Зануление обеспечивает защиту при прикосновении: Электробезопасность. Способы защиты от поражения электрическим током

Содержание

Вопрос 3

Каково сопротивление тела человека?

3. В лабораторной работе сопротивление тела человека моделируется рез 1000 Ом.

4. Сопротивление тела человека может быть примерно от 100 кОм до 0.8 кОм, а какое, сразу не скажешь.

Вопрос 4

От каких параметров сети с глухозаземлённой нейтралью зависит напряжение прикосновения без замыкания фаз на землю?

1. От сопротивления рабочего заземления на трансформаторной подстанции, хотя оно мало влияет.

2. От напряжения трансформатора или генератора

Вопрос 5

Какое дополнительное средство защиты электрооборудования рекомендуется использовать в системе TN при рабочем напряжении 220 В?

3. Защитное зануление

6. Повторное заземление нулевого провода

Вопрос 6

Какое напряжение прикосновения считается предельно допустимым на частоте 50 Гц при неаварийной работе и времени воздействия не более 10 минут в сутки?

2. 2 В или в 2/3 В

Вопрос 7

Что обеспечивает рабочее заземление, который устанавливают в нейтрали тр-ра?

2. Снижение опасности для человека в аварийном режиме (при переходе высокого напряжения с первичной обмотки трансформатора на вторичную)

3. В нормальном режиме заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки выполняется для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности)

Вопрос 8

Что такое напряжение прикосновения?

3. Напряжение между открытыми проводящими частями при одновременном к ним прикосновении

4. Напряжение между двумя частями тела человека,

Вопрос 9

Что такое сопротивление заземления?

2. Это сопротивление, которое оказывает току замыкания проводник, соединяющий корпус (или нейтраль) с землёй, контактное соединение с корпусом (нейтралью), и заземлитель

Вопрос 10

Как меняется напряжение прикосновения при непрямом прикосновении (касании повреждённого корпуса) от сопротивления заземления?

5. Примерно от половины фазного напряжения при хорошем заземлении до почти фазного — при плохом

Вопрос 11

На чём основана защита с помощью защитного зануления при пробое фазы на корпус?

1. На отключении повреждённого участка от сети с помощью предохранителя или автоматического выключателя за счёт большого тока короткого замыкания

Вопрос 12

Какой основной принцип защиты обеспечивается защитным занулением корпуса в системе TN-c?

1. Снижение времени воздействия тока при прикосновении к корпусу

Вопрос 13

К чему приводит замыкание фазы на землю при прямом или непрямом прикосновении к фазе?

2. Ток и напряжение прикосновения увеличиваются при замыкании другой фазы на землю (не той, в контакте с которой находится человек)

Вопрос 14

В связи с тем, что защитное зануление может оказаться даже опасным при замыкании фаз на землю, что можно использовать для защиты?

3. Уравнивание потенциалов

4. Защитное отключение с помощью УЗО (устройства защитного отключения)

Вопрос 15

Гарантируют ли технические средства безопасности, применяемые в электрической сети, 100% безопасность от поражения электрическим током?

1. Нет

Вопрос 16

Какой максимальной величиной ограничивается сопротивление рабочего заземления на 220 В в сети с глухозаземлённой нейтралью?

4. 4 Ом

Вопрос 17

Какое максимальное напряжение сети питания относится к малым, сверхнизким напряжениям на частоте 50 Гц?

4. 50 В

Вопрос 18

В каком случае необходимо использовать защитное заземление или зануление в помещении без повышенной опасности поражения электрическим током?

5. При напряжении равном или выше 50 В переменного и 120 В постоянного тока

Вопрос 19

В каком случае необходимо использовать защитное заземление или зануление в помещении повышенной опасности поражения электрическим током?

6. При напряжении выше 25 В переменного тока 50 Гц и 60 В постоянного тока

Вопрос 20

Какой класс защиты от поражения электрическим током используется в лабораторном стенде №2?

4. III

Вопрос 21

Является ли защитное зануление основным средством защиты от поражения электрическим током с сети с изолированной нейтралью?

5. Нет, не является (только основная изоляция токоведущих частей)

Вопрос 22

В чём состоит особенность выполнения защитного заземления в СГЗН, которое по незнанию или злому умыслу может сделать сосед?

1. При хорошем выполнении заземления корпуса у соседа на занулённом и исправном корпусе Вашего электрооборудования (к примеру холодильнике) появится большое напряжение (вплоть до половины фазного)

2. При плохом выполнении заземления корпуса у соседа (к примеру на батарею отопления) на занулённом и исправном корпусе Вашего электрооборудования (к примеру холодильнике) появится напряжение, которое может ощущаться или дёрнуть, когда Вы, голодные, полезете в него за едой

3. Заземление, в принципе, делать можно, если это очень хочется, но только обязательно с занулением

4. При пробое фазы на корпус соседа и хорошем заземлении ток короткого замыкания, протекающий по защитному заземлению, может и не отключить жену или детей соседа от пробитого корпуса за приемлемое для них время

Что такое зануление?

1.

Описание

Сегодня нашу жизнь трудно представить без ежедневной эксплуатации всевозможных электрических приборов. Однако, практическое использование тока небезопасно без защитных систем. Возможны случаи, когда защитные устройства (пробки, автоматы и др.) могут не сработать, в результате чего происходит повреждение внутренней изоляции и возникает повышенное напряжение на металлическом корпусе оборудования. Для защиты человека от возможного поражения электрическим током в процессе эксплуатации электроприборов и бытовой техники, разработаны всевозможные защитные мероприятия, к числу которых относится и зануление. Данная статья написана с целью объяснить читателю, в чём заключается особенность зануления, как способа защиты электросетей, в каких случаях применятся и чем отличается от защитного заземления.

Зануление используют для обеспечения электробезопасности систем с PEN, PE или N проводниками. К ним относят сети с глухозаземленной нейтралью: TN-C, TN-S и TN-C-S. Основное различие в организации зануления для указанных систем состоит в схеме соединения нулевых защитных и рабочих проводников.

Система зануления TN-C

Система зануления TN-C на сегодняшний день относится к устаревшей, так как преобладает в зданиях старого жилого фонда. Для нее характерно наличие совмещенного по всей длине нулевого защитного и нулевого рабочего проводника PEN. Используется для электроснабжения в трехфазных сетях. Запрещена для групповых и распределительных однофазных сетей. Данная система достаточно проста в организации, однако не обеспечивает достаточного уровня электробезопасности, что делает невозможным ее применение при строительстве новых зданий.

Система зануления TN-C-S

Представляет собой улучшенный вариант системы зануления TN-C для обеспечения электробезопасности в однофазных сетях. В точке разветвления трёхфазной линии на однофазные совмещенный PEN-проводник разделяют на PE- и N-проводники, подводя их к однофазным потребителям. Данная система зануления, при относительно небольшом удорожании, отличается более высоким уровнем безопасности.

Система зануления TN-S

Считается наиболее совершенной и безопасной схемой зануления. Принцип действия основан на разделении по всей длине нулевого защитного и нулевого рабочего проводников. К нулевому защитному проводнику PE присоединяют все металлические элементы электроустановки. Во избежание повторного заземления устраивают трансформаторную подстанцию, имеющую основное заземление.

Электробезопасность при занулении

пункты 1.7.121 – 1.7.126 ПУЭ-7. Тщательно проложенный нулевой провод должен отличаться окраской в виде желтых полос по зеленому фону. Кроме того, необходимо постоянно осуществлять контроль за исправностью его состояния. К нулевому проводу запрещается монтировать средства защиты электроустановок, которые при срабатывании могут привести к его повреждению. Соединения нулевых проводов между собой и с металлическими элементами электроустановки, доступными для прикосновения пользователям, должны гарантировать надежный контакт и иметь возможность для осмотра см. пункт 1.7.39, 1.7.40 ПУЭ-7. Значение сопротивления в болтовом соединении с частями электроустановки не должно превышать 0,1 Ом. Контроль за сопротивлением петли “фаза-нуль» осуществляют на этапе приемо-сдаточных работ, при капитальном ремонте и реконструкции сети, а так же в установленные в нормативно-технической документации сроки. Измерения в отключенной электроустановке проводят с помощью вольтметра-амперметра. Кроме того, постоянному контролю подлежит значение сопротивления заземления нейтрали и повторных заземлителей, зависимость времени действия автоматических устройств защиты от тока короткого замыкания.

Для уменьшения удара током, в случае обрыва нулевого провода, рекомендуют выполнять повторные заземления сопротивлением не более 30 Ом через каждые 200 м линии и опор, для чего преимущественно используют естественные заземлители.

2. Нормирование зануления

Технические требования к организации систем защитного зануления определены следующими документами:

Правила устройства электроустановок (ПУЭ), глава 1.7,
ГОСТ Р 50571.5.54-2013 (пункт 543),
ГОСТ 12.1.030-81 (пункт 7).

Механизм зануления основан на автоматическом отключении поврежденного участка сети, время которого не должно превышать значений согласно пункту 1.7.79 ПУЭ-7.

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN

Номинальное фазное напряжение U_o, В	Время отключения, с
127	0,8
220	0,4
380	0,2
более 380	0,1

Нулевой рабочий и защитный проводники должны обладать сопротивлением, достаточным для срабатывания защиты. Активные и индуктивные сопротивления проводников образуют полное сопротивление петли «фаза-ноль». Активные сопротивления проводников зависят от их длины, удельного сопротивления материала и сечения. Индуктивные сопротивления различают для проводников из меди и стали. В стальном проводе они находятся в обратной зависимости от плотности тока и отношения периметра к площади сечения проводника. Индуктивные сопротивления стальных проводников выше, чем медных. В пункте 1.7.126 ПУЭ-7 установлены наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников для случаев, когда они изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.

