Реклама від Google

Реклама від Google


Категорія: Основи охорони праці - Запорожець О.І.

12.6. Захисне заземлення електроустановок

Допоміжне електричне з'єднання з землею чи її еквівалентом металевих неструмопровідних частин, що можуть виявитися під напругою має назву захисне заземлення.

Захисне заземлення має за мету знизити напругу дотику між корпусом електроустановки і землею до 42 В, і менше, що виникає в результаті ушкодження чи пробою ізоляції струмопровідних частин. Захисне заземлення варто відокремити від заземлення для захисту від розрядів статичної й атмосферної електрики.

Допоміжне з'єднання з землею нейтральних точок обмоток генераторів, силових і вимірювальних трансформаторів, дугогасних апаратів та інших ланцюгів для забезпечення нормальної роботи електроустановок називається робочим заземленням. Заземлення для захисту від розрядів статичної й атмосферної електрики здійснюється для відводу цих зарядів у землю.

Принцип роботи захисного заземлення. На рис.12.6, а показана ситуація дотику людини до заземленого корпуса електроустановки, на якому з'явилася напруга. На рис.12.6, б - її еквівалентна електрична схема.

Рис.12.6. Випадок дотику людини до заземленого корпуса електроустановки:

а - схема дотику;

б - еквівалентна електрична схема заземленої електроустановки

По-перше, визначимо значення напруги дотику Uдот, що прикладається до людини при дотику її до заземленого корпуса, з одного боку, і до ніг, з другого, а потім значення струму І, що протікає через людину в цьому ланцюзі.

З метою спрощення математичних перетворень по-перше, оперувати будемо провідностями ланцюгів, а потім замінимо їх опорами.

Таким чином, провідність заземлення Gз, провідність людини Gл і провідність ізоляції С1 проводу 1 щодо землі включені паралельно між собою і послідовно з провідністю С2 ізоляції проводу 2.

Провідність сумарна паралельного ланцюга проводу 1:

При дотику до корпусу електроустановки напруга Uдот, що впливає на людину, визначиться:

У цьому виразі провідності GлG1, О2 значно менші провідності заземлення Gз і ними як доданками в знаменнику цього виразу можна знехтувати. Замінюючи провідності опорами і приймаючи r2 = rіз (г - опір ізоляції), одержимо

Вираз (12.5) дозволяє стверджувати, що найбільш доступним заходом щодо зниження напруги Uдот є зменшення опору заземлення гз, а збільшувати опір ізоляції гз економічно недоцільно.

Тоді струм, що протікає через людину при дотику її до заземленого корпуса електроустановки визначиться:

Приклад 12.5. Розрахувати значення струму, що протікає через людину при дотику її до корпуса електроустановки, на прикладі рис.12.6 у двох випадках: установка не заземлена; установка заземлена.

Вихідні дані: r1 = r2 = rіз = 5-103 Ом;напруга мережі и = 115 В; Я = 1000 Ом; г = 4 Ом" Розв'язок:

У випадку, коли установка не заземлена, струм, який протікає крізь людину визначається за формулою (12.4):

Коли установка заземлена, значення струму, що протікає через людину, визначимо за формулою (12.6):

Правила улаштування електроустановок (ПУЕ-86) установлюють норми опору заземлювального пристрою. Як витікає з виразу (12.5), норма опору заземлювального пристрою гз залежить від струму замикання на землі Із у мережі, до якої підключена електроустановка, що підлягає заземленню. У мережах різної довжини і розгалуженості і, отже, з різними струмами замикання на землю установлені визначені значення опору заземлювального пристрою.

Для електроустановок, що живляться напругою до 1000 В від мереж малої довжини з малими струмами замикання на землю (не більше 5 А), опір заземлювального пристрою повинен бути не більше 4 Ом. До таких мереж на підприємствах відносяться мережі з напругою 380/220 В, прокладені на території підприємств від трансформаторних підстанцій для живлення споживачів електроенергії й освітлювальних установок підприємства.

Якщо електроустановка живиться від винесених трансформаторів і генераторів потужністю до 100 кВА опір заземлювального пристрою повинен бути не більшим 10 Ом . Такі мережі мають малу довжину і розгалуженість, а струми замикання на землю в них не перевищують 0,1-0,2 А. До таких мереж відносяться мережі живлення від дизель-генераторних установок (під час аварій у міських системах електропостачання).

Електроустановки, що живляться напругою вище 1000 В - до 110 кВ і вище з ефективно заземленою нейтраллю, де струми замикання на землю в мережі досягають значень 50-500 А, опір заземлювального пристрою повинен бути не більшим 0,5Ом. Захисне заземлення електроустановок виконують: на всіх електроустановках при напрузі змінного струму 380 В і вище, 440 В і вище - постійного струму;

в електроустановках, розташованих у приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних і в зовнішніх установках при номінальних напругах вище 42 В змінного струму і вище 110 В постійного струму;

у вибухонебезпечних приміщеннях - для всіх напруг. Пристрій заземлення. Заземлювачі бувають - штучні, спеціально призначені тільки для заземлення електроустановок, і природні - металеві предмети і конструкції в землі.

