску получения травм от поражения электричеством людей, находящихся вблизи электрических установок, напряжение которых не превышает 1000 В, необходимо заземлять и занулять абсолютно все металлические элементы оборудования.
При этом все заземляющие конструкции должны в полной мере соответствовать требованиям, которые предъявляются к режиму работы сетей и дополнительного предохранения от перенапряжения.
Какие термины используются при изготовлении заземления и зануления?
В процессе проведения расчетов и изготовления заземления и зануления в общепринятой практике применяют следующие термины и понятия:
— заземлитель — это проводник или даже целая группа проводников, выполненных из металла, которые находятся в непосредственном контакте с землей;
— заземляющие проводники — проводники, изготовленные из меди или алюминия, с помощью которых соединяются заземляемые элементы заземляющейся конструкции с заземлителем;
— заземление — специальное соединение элемента электроустановки с заземлителем;
— заземляющее устройство — это комплекс, включающий в себя заземлитель и заземляющие проводники;
— сопротивление заземляющего устройства — общая сумма сопротивления как самого заземлителя (ее высчитывают относительно земли) и заземляющих проводников;
— замыкание на землю — неспециальное соединение элементов электрической установки, которые находятся под напряжением, с элементами, неизолированными от земли, или же непосредственно с землей;
— замыкание на корпус — соединение отдельных деталей электроустановки с заземленными конструктивными элементами всей конструкции;
— ток замыкания на землю — это электрический ток, который входит в землю в месте замыкания;
— электроустановки с большими токами замыкания на землю — напряжение подобных установок составляет свыше 1000 В, при этом сила однофазного тока замыкания на землю составляет около 500 А, в некоторых случаях она может значительно превышать этот показатель;
— электроустановки с малыми токами замыкания на землю — напряжение в таких установках такое же высокое (более 1000 В), но в них сила однофазного тока замыкания на землю составляет максимум 500 А;
— глухозаземленная нейтраль — так называют нейтраль трансформатора или генератора, которую присоединяют к заземляющей конструкции через небольшое сопротивление или же непосредственно. В качестве малого сопротивления могут выступать трансформаторы электрического тока;
— изолированная нейтраль — такая нейтраль не присоединяется к заземляющему устройству или же соединяется с ним с помощью аппаратов, которые должны компенсировать емкостный ток в сети. В их роли зачастую выступаю трансформаторы напряжения, а также другие подобные установки, сопротивление которых достаточно высокое;
— нулевой рабочий проводник (в электроустановках до 1000 В) — проводник, который используется для запитывания электроприемников. Его соединяют с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора, а также с глухозаземленным выводом источника однофазного тока или с глухозаземленной средней точкой постоянного источника тока;
— нулевой защитный проводник, используемый в электроустановках до 1000 В, представляет собой проводник, с помощью которого производится соединение зануляемых элементов с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора.
Что такое рабочее заземление?
В процессе изготовления рабочего заземления с заземляющим устройством соединяют какую-нибудь из точек электрической цепи. Это делают для того, чтобы электроустановка могла нормально функционировать даже в аварийных условиях. Сооружают рабочее заземление через специальные устройства, например через пробивные предохранители, разрядники или резисторы.
Заземляющие устройства
На чем основан принцип работы заземляющих устройств?
Защитная функция заземления базируется на том принципе, что части электроустановок, прикосновение к которым в случае нарушения изоляционного слоя крайне опасно для человеческой жизни, необходимо соединять с заземлителями. При этом данные заземлители должны находиться непосредственно в грунте.
Таким образом создается необходимое сопротивление в электропроводящей сети. Оно получается весьма малое, а падение напряжения на нем не будет достигать критического значения. В итоге удар тока, который получит человек в случае нарушения изоляционного слоя, будет не смертельным. Если человек соприкоснется сданной деталью, он будет в зоне действия пониженного напряжения.
Чем лучше будет изготовлено заземление, тем меньше вероятность того, что на корпусах электроприборов возникнет напряжение. Качество заземлителя зависит, в первую очередь, от того, насколько велико его сопротивление. При этом, чем ниже сопротивление в данной сети, тем заземление качественнее. В этом случае расходы материалов и труда будут несколько большими, нежели без изготовления заземления, однако безопасность конструкции будет в несколько раз выше.
Где найти перечень установок, подлежащих обязательному заземлению?
Электроустановки, которые нужно в обязательном порядке заземлить, подробно перечисляются в СНиПах, правилах технической эксплуатации и инструкциях. Здесь же указываются необходимые расчеты заземлителей, а также напряжения для различных условий функционирования данных электроустановок.
Отличительными чертами данных нормативов, как правило, являются следующие:
— отход от нормирования заземления по сопротивлению растеканию тока, а также дополнительное ориентирование, касающееся нормирования образующегося напряжения;
— применение заземлителей естественного типа в случае, если необходимо обеспечить их работоспособность в критических условиях, например в случае протекания достаточно большого тока замыкания;
— необходимость учитывать коррозионное воздействие грунта для того, чтобы заземлитель и заземляющий проводник могли нормально функционировать.
Для того чтобы соблюсти эти пункты, зачастую прибегают к увеличению размеров элементов, допустим, минимальный диаметр стержневых заземлителей в этом случае делается больше, от 6 до 10 мм.
Нормы проходят постоянное усовершенствование. В них время от времени вносят необходимые дополнения и изменения, которые содержатся как в сборниках, так и в отдельных дополнительных изданиях нормативных документов.
Какие дополнительные функции может выполнять заземлитель?
Достаточно часто заземлитель выступает также в роли грозоотвода, а также может выполнять функцию молниезащиты строения. Если же неподалеку находится вторая электроустановка, мощность которой не превышает 1 кВт, то для ее заземления можно использовать ту же заземляющую систему. С помощью данного конструктивного решения в значительной степени снижаются расходы на сооружение заземления.
В этом случае нормой будет служить наименьшее значение сопротивления растеканию тока. Вычисляют его, исходя из значений наименьшего сопротивления для каждой из объединенных в одном заземлителе электроустановок, причем необходимо взять наименьшее значение.
Что такое заземляющее устройство?
Совокупность заземлителя и заземляющего проводника является заземляющим устройством. С его помощью производят заземление элементов или корпусов электроустановок.
Из чего состоит заземляющее устройство?
Заземляющие устройства представляют собой систему, включающую в себя несколько основных составных частей:
1. Естественные заземлители, то есть-элементы, которые находятся непосредственно в почве или соприкасаются с ней. Именно через них электрический ток уходит в землю.
2. Заземляющие проводники, через них заземлители соединяются с заземляемым оборудованием.
3. Искусственные заземлители. Они схожи с естественными заземлителями, однако их специально размещают в почве для сооружения заземляющей конструкции.
Следует отметить, что каждый из указанных пунктов может быть устроен совершенно по-разному.
Естественные заземлители
Из чего делают естественное заземление?
Чаше всего для того, чтобы заземлить электроустановку, используют заземлители естественного типа, например металлические части (арматуру), входящие в устройство железобетонных элементов, допустим, фундаменты опоры линий электропередач и подстанций, а также фундаментов зданий. Кроме того, в качестве естественного заземлителя могут использоваться разного рода металлические подземные коммуникации, например трубопроводы, броня или оболочка кабелей. В некоторых случаях допустимо для заземления использовать и наземные коммуникации, например рельсовые пути.
