1 МОНТАЖ ЗАЗЕМЛЯЮЧИХ ПРИСТРЇВ

1. 
   Призначення заземлюючих пристроїв
   

Заземлюючі пристрої (заземлення і занулення) виконують для захисту

людей від поразки електричним струмом при пошкодженнях ізоляції. Електромережі виконують провідниками, ізольованими один від одного і від землі. Проте в мережах завжди мають місце витоки струму через ізоляцію. Крім того, електромережі є протяжним конденсатором, обкладаннями якого є струмопровідні провідники і земля. Між проводами і землею проходить ємкісний струм. Таким чином, між ізольованими провідниками і землею завжди існує електричний ланцюг, замкнутий через опір ізоляції і ємкість мережі (рис. 1.1).Дотик не тільки до оголених, але і до ізольованих частин, що знаходяться під напругою, фактично включає людину в електричний ланцюг. Струм, що проходить через тіло людини, буде тим більше, чим вище напруга мережі, чим більше її ємкість і менше опір її ізоляції. При нормальному стані ізоляції цей струм малий і не представляє ніякої небезпеки. Небезпеку для людини представляють випадки пошкодження ізоляції струмопровідних частин, при яких доступні для дотику металеві корпуси електроустаткування і конструкції, що підтримують дроти і кабелі, виявляються під повною напругою. На ці випадки для захисту людей від поразки струмом передбачається навмисне з'єднання із землею металевих корпусів електроустаткування, а також інших металевих частин, які можуть опинитися під напругою при порушенні ізоляції струмопровідних частин, за допомогою заземлюючих провідників і заземлювачів. Заземлюючий провідник — провідник, що сполучає частини, що заземляються, із заземлювачем (рис. 1.2).

Нульовий захисний провідник в електроустановках напругою до 1 кВ провідник, що сполучає зануляємі частини з глухозаземленою нейтраллю генератора або трансформатора в мережах трифазного струму, з глухозаземленим виведення м джерела однофазного струму, з глухозаземленою середньою точкою джерела в мережі постійного струму.

Нульовий робочий провідник в електроустановках напругою до 1 кВ-провідник, використовуваний для живлення електроприймачів, сполучений з глухозаземленою нейтраллю генератора або трансформатора в мережах багатофазного струму, з глухозаземленим виведенням джерела однофазного струму, з глухозаземленою середньою точкою джерела в трипров ідних мережах постійного струму.

У електроустановках напругою до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю нульовий робочий провідник може виконувати функції нульового захисного провідника,

Напруга дотику Ццот — напруга між двома крапками ланцюга струму замикання на землю (на корпус) при одночасному дотику до них людини (рис. 1.3).

Напруга кроку (ІІшаг) — напруга між двома крапками землі, обумовлене розтіканням струму замикання на землю, при одночасному торканні і'х ногами людини (рис. 1.3).

У електроустановках до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю або з глухозаземленим виведенням джерела однофазного струму, а також з глухозаземленою середньою точкою постійного струму виконується занулення з метою забезпечення надійного автоматичного відключення від електромережі устаткування, що має пошкоджену ізоляцію, в мінімально короткий термін. Для цього зануляємі частини електроустаткування приєднують до заземленого нульового дроту мережі (рис. І.4,а). Як видно з малюнка, замикання на корпус світильника є коротким замиканням в першій

фазі мережі (ланцюг замикання показаний стрілками), що викликає перегорання запобіжника і)той фазі, відключення світильника і зняття напруги з його корпусу. Відповідно до найбільш поширені електроустановки 380/220 В виконуються з глухо заземленою нейтраллю.

У електроустановках до 1 кВ з ізольованою нейтраллю, а також у всіх установках вище 1 кВ виконується заземлення, призначене для зниження струму, що протікає через тіло людини, до безпечного значення. Частини електроустаткування, що для цього заземляються, приєднують до заземляючого пристрою, опір якого ВЗ має бути мале в порівнянні з опором тіла людини (рис. 1.4,6).

