• Стандарт VXI
• Техника
• Программы
• Применение
• Библиотека

Заземление - требования нормативов

В технической литературе часто обсуждаются вопросы «правильного» заземления. Это вызвано тем, что на практике существуют различные целевые задачи заземления электрических устройств, для решения которых требуются разные методы.

Разнообразие задач заземления отражено и в терминологии, которой пользуются авторы научных статье по вопросам заземления.

Например, в статьях о заземлении сильноточных электротехнических устройств, когда рассматриваются вопросы обеспечения техники безопасности обслуживающего персонала, грозозащиты устройств и т.п.

В статьях о заземлении слаботочных электротехнических устройств (измерительно-вычислительных комплексов, электронных приборов и т.п.), когда обсуждаются вопросы обеспечения электромагнитной совместимости, используются понятия – системная земля аналоговая земля, цифровая земля, масса, сигнальная масса, измерительная масса и т.д.

Однако, как показывает практика, правильно выполненное заземление является одним из условий безопасной и надежной эксплуатации электротехнических устройств (ИВК, электронных приборов, компьютеров и т.п.).

Поэтому, специалисты, работающие с электротехническими устройствами должны хорошо понимать и различать два понятия – земля и системная земля.

Земля – защитное заземление, которое служит для защиты людей, животных, устройств и т.д.
Заземление – это устройство для электрического соединения с землей аппаратов, машин, приборов и т.п. Состоит из зарытых в землю металлических электродов (заземлителей) и проводников, соединяющих их с заземляемыми частями установок. Заземлители представляют собой забитые вертикально в землю стальные трубы, рельсы или горизонтально уложенные стальные или медные полосы и провода.

В электрических системах различают:
1. Рабочее заземление (нейтрали трансформаторов, генераторов и т.п.);
2. Заземление безопасности (корпуса электрических машин, аппаратов и т.п.), когда путем уменьшения сопротивления заземлителей и выравниванием потенциала на территории, занимаемой данным оборудованием, предельно снижается «напряжение прикосновения» и «шаговое напряжение», под которое может попасть обслуживающий персонал при коротком замыкании в электрических установках;
3. Грозозащитное заземление, которое подразделяется на внешнее и внутренние.

В последнее время, в технической литературе вместо термина грозозащита часто можно встретить термин молниезащита. Этот термин имеет более обобщающее понятие и требует всестороннее изучение вопроса защиты электрооборудования, в каждом конкретном случае.

На практике наибольшее распространение получили трехфазные электрические сети, благодаря трем основным причинам:
1. передача энергии на дольние расстояния трехфазным током в экономическом отношении более выгодна, чем передача энергии переменным током с иным числом фаз;
2. элементы трехфазной системы – трехфазный двигатель, трехфазный трансформатор и т.п. – просты в производстве, экономичны и надежны в работе;
3. трехфазная система обладает при определенных условиях свойством неизменности величины мгновенной мощности системы за период синусоидального тока. Это свойство справедливо в том случае, если нагрузка во всех трех фазах трехфазного генератора будет одинакова;

Обычно рассматривают общую схему системы заземления трехфазной электрической сети.

Подключение к электрической сети и эксплуатация электрооборудования выполняются в соответствии с «Правилами по технике безопасности при эксплуатации электроустановок, потребителей (ПТБЭ)» и «Правилами по технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭ)».

1. Для обеспечения безопасности людей должны быть сооружены заземляющие устройства, к которым надежно должны быть подключены металлические части электроустановок и корпуса электрооборудования, которые вследствие нарушения изоляции могут оказаться по напряжением.

2. К частям, подлежащим заземлению, относятся:
а) корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п;
б) приводы электрических аппаратов;
в) вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
г) каркасы распределительных щитов, щитов управлений, щитков и шкафов;
д) металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельные конструкции, металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки и брони контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, стальные трубы электропроводки и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования.
е) металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников.

3. Отключение электроустановок при однофазных замыканиях на землю может также осуществляться при помощи защитного отключения, которое выполняется в дополнение или взамен заземления.
Отключение должно осуществляться автоматами, удовлетворяющими специальным техническим условиям по надежности действия.
Должна быть также предусмотрена возможность контроля исправного действия автомата защитного отключения (контрольная кнопка). Защитное отключение рекомендуется для случаев, когда безопасность не может быть обеспечена путем устройства заземления или когда устройство заземления вызывает трудности по условиям выполнения.

4. При невозможности выполнения заземлении в электроустановках или устройств защитного отключения, или если это представляет значительные трудности по технологическим причинам, допускается обслуживание электрооборудования с изолирующих площадок. Изолирующие площадки должны быть выполнены таким образом, чтобы вне изолирующей площадки исключалась возможность случайного прикосновения к незаземленным частям электроустановки.

5. В цепи нулевых проводов, если они одновременно служат для целей заземления, не должно быть, разъединяющих аппаратов и предохранителей.

6. Каждый заземляемый элемент установки должен быть присоединен к заземлителю или к заземляющей магистрали посредством отдельного ответвления.
Последовательное включение в заземляющий проводник нескольких заземляемых частей установки запрещается.

7. Присоединение заземляющих проводников к заземлителям и заземляемым конструкциям должно быть выполнено сваркой, а к корпусам аппаратов, машин и т.п. – сваркой или надежным болтовым соединением, при этом в сырых помещениях с едкими парами или газами контактные поверхности должны иметь защитные покрытия. Концы заземляющих гибких проводников, применяемых для присоединения к корпусам аппаратов, машин и т.д., должны иметь приваренные наконечники.
При наличии сотрясений или вибраций должны быть приняты меры против ослабления контакта (контргайки, контршайбы и т.п.).
Заземление оборудования, подвергающегося частому демонтажу или установленного на движущихся частях машин, должно выполняться при помощи гибких проводников с приваренными к ним наконечниками.

8. Заземляющие проводники должны быть защищены от коррозии.

9. Открыть проложенные голые проводники и голые сети заземления должны быть окрашены в черный цвет. Допускается окраска открытых заземляющих проводников в иные цвета в соответствии с оформлением помещения, но при этом они должны иметь в местах присоединений и ответвлений не менее чем две полосы черного цвета на расстоянии 150 мм друг от друга.

10. Заземляющие проводники, расположенные в помещениях, должны быть доступны для осмотра.
Это требование не относится к нулевым жилам и металлическим оболочкам кабелей, трубопроводам скрытой электропроводки, находящимся в земле металлоконструкциям, а также проводникам заземления, проложенным в трубах.

11. Временные переносные заземления, применяемые для заземления токоведущих частей ремонтируемой части установки, состоящие из проводников для закорачивания фаз и проводников для присоединения к заземляющему устройству, должны выполняться из голых гибких медных многожильных проводов, имеющих сечение, соответствующее требованиям термической устойчивости при коротких замыканиях, но не менее 25 мм2.
Выбор сечения переносного заземления следует проводить по формуле:

где Iуст - наибольший установившийся ток короткого замыкания, а ;
tф - время, сек.; практически принимается время наибольшей уставки реальной защиты данной установки.

12. Каждое находящееся в эксплуатации заземляющее устройство должно иметь паспорт, содержащий схему заземления, его основные технические данные, данные о результатах проверки состояния заземляющего устройства, о характере произведенных ремонтов и изменениях, внесенных в устройство заземления.