Заземлювачі штучні можуть бути вертикальними і горизонтальними. Як вертикальні заземлювачі використовують сталеві стрижні, пруток і кутову сталь довжиною 2,5-3 м, а самостійні горизонтальні заземлювачі і для зв'язку вертикальних - смугову сталь і сталевий пруток. Найменші розміри штучних заземлювачів: діаметр пруткових не оцинкованих - 10 мм, перетин прямокутних заземлювачів 48 мм2; товщина прямокутних заземлювачів (смугова сталь) і полиць кутової сталі - 4 мм.

Заземлювачі вертикальні забивають за допомогою механізмів у попередньо вириті траншеї глибиною 0,7-0.8 м (рис 12.7). Сталеві прутки діаметром 10-12 мм, довжиною 4-4,5 м вкручують за допомогою спеціальних пристосувань.

Занурені в землю вертикальні заземлювачі з'єднують смуговою сталлю, прива-рюючи її до верхнього кінця стрижня ребром нагору для кращого контакту з землею. При використанні смуги, як самостійного заземлювача, її укладають у таку ж траншею ребром нагору і засипають землею з наступним ретельним трамбуванням для поліпшення її контакту з землею.

Розташовують заземлювачі у місцях, де немає підсушування землі від прокладених трубопроводів та інших джерел тепла.

Горизонтальні заземлювачі прокладають у траншеях з однорідним ґрунтом, без щебеню і будівельного сміття. Коли існує небезпека корозії заземлювачів, тоді:

- збільшують переріз одиночних заземлювачів;

- застосовують оцинковані заземлювачі;

- використовують електричний захист заземлювачів проти корозії.

Як штучні заземлювачі, допускається застосовувати бетон, що проводить електрику. Для заземлювачів можна застосовувати метали, що були уживані, але вони не повинні мати сильних ознак корозії, повинні бути очищені від фарби, олив та ізолюючих речовин.

Штучні пристрої на спорудах, які заземлюють, у районах з великим питомим опором ґрунту рекомендується:

- вертикальні заземлювачі більшої довжини (більше 3 м) застосовувати, якщо на глибині питомий опір ґрунту менший, ніж ближче до поверхні;

- виносні заземлювачі розташовувати в місцях (до 2 км) з меншим питомим опором ґрунту;

- у траншеї навколо заземлювачів, прокладених горизонтально, укладати вологий глинистий ґрунт, який трамбують і засипають щебенем;

- коли застосування інших заходів неефективне, обробляти грунт для зниження його питомого опору.

На практиці у більшості випадків одного заземлювача для забезпечення встановленої норми заземлення недостатньо. У таких випадках забивають декілька заземлювачів по периметру об'єкта, що захищається, чи під об'єктом, що захищається. Таке заземлення називається контурним.

Природні заземлювачі - це металеві конструкції будинків, споруд та інших об'єктів чи предметів, що мають добрий електричний контакт з землею.

Як природні заземлювачі можуть використовуватися:

- трубопроводи, прокладені в землі (крім трубопроводів для пальних рідин і вибухових газів);

- обсадні труби артезіанських колодязів і шпар;

- арматура залізобетонних конструкцій будинків і споруд, що мають зв'язок з землею;

- свинцеві оболонки кабелів, прокладених у землі;

- заземлювачі опор ліній електропередачі (ЛЕП);

- повітряні ЛЕП, з'єднані з заземлювальним пристроєм електроустановки за допомогою горизонтального троса, якщо він не ізольований від опору лінії;

- нульові проводи повітряних ЛЕП напругою до 1000 В з повторними заземлювачами при кількості ліній не менше двох;

- рейкові шляхи магістральних не електрифікованих залізниць;

- під'їзні колії при наявності допоміжного пристрою перемичок між рейками.

Заземлювачі природні приєднуються до магістралі заземлення не менше, ніж у двох місцях.

Заземлювачі природні мають малий опір відносно розтікання електричного струму, а тому їхнє використання зумовлює економію металу. Природні заземлювачі використовують без штучних заземлювачів, якщо вони забезпечують встановлену в ПУЕ-86 норму опору, і яка залишається незмінною від сезону до сезону.

Розрахунок захисного заземлення. Заземлювальний пристрій розраховують для визначення кількості вертикальних заземлювачів, довжини з'єднувальної смуги і їх розміщення. При цьому враховують можливість використання природних заземлювачів.

В залежності від призначення заземлювального пристрою визначають норму опору.

Визначають ґрунт, в якому будуть розташовувати заземлення, потім визначають його питомий опір (табл.12.1).

Таблиця 12.1

Питомий опір ґрунтів і води

Ґрунт

Питомий опір, 102 Ом-м

Ґрунт, вода

Питомий опір, 102 Ом-м

Пісок

7(4-10)

Глина

0,4(0,08-0,7)

Супісок

3(1,5-4)

Торф

0,2(0,05-0,3)

Чорнозем

2(0,096-5,3)

Водарічкова

0,5(0,1-0,8)

Суглинок

1(0,4-1,5)

Вода морська

0,01(0,002-0,01)

Категорія: Основи охорони праці - Запорожець О.І.
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Ctrl + Enter