Електричний опір тіла людини змінюється від 800 до 1000000м. Він залежить від багатьох чинників; стани здоров'я, нервової¹ системи, психічного стану, вологості шкіри, стану одягу, взуття і інших причин. Опір заземляючих пристроїв в електроустановках до 1 кВ з ізольованою нейтраллю згідно повинно бути не більше 4 Ом, а в електроустановках 220, 380 і 660 В з глухо заземленою нейтраллю відповідно не більше 8, 4, 2 Ом.

2. 
   Заземлюючі пристрої
   

Заземлення або занулення в електроустановках виконують: при 380 В і вище змінного і 440 В і вище за постійний струм — у всіх випадках; при напрузі вище 42В, але нижче 380В змінного струму і вище 110 В, але нижче 440 В постійного струму - в приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних і в зовнішніх установках. У вибухонебезпечних установках заземлення або занулення виконують при будь-якій напрузі.

Заземленню або зануленню підлягають: корпусу електричних машин,

трансформаторів, апаратів, світильників і т. п.; приводи електричних апаратів; вторинні обмотки вимірювальних трансформаторів; каркаси розподільних щитів, щитів управління, щитків і шаф, а також знімні або такі, що відкриваються частини конструкцій, якщо на останніх встановлено електроустаткування напругою змінного струму вище 42 В або постійного струму вище 110В; металеві конструкції РП, металеві кабельні конструкції і кабельні сполучні муфти, металеві оболонки і броня контрольних і силових кабелів, металеві оболонки проводів, металеві рукави і труби електропроводки,кожухи і опорні конструкції шинопроводів, лотки, короби, струни, троси і сталеві смуги, на яких укріплені кабелі і дроти (окрім струн, тросів і смуг, по яких прокладені кабелі з неізольованою заземленою або зануленою металевою оболонкою або бронею), а також інші металеві конструкції, на яких встановлено електроустаткування; металеві оболонки і броня контрольних і силових кабелів і проводів напругою змінного струму до 42 В і постійного струму до 110 В. Проложених на загальних металевих конструкціях, зокрема в загальних трубах, коробах, лотках і тому подібне, разом з кабелям й і проводами, металеві оболонки і броня яких підлягають заземленню або зануленню; електроустаткування, встановлене на опорах ПЛ (силові і вимірювальні трансформатори, роз'єднувачі, запобіжники конденсатори і тому подібне); металеві корпуси передвижник та переносних
електроприймачів;електроустаткування, розміщене на рухомих частинах верстаті в,машин механізмів.Вказані вище металеві частини заземляють або зануляють як на стаціонарних, так і на пересувних електроустановках і переносних електроприймачах.Заземленню або зануленню не підлягають корпуси електроприймачів з подвійною ізоляцією, а також корпуси електроприймачів,що підключаються до мережі через розділовий трансформатор. Дозволяється не виконувати навмисного заземлення або занулення корпусів електроустаткування, апаратів і електромонтажних конструкцій, встановлених на заземлених (занулених) металевих конструкціях, РГТ, щитах, шафах, щитках, станинах верстатів, машин і механізмів, за умови надійного електричного контакту із заземленими або зануленими підставами, а також металевих конструкцій РП і інших металевих конструкцій, на яких встановлено електроустаткування, за умови надійного електричного контакту між цими конструкціями і встановленим на них заземленим устаткуванням, але ці конструкції не можуть бути використані для заземлення або занулення встановленого на них іншого електроустаткування. Дозволяється не виконувати навмисного заземлення або занулення окрім випадків, вказаних вище: арматури ізоляторів всіх типів, відтяжок, кронштейнів і освітлювальної арматури, встановлених на дерев'яних опорах ПЛ і дерев'яних конструкціях відкритих підстанцій, якщо заземлення не потрібне за умовами захисту від атмосферних перенапружень, а також за винятком випадків прокладки по дерев'яній опорі кабелю із заземленою оболонкою або неізольованого заземлюючого провідника, коли перераховані частини, розташовані на цій опорі, мають бути заземлені (зануленні); знімних або таких, що відкриваються частин металевих камер РУ, шаф, огорож і так далі, якщо на знімних або таких, що відкриваються частинах не встановлено електроустаткування або напругу останнього не перевищує 42 В змінного струму або 110В постійного струму; металевих скоб, закрепів, обойм і відрізань металевих труб для проходів через стіни
тому подібних елементів відкритої прокладки по будівельних конструкціях броньованих і неброньованих кабелів і ізольованих проводів.