Наименьшие сечения защитных проводников

Сечение фазных проводников, мм2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм2
S ≤ 16	S
16 < S ≤ 35	16
S > 35	S/2

Двухпроводная линия, состоящая из рабочего и защитного проводников, образует один большой виток, сопротивление взаимоиндукции которого (рекомендуемое значение для расчётов — 0,6 Ом/км) зависит от длины линии, диаметра проводов и расстояния между ними. Сопротивление заземления нейтрали источника питания не должно превышать 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока см. пункт 1.7.101 ПУЭ-7. Увеличение тока короткого замыкания достигают путем понижения сопротивления трансформатора и петли, для чего используют схему треугольник-звезда. Обмотки мощных трансформаторов и так имеют не большое сопротивление. Меньшее сопротивление линий зануления достигают выполняя их короткими и простыми, увеличивая сечение проводников, заменяя стальные проводники на изготовленные из цветных металлов с малым индуктивным сопротивлением. Наибольшее сопротивление нулевого защитного провода не должно превышать удвоенного сопротивления фазного провода. Сокращая расстояние между ними, снижают внешнее индуктивное сопротивление. Уменьшение сопротивления повторных заземлителей и приближение их к узлам нагрузки, способствует понижению силы тока на зануленных частях оборудования. Соединение с нулевым проводником всех заземленных металлические конструкций здания повышает потенциал поверхности пола, на котором стоит человек, и тем самым значительно снижает напряжение его прикосновения до величины, примерно равной от 0,1 до 0,01 U_з.

3. Применение зануления

Зануление выполняют на промышленных объектах, часто с расположенным в здании источником питания (генератором или трансформатором), для обеспечения безопасности эксплуатации электроустановок различного назначения и повышения помехоустойчивости при их работе. Согласно требованиям пункта 1.7.101 ПЭУ-7 зануление электроустановок следует выполнять: — при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока — во всех электроустановках; — при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока — только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках. Все электрооборудование промышленных объектов выводят на общий контур заземления и соединяют между собой металлической заземляющей шиной. Полный перечень частей, подлежащих занулению, представлен в главе 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ-7). Там же приведен список электрооборудования, преднамеренное зануление которого не требуется. Для электрозащиты объектов жилого фонда зануления практически не применяют. В новостройках заземление организованно централизованно. Современные электроприборы имеют вилку с тремя контактами. Один из контактов подключен к корпусу. Заземление для отдельно взятой квартиры состоит в присоединении к заземлителям корпусов и частей бытовых приборов. Потребность в занулении в таком случае отпадает. Дома старого жилого фонда, как правило, подключенные по системе TNC, могут и вовсе не иметь заземления. Модернизацией электросетей подобных домов должна заниматься специализированная электротехническая компания. Однако, зачастую сами жильцы таких домов прибегают к обустройству запрещенного в данном случае зануления, что является совсем не безопасным способом электрозащиты для жилого сектора. Требования к организации системы защитного зануления, как уже говорилось, определены в нормативных документах. Однако в процессе реализации данного способа защиты электросетей, нередко допускаются ошибки, препятствующие его прямому назначению. Ошибочно мнение о том, что лучше выполнять заземление на отдельный от нулевого проводника контур, ввиду отсутствия сопротивление длинного PEN-проводника от электроприбора до заземлителя подстанции. Однако на деле, сопротивление заземления оказывается гораздо большим, чем у длинного провода. При попадании фазы на заземлённый указанным способом корпус установки, ток замыкания может быть недостаточным для срабатывания автоматических средств защиты электросети. В данном случае напряжение на корпусе достигает опасной для пользователя величины. Даже при применении автоматического выключателя небольшого номинала, не удается обеспечить требуемое ПУЭ время автоматического отключения повреждённой линии от сети.

4. Отличие зануления от заземления

По своему назначению заземление и зануление во многом похожи – обеспечивают защиту пользователя электроустановки от поражения электрическим током. Однако способы и принцип организации такой защиты различны. Обеспечение электробезопасности сетей с использованием системы зануления подробно рассмотрено в предыдущих разделах статьи. Действие защитного заземления основано на принудительном соединении электроустановок с землей с целью снижения напряжения прикосновения до безопасной величины. Избыточный ток, поступающий на корпус электроустановки, отводится напрямую в землю (по заземляющей части). В качестве заземлителя устанавливают заземляющий контур треугольной конфигурации, сопротивление которого должно быть меньше, чем на остальных участках цепи. Отличие зануления от заземления состоит в следующем:

в способе обеспечения защиты электрических сетей: заземление -снижает напряжение прикосновения, зануление — отключает поврежденную электроустановку от сети, что практически исключает удар током и, с этой точки зрения, является более эффективным средством защиты для использования на промышленных предприятиях. Однако, если говорить о надежности защиты в процессе эксплуатации, то зануление уступает заземлению по причине большей вероятности повреждения целостности нулевого провода и возможного изменения сопротивления петли «фаза-нуль».
системами применения: заземление используют исключительно для защиты сетей с изолированной нейтралью (системы TT и IT), зануление — в сетях с глухо заземленной нейтралью TN-C, TN-S и TN-C-S, где присутствует PEN, PE или N проводники.
по типу обустройства: с точки зрения простоты и доступности обустройства, зануление представляет собой более сложный и трудоемкий способ защиты, требующий технических знаний и навыков для правильного определения способа и средней точки зануления. В случае защитного заземления соединяют отдельные детали токоприемника с землей, для чего достаточно применение инструкций к электроприборам.

5. Заключение

Роль зануления при работе с электроустановками на промышленных предприятиях трудно переоценить. Отключая поврежденную установку от сети в случае пробоя изоляции, зануление выступает надежным способом защиты человека от возможного поражения электрическим током. Для эффективного обеспечения электробезопасности, необходимо строгое соответствие конструкции элементов системы зануления рассмотренным нормативам, а так же тщательный и постоянный контроль за их состоянием. Использование зануления или заземления зависит от необходимого способа обеспечения защиты различных систем электрических сетей.

Смотрите также:

Смотрите также:

Способы и средства защиты от поражения электрическим током. Защита человека от поражения электрическим током Защита от эл тока

Согласно требованиям нормативных документов, безопасность электроустановок обеспечивается следующими основными мерами:

1) недоступностью токоведущих частей;
2) надлежащей, а в отдельных случаях повышенной (двойной) изоляцией;
3) заземлением или занулением корпусов электрооборудования и элементов электроустановок, могущих оказаться под напряжением;
4) надежным и быстродействующим автоматическим защитным отключением;
5) применением пониженных напряжений (42 В и ниже) для питания переносных токоприемников;
6) защитным разделением цепей;
7) блокировкой, предупредительной сигнализацией, надписями и плакатами;
8) применением защитных средств и приспособлений;
9) проведением планово-предупредительных ремонтов и профилактических испытаний электрооборудования, аппаратов и сетей, находящихся в эксплуатации;
10) проведением ряда организационных мероприятий (специальное обучение, аттестация и переаттестация лиц электротехнического персонала, инструктажи и т. д.).

Для обеспечения электробезопасности на предприятиях мясной и молочной промышленности применяют следующие технические способы и средства защиты: защитное заземление, зануление, применение малых напряжений, контроль изоляции обмоток, средства индивидуальной защиты и предохранительные приспособления, защитные отключающие устройства.

Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землей или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Оно защищает от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим корпусам оборудования, металлическим конструкциям электроустановки, которые вследствие нарушения электрической изоляции оказываются под напряжением.

Сущность защиты заключается в том, что при замыкании ток проходит по обеим параллельным ветвям и распределяется между ними обратно пропорционально их сопротивлениям. Поскольку сопротивление цепи «человек-земля» во много раз больше сопротивления цепи «корпус-земля», сила тока, проходящего через человека, снижается.

В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают выносные и контурные заземляющие устройства.

Выносные заземлители располагают на некотором расстоянии от оборудования, при этом заземлённые корпуса электроустановок находятся на земле с нулевым потенциалом, а человек, касаясь корпуса, оказывается под полным напряжением заземлителя.

Контурные заземлители располагают по контуру вокруг оборудования в непосредственной близости, поэтому оборудование находится в зоне растекания тока. В этом случае при замыкании на корпус потенциал грунта на территории электроустановки (например, подстанции) приобретает значения, близкие к потенциалу заземлителя и заземленного электрооборудования, и напряжение прикосновения снижается.

Зануление — это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. При таком электрическом соединении, если оно надежно выполнено, всякое замыкание на корпус превращается в однофазное короткое замыкание (т. е. замыкание между фазами и нулевым проводом). При этом возникает ток такой силы, при которой обеспечивается срабатывание защиты (предохранителя или автомата) и автоматическое отключение поврежденной установки от питающей сети.

Малое напряжение — напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Малые напряжения переменного тока получают с помощью понижающих трансформаторов. Его применяют при работе с переносным электроинструментом, при использовании переносных светильников во время монтажа, демонтажа и ремонта оборудования, а также в схемах дистанционного управления.

Изолирование рабочего места — это комплекс мероприятий по предотвращению возникновения цепи тока человек-земля и увеличению значения переходного сопротивления в этой цепи. Данная мера защиты применяется в случаях повышенной опасности поражения электрическим током и обычно в комбинации с разделительным трансформатором.

Выделяют следующие виды изоляции:

· рабочая — электрическая изоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая её нормальную работу и защиту от поражения электрическим током;
· дополнительная — электрическая изоляция, предусмотренная дополнительно к рабочей изоляции для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции;
· двойная — электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции. Двойная изоляция заключается в одном электроприёмнике двух независимых одна от другой ступеней изоляции (например, покрытие электрооборудования слоем изоляционного материала — краской, пленкой, лаком, эмалью и т.п.). Применение двойной изоляции наиболее рационально, когда в дополнение к рабочей электрической изоляции токоведущих частей корпус электроприёмника изготавливается из изолирующего материала (пластмассы, стекловолокна).

Защитное отключение — это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током.

Оно должно обеспечить автоматическое отключение электроустановок при однофазном (однополюсном) прикосновении к частям, находящимся под напряжением, не допустимым для человека, и (или) при возникновении в электроустановке тока утечки (замыкания), превышающего заданные значения.

Защитное отключение рекомендуется в качестве основной или дополнительной меры защиты, если безопасность нельзя обеспечить при заземлении или занулении, либо если заземление или зануление трудновыполнимо, либо нецелесообразно по экономическим соображениям. Устройства (аппараты) для защитного отключения в отношении надежности действия должны удовлетворять специальным техническим требованиям.

Средства индивидуальной защиты делятся на изолирующие, вспомогательные и ограждающие.

Изолирующие защитные средства обеспечивают электрическую изоляцию человека от токоведущих частей и земли. Они подразделяются на основные (диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными рукоятками) и дополнительные (диэлектрические галоши, коврики, подставки)

К вспомогательным можно отнести очки, противогазы, маски, предназначенные для защиты от световых, тепловых и механических воздействий.

К ограждающим относятся переносные щиты, клетки, изолирующие подкладки, переносные заземления и плакаты. Они предназначены в основном для временного ограждения токоведущих частей, к которым возможно прикосновение работающих.

Безопасность при работе с электроустановками обеспечивается применением различных технических и организационных мер. Они регламентированы действующими правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Технические средства защиты от поражения электрическим током делятся на коллективные и индивидуальные, на средства, предупреждающие прикосновение людей к элементам сети, находящимся под напряжением, и средства, которые обеспечивают безопасность, если прикосновение все-таки произошло.

Основные способы и средства электрозащиты:

Изоляция токопроводящих частей и ее непрерывный контроль;

Установка оградительных устройств;

Предупредительная сигнализация и блокировки;

Использование знаков безопасности и предупреждающих плакатов;

Использование малых напряжений;

Электрическое разделение сетей;

Защитное заземление;

Выравнивание потенциалов;

Зануление;

Защитное отключение;

Средства индивидуальной электрозащиты.

Изоляция токопроводящих частей — одна из основных мер электробезопасности. Согласно ПУЭ сопротивление изоляции токопроводящих частей электрических установок относительно земли должно быть не менее 0,5-10 МОм 1 . Различают рабочую, двойную и усиленную рабочую изоляцию.

Рабочей называется изоляция, обеспечивающая нормальную работу электрической установки и защиту персонала от поражения электрическим током. Двойная изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной, используется в тех случаях, когда требуется обеспечить повышенную электробезопасность оборудования (например, ручного электроинструмента бытовых электрических приборов и т.д.). Сопротивление двойной изоляции должно быть не менее 5 МОм, что в 10 раз пре вышает сопротивление обычной рабочей. В ряде случаев рабочую изоляцию выполняют настолько надежно, что ее электросопротивление составляет не менее 5 МОм и потому она обеспечивает такую же защиту от поражения током, как и двойная. Такую изоляцию называют усиленной рабочей изоляцией.

Существуют основные и дополнительные изолирующие средства. Основными называют такие электрозащитные средства, изоляция которых надежно выдерживает рабочее напряжение. Дополнительные электрозащитные средства усиливают изоляцию человека от токопроводящих частей и земли. В табл. 20.2 приведены основные сведения об изолирующих электрозащитных средствах.

Неизолированные токопроводящие части электроустановок, работающих под любым напряжением, должны быть надежно ограждены или расположены на недоступной высоте, чтобы исключить случайное прикосновение к ним человека. Конструктивно ограждения изготавливают из сплошных металлических листов или металлических сеток.

Для предупреждения об опасности поражения электрическим током используют различные звуковые, световые и цветовые сигнализаторы, устанавливаемые в зонах видимости и слышимости персонала. Кроме того, в конструкциях электроустановок предусмотрены блокировки — автоматические устройства, с помощью которых преграждается путь в опасную зону или предотвращаются неправильные, опасные для человека действия. Блокировки могут быть механические (стопоры, защелки, фигурные вырезы), электрические или электромагнитные. Для информации персонала об опасности служат предупредительные плакаты, которые в соответствии с назначением делятся на предостерегающие, запрещающие, разрешающие и напоминающие. Части оборудования, представляющие опасность для людей, окрашивают в сигнальные цвета и на них наносят знак безопасности (в соответствии с ГОСТом 12.4.026-76 «Цвета сигнальные и знаки безопасности»). Красным цветом окрашивают кнопки и рычаги аварийного отключения электроустановок.

Таблица 2. Классификация изолирующих электрозащитных средств

Для уменьшения опасности поражения током людей, работающих с переносным электроинструментом и осветительными лампами, используют малое напряжение, не превышающее 42 В. В ряде случаев, например, при работе в металлическом резервуаре, для питания ручных переносных ламп используют напряжение 12 В.

Для повышения безопасности проводят электрическое разделение сетей на отдельные короткие электрически не связанные между собой участки с помощью разделяющих трансформаторов. Такие разделенные сети обладают малой емкостью и высоким сопротивлением изоляции. Раздельное питание используют при работе с переносными электрическими приборами, на строительных площадках, при ремонтах на электростанциях и др.

При замыканиях тока на конструктивные части электрооборудования (замыкание на корпус) на них появляются напряжения, достаточные для поражения людей или возникновения пожара. Осуществить защиту от поражения электрическим током и возгорания в этом случае можно тремя путями: защитным заземлением, занулением и защитным отключением.

Защитное заземление — это преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые в обычном состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при случайном соединении их с токоведущими частями.

Если произошло замыкание и корпус электроустановки оказался под напряжением, то прикоснувшийся к нему человек попадает под напряжение прикосновения (У пр ), которое определяется выражением:

(9)

где V 3 — полное напряжение на корпусе электроустановки, В;

Vх — потенциал поверхности земли или пола, В.

Таким образом, напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно может коснуться человек.

Рассмотрим схему действия защитного заземления на примере трехфазной сети с изолированной нейтралью (рис. 3).

Если человек прикоснется к заземленной электроустановке, находящейся под напряжением, то он попадет под напряжение прикосновения, определяемое по Формуле:

где а пр — коэффициент напряжения прикосновения или просто коэффициент прикосновения (а пр

Iз — ток замыкания, А;

Rз — сопротивление защитного заземления, Ом.

Ток, проходящий через тело человека, попавшего под напряжение прикосновения (I А чел, А), составит:

где Rс — сопротивление растеканию тока в земле, зависящее от удельного сопротивления земли и сопротивления подошвы обуви человека, Ом.

Если человек находится в условиях высокой влажности (Rс -> 0), предыдущую формулу можно упростить:

Рассчитаем I А чел для случая, если Iз= 4 А, Rз = 4 Ом и апр = 0,4 (контурный заземлитель):

Этот ток безопасен для человека, так как не превышает значения неотпускающего тока (10 мА).

Таким образом, принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения (и напряжения шага), вызванных замыканием на корпус.

Защитному заземлению (занулению) подвергают металлические части электроустановок и оборудования, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, например, корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, каркасы распределительных щитов, металлические трубы и оболочки электропроводок, а также металлические корпуса переносных электроприемников.

Обязательно заземляют электроустановки, работающие под напряжением 380 В и выше переменного тока и питающиеся от источника постоянного тока с напряжением 440 В и выше. Кроме того, в помещениях повышенной и особой опасности заземляют установки с напряжением от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока.

Заземляющее устройство — это совокупность заземлителей — металлических проводников, соприкасающихся с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. В зависимости от взаимного расположения заземлителей и заземляемого оборудования различают выносные и контурные заземляющие устройства. Первые из них характеризуются тем, что заземлители вынесены за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточены на некоторой части этой площадки (рис. 4).

Контурное заземляющее устройство (рис. 5), заземлители которого располагаются по контуру (периметру) вокруг заземляемого оборудования на небольшом расстоянии друг от друга (несколько метров), обеспечивает лучшую степень защиты, чем предыдущее.

Заземлители бывают искусственные, которые используются только для целей заземления, и естественные, в качестве которых используют находящиеся в земле трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей или газов), металлические конструкции, арматуру железобетонных конструкций, свинцовые оболочки кабелей и др. Искусственные заземлители изготавливают из стальных труб, уголков, прутков или полосовой ткани.

Требования к сопротивлению защитного заземления регламентируются ПУЭ. В любое время года это сопротивление не должно превышать:

4 Ом — в установках, работающих под напряжением до 1000 В; если мощность источника тока составляет 100 кВ*А и менее, то сопротивление заземляющего устройства может достигать 10 Ом;

0,5 Ом — в установках, работающих под напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью. Наибольшее сопротивление заземляющего устройства (R , Ом) не должно быть более 250/ Iз (но не более 10 Ом) в установках напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью. При использовании заземляющего устройства одновременно для установок напряжением до 1000 В, R не должно быть более 125/ Iз (но не более 4 или 10 Ом соответственно). В этих формулах Iз — ток замыкания на землю, А.

Защитное зануление предназначено для защиты в трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью, работающих под напряжением до 1000 В, так как в этих сетях использование защитного заземления неэффективно. Обычно это сети 220/127, 380/220 и 660/380 В.

Рассмотрим действие защитного зануления подробнее. Пусть имеется трехфазная трехпроводная сеть, работающая под напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью (рис. 6).

Если в такой схеме одна из фаз будет замкнута на корпус электропроводки (показана на схеме молниеобразной стрелкой), то величина тока (Iз, А), протекающего в сети, определится из следующей зависимости:

(14)

где Vф — фазное напряжение, В;

Ro — сопротивление заземления нейтрали, Ом;

Iз — сопротивление корпуса электроустановки, Ом.

При этом на корпусе электроустановки возникает напряжение относительно земли (Vк), определяемое следующей формулой:

(15)

Рассчитаем величину тока короткого замыкания (1к, А) для значений V ф = 220 В и R 0 = Rз = 4 Ом:

Ток короткого замыкания / 3 может оказаться недостаточным для срабатывания защиты, и электроустановка может не отключиться. Корпус электроустановки находится под опасным напряжением. Если человек случайно прикоснется к корпусу электроустановки, находящейся под этим напряжением, то ток, протекающий через тело человека, составит:

(17)

где а пр — коэффициент напряжения прикосновения.

Если а пр = 1 и V K = 110 В, то I чел = 110/1000 = 0,11 А = 110 мА. Этот ток превышает значение фибрилляционного, поэтому является смертельно опасным. Таким образом, защитное заземление в этом случае не обеспечивает надежной защиты человека, поэтому используют не заземление, а зануление.

Занулением называют способ защиты от поражения током автоматическим отключением поврежденного участка сети и одновременно снижением напряжения на корпусах оборудования на время, пока не сработает отключающий аппарат (плавкие предохранители, автоматы и др.). Зануление — это преднамеренное соединение с нулевым защитным проводником металлических нетокопроводяших частей, которые могут оказаться под напряжением (рис. 7).

Проводник (1), который соединяет зануляемые части элекроустановки с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки трансформатора, называют нулевым защитным. Назначение этого проводника заключается в создании для тока короткого замыкания электрической цепи с малым электросопротивлением (цепь обозначена на рисунке цифрами I — II — III — IV — V), чтобы данный ток был достаточен для быстрого отключения повреждения от сети. Это достигается срабатыванием элемента защиты сети от тока короткого замыкания (на рисунке этот элемент обозначен цифрой 2).