Кожна заземляєма або зануляємає частина електроустановки приєднується до мережі заземлення (занулення) за допомогою окремого відгалуження (рис. 1.5). Послідовне включення в заземлюючий або нульовий захисний пров ідни к частин електроустановки, що заземляються (зануляємих), забороняється. При цьому вирішується послідовне включення декількох стаціонарних металевих конструкцій (рейкових шляхів, обрамлень каналів, будівельних ферм і колон і тому подібне), використовуваних як заземлюючі (нульових захисних) провідники або магістралі заземлення (занулень). Під один заземлюючий болт магістралі заземлення (занулення) дозволяється приєднувати тільки один провідник.

1.2.1 Захисне відключення
Під час роботи з електрифікованим інструментом робочий неминуче торкається до його металевого корпусу і переносного

дроту і при несправності їх ізоляції може опинитися під напругою. В умовах будівництва електроінструмент часто підключається до шин і щитків з плавкими вставками, розрахованими на великий струм. Час відключення інструменту в цих випадках із-за великого опору петлі фаза — нуль кабелю, що живить інструмент, може досягти декількох секунд і виявитися небезпечним. Щоб уникнути цього при роботі з електроінструментом, як правило, застосовують спеціальні захисно відключающі пристрої, що забезпечують автоматичне відключення аварійної ділянки електромережі і інструменту при виникненні замикання на корпус або безпосередньо на землю за час не більше 0,1 — 0,2 с. Захисні включаючі пристрої виготовляють декількох видів, і залежно від схеми вони забезпечують
контроль ізоляції фаз щодо землі, контроль безперервності ланцюга заземлення, захист від одно- і двофазних замикань на землю, а також від дотику до незахищених струмопровідних частин. Чутливість захисту при замиканні фази на землю складає 0,01 А причасі спрацьовування 0,01 — 0,05 с. Принцип роботи вказаних пристроїв однаковий. Для забезпечення безпеки при роботі з електроінструментом можуть також застосовуватися трансформатори з вторинною напругою 42 В. Однак в умовах будівельного майданчика вони менш зручні, оскільки при частому переміщенні робочого місця необхідно переміщати і трансформатор, маса якого при потужності інструменту 1 кВт перевищує 40 кг, тоді як маса захисного пристрою складає 3 — 5,5 кг


1.3 Повторне заземлення
На ПЛ до 1 кВ з глухим заземленням нейтралі металевий зв'язок з нейтраллю трансформатора здійснюється нульовим дротом, покладеним на тих же опорах ВЛ, що і фазні. Під'єднуванням до нульового дроту здійснюється і заземлення залізобетонних і металевих опор на таких ПЛ. Для підвищення надійності ланцюга заземлення на випадок обриву нульового дроту потрібний пристрій повторних заземлень нульового дроту на кінцях ПЛ завдовжки більше 200 м, а також на введеннях в будівлі, електроустановки яких підлягають зануленню. Загальний опір повторних заземлень має бути не більше 10 Ом при напрузі 380 В, а кожного з повторних заземлювачів - не більше ЗО Ом. При цьому використовують природні заземлювачі, наприклад підземні частини опор, а також заземлюючі пристрої від грозових перенапружень.Для захисту людей, що знаходяться в будівлях, від грозових перенапружень в населених пунктах з одно — двохповерховою забудовою на ПЛ до 1 кВ, не екранованих високими будівлями, спорудами і високими деревами, виконують повторні заземлюючі пристрої опором не більше ЗО Ом по трасі ПЛ з відстанню, що не перевищує 200 м, для районів з числом грозового годинника в році до 40 і 100 м, якщо число цього годинника більше 40.Крі м того, такі заземлюючі пристрої виконують на опорах з відгалуженнями до введень в приміщення, в яких може бути зосереджене велика кількість людей: школи, ясла, лікарні) або які є великою господарською цінністю (тваринницькі приміщення, склади, майстерні), а також на кінцевих опорах ліній, що мають відгалуження до введень.
1.4 Природні заземлювачі
Для заземлення електроустановок насамперед використовують природні заземлювачі. Якщо ці заземлювачі мають опір, що задовольняє вимозі, то пристрій штучних заземлювачів не виконують. В якості природних заземлювачів використовують залізобетонні фундаменти будівель і споруд, прокладені під землею водопровідні і інші металеві трубопроводи, обсадні труби, металеві шпунти й інші металеві конструкції, що мають з'єднання із землею. Вийняток становлять трубопроводи для горючих рідин і горючих вибухових газів, чавунні трубопроводи і тимчасові трубопроводи будівельних майданчиків. В якості природних заземлювачів використовують також свинцеві оболонки кабелі в, прокладених в землі. Алюмінієві оболонки кабелі в і неізольовані алюмінієві дроти використовувати як заземлювачі забороняється.