Цепь зануления I — II — III — IV — V имеет очень малое электрическое сопротивление (доли Ом). Ток короткого замыкания, возникающий при замыкании на корпус и проходящий по цепи зануления, достигает большого значения (нескольких сотен ампер), что обеспечивает быстрое и надежное срабатывние элементов защиты.

Для устранения опасности обрыва нулевого провода устраивают его повторное многократное рабочее заземление через каждые 250 м.

Основное требование безопасности к занулению: оно должно обеспечивать надежное и быстрое срабатывание защиты. Для этого необходимо выполнение следующего условия:

I K з >k I HOM , (18)

где Iном — номинальное значение тока, при котором происходит срабатывание элемента защиты;

k — коэффициент, характеризующий кратность тока короткого замыкания относительно номинального значения тока, при котором срабатывает элемент защиты.

Время срабатывания элементов защиты зависит от силы тока. Так, для плавких предохранителей и тепловых автоматов при k = 10 время срабатывания предохранителя составляет 0,1 с, а при k = 3-0,2 с. Электромагнитный автоматический выключатель обесточивает сеть за 0,01 с. Согласно требованиям ПУЭ в помещениях с нормальными условиями k должен находиться в пределах 1,2-3, а во взрывоопасных помещениях — k = 1,4-6.

Еще одна система защиты — защитное отключение — это защита от поражения электрическим током в электроустановках, работающих под напряжением до 1000 В, автоматическим отключением всех фаз аварийного участка сети за время, допустимое по условиям безопасности для человека.

Основная характеристика этой системы — быстродействие, оно не должно превышать 0,2 с. Принцип защиты основан на ограничении времени протекания опасного тока через тело человека. Существуют различные схемы защитного отключения, одна из них, основанная на использовании реле напряжения, представлена на рис. 20.8.

При замыкании фазного провода на заземленный или зануленный корпус электроустановки на нем возникает напряжение корпуса V K . Если оно превышает заранее установленное предельно допустимое напряжение V K доп (т. е. если V K > У к доп), срабатывает защитное отключающее устройство. Схема работает следующим образом.

Вследствие разности потенциалов между корпусом электроустановки 1 и землей возникает ток I р, который, проходя через реле 5, замыкает его контакты, подавая питание на отключающую катушку 3. Под влиянием возникшего электромагнитного поля внутрь нее втягивается сердечник 4, вызывая отключение автоматического выключателя 2, и установка обесточивается.

В передвижных установках напряжением до 1000 В;

Для отключения электрооборудования, удаленного от источника питания, как дополнение к занулению;

В электрифицированном инструменте как дополнение к| защитному заземлению или занулению;

В скальных и мерзлых грунтах при невозможности выполнить необходимое заземление.

1 — корпус электроустановки; 2 — автоматический выключатель; 3 — отключающая катушка; 4 — сердечник катушки; 5 — реле максимального

напряжения; R з — сопротивление защитного заземления; I 3 — ток замыкания; I p — ток, протекающий через реле; R 1 — сопротивление вспомогательного заземления

Рис. 8. Схема защитного отключения

Рассмотрим кратко организационные мероприятия, обеспечивающие безопасную эксплуатацию электроустановок. К ним относятся оформление соответствующих работ нарядом или распоряжением, допуск к работе, надзор за проведением работ, строгое соблюдение режима труда и отдыха, переходов на другие работы и окончания работ.

Нарядом для проведения работы в электроустановках называют составленное на специальном бланке задание на ее безопасное производство, определяющее содержание, место, время начала и окончания работы, необходимые меры безопасности, состав бригад и лиц, ответственных за безопасность выполнения работ. Распоряжением называют то же задание на безопасное производство работы, но с указанием содержания работы, места, времени и лиц, которым поручено ее выполнение.

Все работы на токопроводящих частях электроустановок под напряжением и со снятием напряжения выполняют по наряду, кроме кратковременных работ (продолжительностью не более 1 ч), требующих участия не более трех человек. Эти работы выполняют по распоряжению.

К организационным мероприятиям также относятся обучение персонала правильным приемам работы с присвоением работникам, обслуживающим электроустановки, соответствующих квалификационных групп. Сведения о квалификационных группах персонала представлены в табл. 3.

В ряде случаев существенную опасность для человека представляет статическое электричество, под которым понимают совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией (ослаблением) свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках. Протекание различных технологических процессов, таких, как измельчение, распыление, фильтрование и другие, сопровождается электризацией материалов и оборудования, причем возникающий на них электрический потенциал достигает значений тысяч и десятка тысяч вольт. Воздействие статического электричества на организм человека проявляется в виде слабого длительно протекающего тока либо в форме кратковременного разряда через тело человека, в результате чего может произойти несчастный случай.

Вредное воздействие на организм человека оказывает и электрическое поле повышенной напряженности. Оно вызывает функциональные изменения центральной нервной, сердечнососудистой и некоторых других систем организма.

Защиту от статического электричества осуществляют по двум основным направлениям: уменьшение генерации электрических зарядов и устранение зарядов статического электричества. Для реализации первого направления необходимо правильно подбирать конструкционные материалы, из которых изготавливаются машины, агрегаты и прочее технологическое оборудование. Эти материалы должны быть слабо электризующимися или неэлектризующимися. Например, синтетический материал, состоящий на 40% из нейлона и 60% дакрона, не электризуется при трении о хромированную поверхность.

Таблица 3. Квалификационные группы персонала, обслуживающего электроустановки

Для снятия зарядов статического электричества с поверхности технологического оборудования его обязательно заземляют.

Кроме перечисленных способов защиты от статического электричества большое значение имеет снижение удельного поверхностного электрического сопротивления перерабатываемых материалов. Это достигается повышением относительной влажности в помещении, где производится обработка поглощающих воду материалов (древесины, бумага, хлопчатобумажной ткани и др.), до 65-70%, нанесением на их поверхность специальных антистатических составов, введением в состав твердых диэлектриков электропроводящих материалов (графита, углеродных волокон, алюминиевой пудры и т.д.). Существуют и другие методы защиты от статического электричества.

Основными техническими средствами защиты человека от поражения электрическим током, используемыми отдельно или в сочетании друг с другом, являются: защитное заземление, зануление, защитное отключение, электрическое разделение сети, малое напряжение, электрозащитные средства, уравнивание потенциалов, двойная изоляция, предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с грунтом Земли металлических нетоковедущих элементов электроустановок, которые в аварийных ситуациях могут оказаться под напряжением.

Область применения защитного заземления – электроустановки напряжениями до 1000 В, питающиеся от СИН. При этом в помещениях без повышенной опасности защитное заземление является обязательным при номинальном напряжении электроустановок 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках — при напряжении выше 42 В переменного и выше 110 В постоянного тока.

Защитное заземление специально предназначено для обеспечения электробезопасности и позволяет уменьшить напряжение, приложенное к телу человека, до длительно допустимого значения . Защитному заземлению подлежат доступные для прикосновения человека металлические нетоковедущие элементы электроустановок, которые могут оказаться под напряжением, например, из-за повреждения изоляции фазного проводника сети. Схема защитного заземления представлена на рис. 4.10.

На рисунке пунктирными линиями показано эквивалентное сопротивление Z из /3 , которое заменяет комплексные сопротивления изоляций фаз в случае их равенства, но подключено к нейтрали N электрической сети.

В случае пробоя фазы на корпус ток замыкания определяется по формуле

в которой влиянием параллельного соединения R з и R h можно пренебречь (R з ||R h ), т. к. R з . В результате ток замыкания на землю в СИН напряжением до 1000 В практически не превышает 5 А, а в большинстве случаев он во много раз меньше.

Для обеспечения приемлемой безопасности прикосновения к повреждённой электроустановке в СИН (замыкание фазы на корпус) необходимо обеспечить в любое время года достаточно малую величину сопротивления заземления.

Защитное заземление осуществляют с помощью заземляющего устройства , которое представляет собой совокупность заземлителей (естественные или искусственные) и заземляющих проводников.

Естественные заземлители – это непосредственно контактирующие с грунтом электропроводящие элементы коммуникаций, зданий и сооружений, специально не предназначенные для целей заземления, но используемые как заземлители. К ним относятся арматура железобетонных фундаментов, металлические водопроводные трубы, проложенные в земле, обсадные трубы скважин. Запрещается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, взрывоопасных или горючих газов.

Искусственные заземлители – это предназначенные для устройства заземления стальные электроды (трубы, стержни, уголки) длиной до нескольких метров, имеющие непосредственный контакт с грунтом. Их применяют, если естественные заземлители отсутствуют или их сопротивления растеканию тока не удовлетворяют требованиям.

Заземляющие проводники – это электрические проводники, соединяющие заземлители с заземляемыми элементами электроустановок.

ПУЭ и ГОСТ 12.1.030-81* устанавливают, в частности, что в сетях с U ф = 220 В сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом (R з ≤ 4 Ом ). Если мощность источника электроэнергии (трансформатора, генератора) не превышает 100 кВА, тоR з ≤ 10 Ом . Таким образом обеспечивают напряжение на корпусе аварийной электроустановки, не превышающее 20 В, что считается допустимым.

Зануление – это преднамеренное электрическое соединение нетоковедущих частей электроустановок, которые в аварийных ситуациях могут оказаться под напряжением, с глухозаземлённой нейтралью электрической сети с помощью нулевого защитного проводника (НЗП).

Область применения зануления – электроустановки напряжениями до 1000 В, питающиеся от СЗН. При этом в помещениях без повышенной опасности зануление является обязательным при номинальном напряжении электроустановок 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках — при напряжении выше 42 В переменного и выше 110 В постоянного тока. Схема варианта зануления в СЗН приведена на рис. 4.11, где Пр1 и Пр2 – плавкие предохранители линии питания и электроустановки.

Нулевой защитный проводник НЗП необходимо отличать от нулевого рабочего проводника N. Нулевой рабочий проводник при необходимости может быть использован для питания электроустановок. В реальной сети он может быть совмещён с НЗП, за исключением случая питания переносных электроприёмников, если он соответствует дополнительным требованиям, предъявляемым к НЗП. Должна быть обеспечена гарантированная непрерывность НЗП на всём протяжении от зануляемого элемента до нейтрали источника питания. Это обеспечивается отсутствием элементов защиты (плавких предохранителей и автоматических выключателей) а так же разного рода разъединителей. Все соединения НЗП должны быть выполнены на основе сварки или быть резьбовыми. Полная проводимость НЗП должна составлять не менее 50 % от проводимости фазного проводника.

При замыкании одной из фаз на зануленный корпус электроустановки возникает контур короткого замыкания, образуемый источником фазного напряжения и комплексными сопротивлениями фазного (Ż ф) и нулевого защитного (Ż нзп) проводников, величина тока в котором гарантирует быстрое срабатывание ближайшего к электроустановке элемента защиты (Пр2). С целью дополнительного повышения уровня электробезопасности, например, при обрыве НЗП, его повторно заземляют (на рис. 4.11 R п – сопротивление повторного заземлителя). При отсутствии R п напряжение на корпусе повреждённой установки может превышать 0,5U ф, а в случае применения повторного заземлителя оно может быть несколько снижено.

Таким образом, при занулении безопасность человека, касающегося корпуса повреждённой установки, обеспечивается за счёт уменьшения времени воздействия опасного напряжения, действующего до момента срабатывания элемента защиты.

Для того чтобы обеспечить быстрое отключение аварийной установки, ток короткого замыкания согласно требованиям ПУЭ должен не менее чем в 3 раза превышать номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя или в 1,4 раза превышать ток уставки автоматического выключателя.

В СЗН с занулением нельзя заземлять корпус установки, не присоединив его прежде к НЗП.

Защитное отключение — это автоматическое отключение всех фаз контролируемого участка сети, обеспечивающее безопасные для человека сочетания тока и времени его воздействия при возникновении опасности поражения человека током (ПУЭ-99). Такого рода ситуации возникают, например, в случаях замыканий на землю, снижения сопротивлений изоляции, неисправностях устройств заземления или зануления, а также при однофазном прикосновении человека к токоведущим элементам установок. Защитное отключение может использоваться как самостоятельная мера защиты, а также в сочетании с занулением или защитным заземлением для обеспечения большей безопасности.

Устройство защитного отключения (УЗО) может быть использовано в сетях с любым режимом нейтрали. Оно подключено к контролируемой электроустановке и при недопустимом ухудшении параметров электробезопасности отключает её от источника питания. Принцип защиты с помощью УЗО заключается в уменьшении времени протекания опасного тока через человека. Эффективность УЗО определяется его быстродействием. В любом случае сочетание напряжения прикосновения, действующего до момента отключения, и времени срабатывания должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.038-82*.Все УЗО строятся по одному функциональному принципу (рис. 4.12). Датчик Д реагирует на изменения одного или нескольких параметров Uэу , характеризующих электробезопасность. Его выходной сигнал U д пропорционален используемому входному сигналу УЗО, на который оно реагирует. В формирователе аварийного сигнала Uас (ФАС) сигнал датчика U д сравнивается с установленным уровнем срабатывания Uп . Он пропорционален уставке УЗО, т.е. значению входного сигнала устройства, при котором оно срабатывает. Если U д >Uп , то сигнал U АС через элемент согласования (по мощности, напряжению) ЭС приводит к размыканию контактов отключающего устройства ОУ. Практическое разнообразие УЗО определяется используемыми входными сигналами и выбранными конструктивными элементами. Входными сигналами могут являться ток нулевой последовательности (при несимметрии фазных токов утечки), напряжение нулевой последовательности (при несимметрии напряжений фаз относительно земли), напряжение корпуса установки относительно земли, ток замыкания (утечки) на землю.

Электрическое разделение сети . Реальные электрические сети могут иметь глухозаземлённую нейтраль, быть протяжёнными и разветвлёнными, что резко увеличивает опасность поражения при однофазном прикосновении человека. На рис. 4.13 показан пример разветвлённой однофазной сети, содержащей N ответвлений с соответствующими сопротивлениями изоляции. Результирующее сопротивление изоляции Z из сети определяется как результат параллельного соединения сопротивлений изоляции N отдельных участков и сопротивлений изоляции Z ЭУ электроустановок. Оно может оказаться недостаточным для обеспечения приемлемой безопасности однофазного прикосновения и может составлять, десятки кОм.

С целью повышения безопасности в таких случаях применяют электрическое разделение разветвлённой сети на ряд участков с помощью специальных разделительных трансформаторов РТ (рис. 4.14). От каждого из них разрешается питание только одного электроприёмника с номинальным током элемента защиты не более 15 А. Участок сети, подключенный к вторичной обмотке РТ, имеет малые протяжённость и разветвлённость. Поэтому легко обеспечивается большое сопротивление изоляции проводников питания относительно земли. Разделительные трансформаторы могут входить в состав, блоков питания (преобразователей напряжения) радиоэлектронных устройств. Следует иметь в виду, что выводы вторичной обмотки РТ должны быть изолированы от земли.

Применение малых напряжений . Существенное повышение уровня электробезопасности может быть достигнуто путём уменьшения рабочих напряжений электроустановок. Если номинальное напряжение электроустановки не превышает длительно допустимой величины напряжения прикосновения, то даже одновременный контакт человека с токоведущими частями разных фаз может считаться относительно безопасным.

Малым называется напряжение не более 42 В переменного и не более 110 В постоянного тока, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжениях до 12 В, т. к. при таких напряжениях сопротивление тела человека обычно не менее 6 кОм и, следовательно, ток, проходящий через тело человека, не превысит 2 мА. Такой ток можно считать условно безопасным. В производственных условиях для повышения безопасности эксплуатации переносных электроустановок применяются малые напряжения 36 В (в помещениях с повышенной опасностью) и 12 В (в особо опасных помещениях). Однако в любом случае малые напряжения являются лишь относительно безопасными, т.к. в худшем случае ток через тело человека может превысить значение порогового неотпускающего.

Источниками малого напряжения являются гальванические элементы, аккумуляторы, преобразователи напряжения или трансформаторы. Получение малых напряжений с помощью автотрансформаторов не допускается , т. к. токоведущие элементы сети малого напряжения в этом случае гальванически связаны с основной электрической сетью.

Область применения малых напряжений ограничивается в основном ручным электрифицированным инструментом, переносными лампами, светильниками местного освещения в помещениях, как с повышенной опасностью, так и особо опасных.

Электрозащитные средства — это средства индивидуальной защиты, служащие для защиты людей от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля. По своему назначению средства защиты условно разделяют на изолирующие, ограждающие и предохранительные.

Изолирующие средства защиты предназначены для изоляции человека от частей электроустановок, находящихся под напряжением, и от земли. Различают основные и дополнительные изолирующие средства. Основные изолирующие средства имеют изоляцию, способную длительное время выдерживать рабочее напряжение электроустановки, и, следовательно, с их помощью можно касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением. Основными изолирующими средствами для электроустановок напряжением до 1000 В служат изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками, указатели напряжения. Дополнительные изолирующие средства применяют лишь в комплекте с основными средствами для обеспечения большей безопасности. К ним относятся диэлектрические боты и галоши, изолирующие подставки и коврики. Все изолирующие средства должны подвергаться испытаниям после изготовления и периодически в процессе эксплуатации, о чём на них делается соответствующая отметка.

Ограждающие защитные средства предназначены для временного ограждения токоведущих частей, находящихся под напряжением (изолирующие накладки, щиты, барьеры, ограждения-клетки), а также для предотвращения появления опасного напряжения на отключенных токоведущих частях (переносные заземляющие устройства).

Предохранительные защитные средства служат для защиты персонала от факторов, сопутствующих его работе с электроустановками. К ним относятся средства защиты от падения с высоты (предохранительные пояса), при подъёме на высоту (монтёрские когти, лестницы), от световых, тепловых, механических, химических воздействий (защитные очки, щитки, рукавицы) и электромагнитных полей (экранирующие каски, костюмы).

Уравнивание потенциалов применяют в помещениях, имеющих заземлённые или занулённые электроустановки для повышения уровня безопасности. При этом к сети заземления или зануления подключают элементы производственных конструкций, трубопроводы. С этой же целью в ванных комнатах жилых зданий металлические корпуса ванн должны быть гальванически соединены с металлическими трубами водопровода.

Двойная изоляция представляет собой совокупность рабочей и защитной (дополнительной) изоляции, при которой доступные прикосновению металлические части электроустановки не приобретают опасного напряжения при повреждении только рабочей или только защитной изоляции. Согласно требованиям ГОСТ 12.2.006-87 двойную изоляцию обязательно должны иметь устройства бытового или аналогичного общего применения. Установки с двойной изоляцией не следует заземлять или занулять, поэтому они не имеют соответствующих присоединительных элементов. В качестве дополнительной изоляции используют пластмассовые корпуса, ручки, втулки. Если устройство с двойной изоляцией имеет металлический корпус, он должен быть изолирован от конструктивных частей установки, которые могут оказаться под напряжением (шасси, оси регуляторов, статоры электродвигателей) изолирующими элементами.

Предупредительная сигнализация служит для выдачи сигнала опасности при приближении к частям, находящимся под высоким напряжением.

Блокировки предотвращают доступ к неотключенным токоведущим частям электроустановки, например, при ремонте. Электрические блокировки осуществляют разрыв цепи контактами, размыкающимися при открывании аппаратурной дверцы или не позволяют её открыть, если не снято высокое напряжение с токоведущих частей. Механические блокировки имеют конструктивные элементы, не позволяющие включит аппарат при открытой крышке или открыть аппарат, когда он включен.

Знаки и плакаты безопасности предназначены для привлечения внимания работающих к опасности поражения током, предписания, разрешения определённых действий и указаний с целью обеспечения безопасности. Они бывают запрещающими, предупреждающими, предписывающими и указательными.

6.4. Меры защиты от поражения электрическим током

Электробезопасность обеспечивается конструкцией электроустановок, техническими способами и средствами защиты, организационными и техническими мероприятиями.

Конструкция электроустановок должна соответствовать условиям их эксплуатации и обеспечивать защиту персонала от соприкосновения с токоведущими и движущимися частями , а оборудования — от попадания внутрь посторонних твердых тел и воды.