Необхідно нагадати, що до початку 80-х років на промислових підприємствах споруджувалися, як правило, штучні заземлювачі у вигляді розташованих по периметру виробничих будівель контурів заземлення з великого числа заглиблених вертикально в грунт електродів (з круглої сталі діаметром 16 мм), зв'язаних між собою горизонтальним зв'язком (кругла сталь діаметром 12 — 16 мм), і розташованих усередині будівель в фунті під підлогою вирівнюючих потенціал контурів з круглої або смугової сталі. На пристрій таких штучних заземлювачів споживалося велика кількість дефіцитного сталевого прокату — круглій і смуговій сталі.

До будівельних конструкцій, використовуваних як заземлюючі пристрої, пред'являються наступні основні вимоги:

— всі елементи металевих і залізобетонних конструкцій повинні утворювати єдиний електричний ланцюг по металу;

— у залізобетонних елементах (колонах) повинні передбачатися заставні

деталі для приєднання корпусів електричного і технологічного устаткування на висоті 0,5 м від підлоги (рис. 1.6, поз 3);

- блискавко приймальна сітка, розташована на крівлі будівлі (за наявності захисту від блискавки), повинна мати металевий зв'язок з робочою арматурою залізобетонних колон.

Необхідно підкреслити, що застосування всіх видів захисних покриттів для захисту залізобетонних фундаментів від дій слабо -. середньо - і сильно агресивних середовищ не перешкоджає використанню фундаментів виробничих будівель як заземлювачів.

1.5 Штучні заземлювачі
Якщо природні заземлювачі задовольняють вимогам по значеннях опору заземлюючого пристрою і по напрузі доторку, то штучні заземлювачі повинні застосовуватися лише при необхідності зниження струмів, що протікають по природних заземлювачам або стікають з них.

По розташуванню в грунті і формі штучні заземлювачі ділять на наступні групи: поглиблені — з круглої або смугової сталі, такі, що укладаються горизонтально на дно котлованів по периметру фундаментів (будівель, колон, опор). При монтажі таких заземлювачів відпадає необхідність виконання трудомістких земляних робіт і можлива попередня заготівка елементів заземлювачі в.

При укладанні таких заземлювачів на великій глибині використовують ґрунті з більшою електричною провідністю і менш схильні до сезонних змін;

вертикильні — із сталевих вертикально угвинчуваних або вдавлюваних в грунт стрижнів з круглої сталі, а також із забиваних відрізань кутової сталі; горизонтальні — з круглої або смугової сталі, укладені горизонтально в траншею. Ці заземлювачі використовують і по прямому призначенню, і для зв'язку між стрижнями вертикальних заземлювачів.

У практиці застосовують також комбіновані заземлювачі з вказаних вище, які об'єднують в загальну систему.

Для заземлювачів зазвичай застосовують круглу сталь діаметром 10-16мм, смугову сталь перетином 40X4 мм і кутова сталь 50X50X5 мм.

Довжина вертикальних заземлювачів приймається рівною: вгвинчуваних і вдавлюваних 4,5