Способы и средства обеспечения электробезопасности : защитное заземление, зануление, защитное отключение, выравнивание потенциалов, малое напряжение, изоляция токоведущих частей, электрическое разделение сетей, оградительные устройства, блокировки, предупредительная сигнализация, знаки безопасности, предупредительные плакаты, электрозащитные средства.

Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковеду щих частей , которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции электроустановки.

Принцип действия защитного заземления : снижение до безопасных значений напряжения прикосновения и силы тока, проходящего через человека, обусловленных замыканием на корпус. При заземлении корпуса происходит замыкание на землю и прикосновение к заземленному корпусу вызывает появление параллельной ветви, по которой часть тока замыкания проходит в землю через тело человека (рис.6.5). Сила тока в параллельных цепях обратно пропорциональна сопротивлениям цепей, поэтому ток через человека (I h) не опасен.

Область применения защитного заземления — трехфазные сети напряже нием до 1 кВ с изолированной нейтралью и сети напряжением выше 1 кВ с любым режимом нейтрали.

Сопротивление заземляющего устройства, используемого для заземления электрооборудования в электроустановках напряжением до 1 кВс изолированной нейтралью должно быть не более 4 Ом.

При мощности генераторов и трансформаторов 100 кВи менее, заземляющие устройства могут иметь сопротивление не более 10 Ом.

Заземляющее устройство в электроустановках напряжением выше 1 кВс глухозаземленной нейтралью должно иметь сопротивление не более 0,5 Ом, а в электроустановках с изолированной нейтралью — не более 10 Ом.

Расчет защитного заземления заключается в определении параметров вертикальных и горизонтальных элементов заземления при условии непревышения допустимого значения сопротивления заземляющего устройства. Заземляющее устройство состоит из заземлителя (одного или нескольких металлических элементов, погруженных на определенную глубину в грунт) и проводников, соединяющих заземляемое оборудование с заземлителем.

Зануление — это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Задача зануления : устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки , оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус . Решается задача быстрым отключением поврежденной электроустановки от сети (рис.6.6).

Принцип действия зануления заключается в превращении замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (между фазным и нулевым проводами) с целью вызвать большой ток, обеспечивающий срабатывание защиты, и тем самым автоматически отключить поврежденную ус тановку от питающей сети.

Расчет зануления заключается в определении сечения нулевого провода, удовлетворяющего условию срабатывания максимальной токовой защиты . Такой защитой могут быть плавкие предохранители, магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой, контакторы в сочетании с тепловым реле, автоматы, осуществляющие защиту одновременно от токов короткого замыкания и от перегрузки.

Занулеиие применяют в трехфазных четырехпроводных сетях напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.

Защитное заземление или зануление электроустановок является обя зательным в помещениях без повышенной опасности поражения током при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока, а также 440 В и выше постоянного тока .

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных необходимо заземлять или занулять установки при поминальном напряжении 42 Ви выше переменного тока, а также 110 В и выше постоянного тока. Во взрывоопасных помещениях заземление или зануление установок обязательно независимо от напряжения сети.

Защитное отключение — это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. При применении этого вида защиты безопасность обеспечивается быстродействующим (не более 0,2 с) отключением аварийного участка или всей сети при однофазном замыкании на землю или на элементы электрооборудования, нормально изолированные от земли, а также при прикосновении человека к частям, находящимся под напряжением.

Схемы и конструкции устройств защитного отключения .

Схема защитно го отключения, срабатывающего при появлении напряжения на корпусе относительно земли (рис. 6.7). В схемах этого типа датчиком служит реле напряжения, включенное между корпусом и вспомогательным заземлителем.

Выравнивание потенциала — метод снижения напряжения прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым возможно одновременное прикосновение или на которых может одновременно стоять человек.

Для выравнивания потенциала в землю укладывают стальные полосы в виде сетки по всей площади, занятой оборудованием. В производственном помещении корпуса электрооборудования и производственного оборудования в той или иной степени связаны между собой. При замыкании на корпус в каком-либо из электроприемников все металлические части получают близкое по величине напряжение относительно земли. В результате напряжение между корпусом электроприемника и полом уменьшается, происходит выравнивание потенциала по всей площади помещения и человек, находящийся в этой цепи замыкания, оказывается под сравнительно малым напряжением.

Малое напряжение — номинальное напряжение не более 42 В ,которое используют для питания электроинструмента, светильников стационарного освещения, переносных ламп в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и на наружных установках. Источниками малого напряжения могут быть специальные понижающие трансформаторы с вторичным напряжением 12-42 В.

Исправ ность изоляции – это основное условие, обеспечивающие безопасность эксплуатации и надежность электроснабжения электроустановок . Для изоляции токоведущих частей электроустановок применяют рабочую и дополнительную изоляцию .

Рабочей изоляцией является эмаль и оплетка обмоточных проводов, пропиточные лаки и компаунды и т.д. Дополнительной изоляцией могут быть пластмассовый корпус машины, изолирующая втулка и т.д.

Электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной, называется двойной . Она считается достаточной для обеспечения электробезопасности, поэтому устройствами с двойной изоляцией разрешается пользоваться без применения других защитных средств.

Контроль сопротивления изоляции может быть периодическим и непрерывным. Сопротивление изоляции силовых и осветительных электропроводов должно быть не менее 0,5 МОм.

Электрическое разделение сетей — разделение сети на отдельные электрически не связанные между собой участки с помо щью разделяющего трансформатора , который изолирует электроприемник от первичной сети и сети заземления (рис. 6.8).

От разделяющего трансформатора может питаться только один элек троприемник с защитной плавкой вставкой (сила тока вставки автомата на первичной стороне не должна превышать 15А), вторичное напря жение трансформатора должно быть не выше 380 В . Вторичная обмотка трансформатора и корпус электроприемника не должны иметь заземления или связи с сетью зануления. В таком случае при прикосновении к частям, находящимся под напряжением или к корпусу с поврежденной изоляцией не создается опасность, поскольку вторичная цепь коротка и сила токов утечки в ней и емкостных токов мала.

Защитное разделение сетей используют в электроустановках напряжением до 1000 В, эксплуатация которых связана с особой и повышенной опасностью (передвижные электроустановки, ручной электрифицированный инструмент и т.п.).

Для исключения случайных прикосновений к токоведущим частям электроустановок применяют оградительные сплошные и сетча тые устройства .

Сплошные ограждения обязательны для электроустановок, разме щаемых в производственных (неэлектрических) помещениях . Сетчатые ограждения применяют в электроустановках, доступных квалифицированному электротехническому персоналу .

В случаях, когда изоляция и ограждение токоведущих частей является нецелесообразным (например, воздушные линии высокого напряжения), их размещают на недоступной для прикосновения высоте. Внутри производственных помещений неогражденные неизолированные токоведущие части прокладывают па высоте не менее 3,5 м от пола.

Блокировка — защита от проникновения в опас ную зону, где находится установка . Она позволяет автоматически снимать напряжение со всех элементов установки, приближение к которым угрожает жизни человека. Блокировку применяют в элект рических аппаратах, при обслуживании которых должны соблюдаться повышенные меры безопасности , в электрооборудовании, расположенном в доступных для неэлектротехнического персонала помещениях.

В данной статье будут приведены примеры тех способов и методов защиты, благодаря которым возможно значительно обезопасить себя и других при выполнении электротехнических работ, тем самым снизив до минимума вероятность несчастного случая.

Применение защитных ограждений

Прикосновение человека к неизолированной токоведущей части, находящейся под напряжением, является опасным — это факт. Даже зная о наличии напряжения в тех или иных местах, существует вероятность случайного прикосновения.

Во избежание подобных случаев для обеспечения электробезопасности рабочего персонала принято делать защитные ограждения вокруг опасных зон (систем, оборудования, частей и т.д.).

Использование защитных блокировок

Блокировки, пожалуй, больше относятся к электротехнической защите от случайного поражения человека электрическим током или от внезапного включения оборудования, что также может повлечь за собой несчастный случай.

При их установке учитываются те случаи, которые могут произойти в случае ошибочного и неправильного поведения людей, работающих либо обслуживающих электрические системы и устройства.

При срабатывании блокировки происходит принудительное отключение и обесточивание электрооборудования с целью предотвращения аварийной ситуации.

Заземлители переносные

Переносные заземлители представляют собой временные средства защиты. Они применяются для обеспечения дополнительной безопасности (защиты рабочего персонала от поражения электрическим током) при работах на отключённых участках электрических систем, оборудования, устройств и т.д. В том случае, когда вдруг появится напряжение на данных участках, где ещё работают люди, эти переносные заземлители (проводники, касающиеся земли) направят электроэнергию в землю.

Использование защитной изоляции

Ещё одним важным способом технической защиты от поражения электрическим током является использования защитной изоляции на своём рабочем месте.

Изолирование рабочего места предполагает некую организацию мероприятий, направленную на предотвращение появления электрической цепи «человек-земля».

Основной задачей этого метода является увеличение сопротивления (переходного) по данной электроцепи.

Этот вариант предполагает использование резиновых ковров, изоляции токоведущих частей электрооборудования в наиболее электрически опасных местах и т.д.

Технические меры по защите от поражения электрическим током

Технические меры по защите можно разделить на 2 основные группы.

К первой можно отнести разделение электросетей, использование невысоких напряжений, своевременный контроль над изоляцией, защитное заземление, усиленную изоляцию (использование двойной изоляции) и прочее. Использование подобных мер защиты дает человеку максимальную защиту от поражения электрическим током.

Ко второй группе отнесём защитное отключение и зануление:

Разделение электросетей. Для разделения электросети используют трансформаторы. Они позволяют разбить общую цепь на отдельные цепи и участки (электрически не связанные между собой). В электросетях, где применяется изолированная нейтраль, это повышает изоляционное сопротивление и понижает ёмкость относительно земли, сравнивая с электросетью в целом. При разделении электросетей недопустимо применение автотрансформаторов.
Использование невысоких напряжений электропитания. В соответствии с ГОСТом невысоким напряжением можно считать напряжение до 42 В. Оно используется в целях повышения безопасности от поражения электричеством. Невысокие напряжения обычно получают при помощи трансформаторов (понижающих).
Изоляция, её контроль, обнаружение повреждений, профилактика.
Контроль над состоянием изоляционного покрытия осуществляется путём периодического измерения её сопротивления. Целью данной процедуры является обнаружение дефективных мест и своевременное предупреждение коротких замыканий на землю.
Защитное заземление. Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землёй (либо её эквивалентом). Задачей заземления является понижение значений напряжения относительно самой земли. Оно используется в электросетях с напряжениями до 1000 в (с изолированной нейтралью). Защитное заземление предполагает перераспределение падений напряжения на участках электрической цепи: «корпус – земля» и «фаза – земля».
Использование двойной изоляции. Под двойной изоляцией понимается объединение рабочей и дополнительной изоляции вместе. Это значительно повышает общую надёжность защиты от поражения током. Электрическое оборудование, делаемое с такой изоляцией, как правило, маркируется особыми знаками. Эффективно себя проявляет двойная изоляция в различном электрическом инструменте.
Применение защитного отключения. Защитное отключение является довольно эффективной мерой защиты от поражения электрическим током. Оно представляет собой быстродействующую защиту, что обеспечивает преждевременное автоматическое срабатывание и отключает электрооборудование.
Зануление. Защитное зануление — это преднамеренное (специальное) электрическое соединение с нулевым проводником нетоковедущих металлических частей, которые потенциально могут быть под напряжением (при неисправностях, пробоях изоляции и т.д.). Оно используется в электросетях с напряжением до 1000 В (с глухо заземлённой нейтралью). Основной задачей такого зануления является снижение вероятности поражения электрическим током человека при аварийном пробое электрооборудования на корпус по одной из фаз электросети.

принцип работы и в чем разница.

В современном мире невозможно представить ни один объект без применения электричества. Для повышения уровня электробезопасности и защиты человека используют заземление и зануление. Так в чем разница между заземлением и занулением? Заземление обеспечивает защиту путем снижения напряжения до безопасного уровня.

Зануление обеспечивает защиту путем аварийного отключения электроприбора от линии электропередачи. В жилых помещениях чаще всего применяют заземление, так как оно предохраняет от удара током даже во время повреждения изоляции. На производственных площадках используют различные комбинации этих приемов.

Что делать если человека ударило током? Это должен знать каждый, читать всем!

Схема заземления

Заземление и зануление: принцип работы и в чем разница

Для чего нужно заземление

Заземление – это подсоединение нетоковедущих частей электрооборудования с контуром заземления. Контур заземления в свою очередь всегда соединяется с землей, которая считается абсолютным нулем. Сами по себе металлические части приборов под напряжением не находятся, но при возникновении повреждений в изоляции, представляют опасность для человека. Тело человека – отличный проводник, поэтому при прикосновении к токопроводящему предмету, все напряжение проходит через него. Напряжение на корпусе прибора может возникнуть не только при повреждении, но и накопиться в виде статического электричества.

В этом случае поражение тока не будет смертельным, но все же неприятные ощущения и последствия могут возникнуть. Именно в таких случаях и нужно заземление.

Как определить где фаза, ноль и земля. Цвета проводов вам помогут.

При возникновении напряжения на корпусе прибора, заземляющий защитный проводник выведет весь ток на контур заземления. И даже если человек в этот момент дотронется до корпуса, то ток выберет самый выгодный путь, то есть путь с наименьшим сопротивлением. У кожи человека сопротивление выше, чем у проводника, поэтому ток пройдет по нему. Такие проводники, как правило, изготавливаются из металлов, имеющих наименьшее напряжение: меди или стали.

Кроме того, в системе заземления устанавливаются устройства защитного отключения(УЗО), оборудованные дифференциальными автоматическими выключателями, которые при возникновении пробоя отключат прибор и помогут сохранить проводку.

Контур заземления

Обозначение заземления

Заземления обозначаются в соответствии с международной системой, двумя или более латинскими буквами. вторая – заземление нетокопроводящих частей электрооборудования.

Отношение нейтрали источника питания к земле, характеризуется первой буквой и обозначается следующим образом:

Т – указывается на заземленную нейтраль, то есть источник электропитания соединен непосредственно с землей;
I – источник электропитания имеет изолированную нейтраль.

Отношение открытых проводящих частей электрооборудования относительно земли, характеризуется второй буквой:

Т – указавает на то, что электрооборудование уже имеет локальное заземление;
N – электрооборудование заземлено только через нефазный проводник.

Если используется второй вариант, то после буквы N идут дальнейшие обозначения, указывающие на совмещение или разделение рабочего и защитного нулевых проводников. Буква «С» обозначает, что эти проводники проводники объединены, буква «S» — что разделены.

Лучшие производители розеток и выключателей для вашего дома. ТОП самых покупаемых, по мнению покупателей.

Также можно встретить обозначения самих нефазных проводников: N – нулевой рабочий (нейтральный) проводник, РЕ – защитный проводник, PEN – совмещенные нулевые защитный и рабочий проводники.

Обозначение заземления

Как работает заземление

При подключении защитного зеземления к электроприбору используют РЕ-проводник. При этом проводник выделяется индивидуально из распределительного щитка к розетке. Конструкция проводника обеспечивает контакт прибора с землей в тот момент, когда вставляется вилка в розетку. Размыкание этого контакта также осуществляется в последнюю очередь при вынимании вилки из розетки. Таким образом, обеспечивается надежное заземление.

Заземление обеспечивает защиту при помощи работы устройств защитного отключения (УЗО). Такие устройства постоянно сравнивают ток, входящий через фазный провод в помещение и выходящий из нулевого рабочего проводника. В обычном рабочем состоянии значения этих токов равнозначны и имеют противоположное направление. Поэтому в органе сравнения устанавливается баланс токов.

При возникновении сбоя в цепи ток с поврежденного участка течет в обход нулевого рабочего проводника. В устройстве сравнения появляется дисбаланс токов, который приводит к отключению контактов защитного устройства и снятию возникшего напряжения с системы.

Благодаря такой схеме отключение при возникновении неисправности происходит за доли секунды. Сами по себе УЗО не обеспечивают защиту от короткого замыкания. С этой целью часто перед ними дополнительно устанавливают дифференциальные автоматические выключатели.

Заземление распределительного щита

Зачем нужно использовать зануление

Зануление – это преднамеренное соединение нетокопроводящих элементов электрооборудования с глухозаземленным нулевым проводником. Принцип зануления рассчитан на возникновение короткого замыкания в момент выхода тока на корпус приборов, при повреждении изоляции. При пробое фазы на корпус, подсоединенный к нулевому проводнику, происходит замыкание контура между нулем и фазой — так называемое однофазное короткое замыкание. В этот момент срабатывают защитные приборы и происходит выключение линии, питающей неисправный электроприбор.

При этом величина силы тока многократно возрастает, что является небезопасным. Если прикоснуться к прибору в такой момент, то последствия могут быть плачевными. В связи с этим, зануление небезопасно использовать в жилых помещениях.

Свое применение зануление находит в основном на производственных площадках. Оно используется в системах с присутствием PEN, PE или N проводников. При использования зануления в качестве обеспечения электрозащиты напряжение в электроустановке не должно превышать 1000 В.

Надежность зануления полностью зависит от надежности нулевого защитного проводника. Из-за этого уделяется особое внимание при его прокладке, стараясь свести к минимуму возможность обрыва проводника. Заземление и зануление — важные и необходимые средства защиты как человека, так и электрической сети.

Что такое зануление — НТЦ «ОРБИТА»

1. Описание

Система зануления TN-C

Система зануления TN-C-S

Система зануления TN-S

Электробезопасность при занулении

Используя схему защитного зануления важно учитывать, что ток при коротком замыкании должен достигать значения, достаточного для срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя или плавления вставки предохранителя. В противном случае ток замыкания свободно будет протекать по электрической цепи, что приведет к увеличению падения напряжения на каждом элементе электрической цепи и на всех зануленных элементах электроустановки до величины, при которой вероятность поражения током от корпуса прибора многократно возрастет. Получается, что надежность системы зануления определяется по большей части надежностью используемого нулевого защитного проводника, к которому соответственно предъявляют повышенные требования см. пункты 1.7.121 – 1.7.126 ПУЭ-7. Тщательно проложенный нулевой провод должен отличаться окраской в виде желтых полос по зеленому фону. Кроме того, необходимо постоянно осуществлять контроль за исправностью его состояния. К нулевому проводу запрещается монтировать средства защиты электроустановок, которые при срабатывании могут привести к его повреждению. Соединения нулевых проводов между собой и с металлическими элементами электроустановки, доступными для прикосновения пользователям, должны гарантировать надежный контакт и иметь возможность для осмотра см. пункт 1.7.39, 1.7.40 ПУЭ-7. Значение сопротивления в болтовом соединении с частями электроустановки не должно превышать 0,1 Ом. Контроль за сопротивлением петли “фаза-нуль» осуществляют на этапе приемо-сдаточных работ, при капитальном ремонте и реконструкции сети, а так же в установленные в нормативно-технической документации сроки. Измерения в отключенной электроустановке проводят с помощью вольтметра-амперметра. Кроме того, постоянному контролю подлежит значение сопротивления заземления нейтрали и повторных заземлителей, зависимость времени действия автоматических устройств защиты от тока короткого замыкания.

2. Нормирование зануления

Технические требования к организации систем защитного зануления определены следующими документами:

Правила устройства электроустановок (ПУЭ), глава 1.7,
ГОСТ Р 50571.5.54-2013 (пункт 543),
ГОСТ 12.1.030-81 (пункт 7).

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN

Номинальное фазное напряжение U_o, В	Время отключения, с
127	0,8
220	0,4
380	0,2
более 380	0,1

Наименьшие сечения защитных проводников

Сечение фазных проводников, мм2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм2
S ≤ 16	S
16 < S ≤ 35	16
S > 35	S/2

3. Применение зануления

4. Отличие зануления от заземления

в способе обеспечения защиты электрических сетей: заземление -снижает напряжение прикосновения, зануление — отключает поврежденную электроустановку от сети, что практически исключает удар током и, с этой точки зрения, является более эффективным средством защиты для использования на промышленных предприятиях. Однако, если говорить о надежности защиты в процессе эксплуатации, то зануление уступает заземлению по причине большей вероятности повреждения целостности нулевого провода и возможного изменения сопротивления петли «фаза-нуль».
системами применения: заземление используют исключительно для защиты сетей с изолированной нейтралью (системы TT и IT), зануление — в сетях с глухо заземленной нейтралью TN-C, TN-S и TN-C-S, где присутствует PEN, PE или N проводники.
по типу обустройства: с точки зрения простоты и доступности обустройства, зануление представляет собой более сложный и трудоемкий способ защиты, требующий технических знаний и навыков для правильного определения способа и средней точки зануления. В случае защитного заземления соединяют отдельные детали токоприемника с землей, для чего достаточно применение инструкций к электроприборам.

5. Заключение

Все о системах электрического заземления

В этом блоге мы расскажем о необходимости системы электрического заземления, ее важности, типах заземленных систем, общих методах и факторах, влияющих на установку заземленной системы, советах по безопасности и т. Д. Проще говоря, этот блог посвящен системе электрического заземления.

Земля — это обычная точка возврата электрического потока. Система заземления — это резервный путь, который имеет альтернативный путь для электрического тока, протекающего на землю из-за любого риска в электрической системе до того, как произойдет возгорание или поражение электрическим током.

Проще говоря, «заземление» означает, что для прохождения электричества в землю был проложен путь с низким сопротивлением. «Заземленное» соединение включает соединение между электрическим оборудованием и землей через провод. После правильного подключения это обеспечивает вашим устройствам и приборам безопасное место для разряда избыточного электрического тока. Это потенциально предотвратит ряд рисков для электрического оборудования. Провод заземления в розетке — это, по сути, предохранительный клапан.

Национальный электротехнический кодекс определяет заземление как «проводящее соединение, преднамеренное или случайное, между электрической цепью или оборудованием и землей или каким-либо проводящим телом, которое служит вместо земли.«NEC также заявляет, что« земля не должна использоваться в качестве единственного проводника заземления оборудования ». (NEC) ограничивает напряжение от молнии, скачков напряжения в сети и контакта с линией более высокого напряжения с помощью заземляющих проводов оборудования.

Заземление электрической системы — разумный и самый простой способ сделать всю систему более безопасной и обеспечить защиту от колебаний в электросети. Система должна быть идеально заземлена, если вы хотите иметь безопасную и надежную сеть и избегать рисков для жизни людей.

Необходимость заземленной системы в электрической сети:

Некоторые люди, особенно в крупных жилых или коммерческих проектах, думают, что установка системы заземления и любых дополнительных конструкций из электрических материалов будет сложной и трудоемкой, если будет выполнено своевременное техническое обслуживание. Это чрезвычайно опасная практика, которая может привести к поражению электрическим током в случае короткого замыкания внутренней проводки в приборе.

По словам Джона Гриззи Грзивача, почетного профессора Национального учебного института OSHA, «большинство несчастных случаев и смертельных случаев в связи с контактом с линией связи являются результатом отсутствия соответствующих средств индивидуальной защиты, изолированного покрытия линии или отсутствия соответствующего заземления.»

Общие риски незаземленной электрической системы — это поражение электрическим током и возгорание, поскольку электрический ток всегда проходит через путь с низким сопротивлением. Рабочие на рабочем месте подвергаются более высокому риску, когда незаземленное устройство разряжает избыточное электричество. В результате электричество передается человеку, причинившему травму или ведущему к смерти. Вероятность неисправности в незаземленной системе очень высока. Чтобы обеспечить максимальную защиту человека и электрического оборудования, убедитесь, что ваша система заземлена.

Как правило, системы питания подключаются к земле через емкость между линиями и землей, и нет прямого физического соединения между линиями питания и землей.

Типы заземленных систем:

Ниже перечислены три важных типа систем заземления.

Незаземленные системы
Системы с заземлением через сопротивление
Системы с глухим заземлением

Когда система электроснабжения работает и нет преднамеренного подключения к земле, это называется незаземленной системой.Хотя эти системы были нормальными в 40-х и 50-х годах, они все еще используются в наши дни.

В незаземленной системе ток замыкания на землю незначителен, поэтому его можно использовать для снижения риска поражения людей электрическим током. При возникновении неисправности два провода должны пропускать ток, который был назначен для трех проводов: повышение тока и напряжения вызовет нагрев и приведет к ненужному повреждению электрической системы.

Поскольку ток замыкания на землю незначителен, поиск неисправности становится очень трудным и трудоемким процессом.Альтернативные издержки отказа в незаземленной системе чрезвычайно высоки.

Системы с заземлением через сопротивление:

Заземление сопротивления — это когда в системе электроснабжения имеется соединение между нейтралью и землей через резистор. Здесь резистор используется для ограничения тока короткого замыкания через нейтраль.

Существует два типа резистивного заземления: заземление с высоким сопротивлением и заземление с низким сопротивлением.

Заземление с высоким сопротивлением: Ограничьте ток замыкания на землю до <10 ампер.

Заземление с низким сопротивлением: Ограничивает ток замыкания на землю в пределах от 100 до 1000 ампер.

Системы заземления с высоким сопротивлением (HRG) обычно используются на заводах и фабриках, где текущая работа процессов вмешивается в случай неисправности.

С другой стороны, системы заземления с низким сопротивлением (LRG) используются в системах среднего напряжения 15 кВ или менее и срабатывают защитные устройства при возникновении неисправности.

Системы с глухим заземлением:

Твердое заземление означает, что система электропитания напрямую подключена к земле, и в цепи нет преднамеренного добавления импеданса.Эти системы могут иметь большой ток замыкания на землю, поэтому повреждения легко обнаруживаются.

Обычно используется в промышленных и коммерческих энергосистемах. Имеются резервные генераторы на случай, если в результате неисправности производственный процесс остановится.

Общие методы для систем электрического заземления:

Заземляющие пластины изготовлены из меди или оцинкованного железа (GI) и помещаются вертикально в землю в яме (заполненной слоями древесного угля и соли) глубиной более 10 футов.Для более высокой системы электрического заземления необходимо поддерживать влажность земли вокруг системы заземляющих пластин.

Национальный электротехнический кодекс требует, чтобы пластины заземления имели площадь поверхности не менее 2 футов, контактирующую с окружающей почвой. Черные металлы должны иметь толщину не менее 0,20 дюйма, а цветные материалы (медь) должны быть толщиной не менее 0,060 дюйма.

Трубки и стержни заземления:

Труба из оцинкованной стали (смесь соли и древесного угля) укладывается вертикально в почву путем просверливания для подключения заземляющих проводов.Длина и диаметр трубы в основном зависит от типа почвы и электроустановки (величины тока). Влажность почвы будет определять длину трубы для укладки в землю.

Медный стержень с оцинкованной стальной трубой вставляется вертикально в землю. Это очень похоже на заземление трубы. Здесь стержни имеют форму электродов, поэтому сопротивление земли снижается до определенного значения. Национальный электротехнический кодекс (NEC) требует, чтобы длина приводных штанг была не менее 8 футов, а длина 8 футов должна находиться в непосредственном контакте с почвой.

Фактор, влияющий на установку системы заземления:

Ниже перечислены факторы, влияющие на работу любого заземляющего электрода:

Материал, используемый в системе заземления
Заземляющий электрод (длина или глубина, диаметр, количество заземляющих электродов)
Почва (тип, влажность, температура, удельное сопротивление, количество соли)
Проектирование наземной системы
Расположение котлована

Важность заземления электрических токов:

Защита от перегрузки:

На электрическом рабочем месте, когда по какой-либо причине происходит чрезмерный скачок напряжения, в системе вырабатывается электричество высокого напряжения, вызывающее поражение электрическим током и пожар.В этом сценарии значительно помогает заземленная система, вся эта избыточная электроэнергия уходит в землю. Эта простая форма защиты от перенапряжения потенциально может спасти рабочих, электрические приборы, данные и устройства, а не повредить все, что подключено к электрической системе.

Стабилизация напряжения:

Заземленная система гарантирует, что цепи не будут перегружены и не будут работать, за счет распределения нужного количества мощности между источниками напряжения. Земля является общей точкой отсчета для стабилизации напряжения.

Защита от поражения электрическим током:

Общие риски незаземленной электрической системы — это серьезное поражение электрическим током или пожар. В худшем случае незаземленная система вызовет возгорание, повреждение оборудования, потерю данных и травму или смерть. Система с заземлением обеспечивает бесчисленные преимущества, устраняет опасность поражения электрическим током, защищает оборудование от напряжения, предотвращает электрические пожары, снижает затраты на ремонт оборудования и время простоя, снижает уровень электрического шума (колебания электрического сигнала).

В электрической системе поддержание заземления должно быть приоритетом для безопасности. Чтобы обеспечить безопасность сотрудников и рабочих мест, повсюду соблюдаются меры предосторожности. Некоторые советы по безопасности упомянуты ниже:

Перед тем, как начать, ознакомьтесь с правилами электробезопасности (см. OSHA 29 CFR 1910.269 (a) (3) и .269 (c))
Заземляющий конец должен быть установлен первым и удален последним при удалении заземления (OSHA 29CFR 1910.269 (n) (6)).
Убедитесь, что рабочее место электрооборудования оборудовано датчиками напряжения, токоизмерительными клещами и тестерами розеток.
Используйте устройство защиты от перенапряжения, чтобы отключить подачу электроэнергии на рабочем месте при возникновении неисправности, защитные устройства для кабеля пола для предотвращения срабатывания на рабочем месте и прерыватели цепи замыкания на землю для всех розеток для предотвращения поражения электрическим током.
Выберите правильное оборудование при заземлении электрической системы. Помните, что ваше оборудование настолько сильное, насколько самое слабое в системе.
Убедитесь, что рабочие знают, как правильно использовать каждый инструмент, особенно при работе с постоянным электрическим током.
Используйте автоматический выключатель или предохранитель с соответствующим номинальным током.
Регулярная чистка наземных комплектов продлевает срок их службы и увеличивает безопасность.
Никогда не используйте оборудование с изношенными шнурами, поврежденной изоляцией или сломанными вилками.
Осматривайте, обслуживайте и организуйте ремонт проводов в местах, где они входят в металлическую трубу, в прибор, или там, где кабели, проложенные в стене, входят в электрическую коробку.

ВЫВОД:

Система электрического заземления обеспечивает безопасность персонала и оборудования при работе на линии. Помните, что обесточенная линия просто активируется в мгновение ока, поэтому электрическая система должна быть надежно заземлена в любое время.

Проверенный опыт нашей команды сертифицированных профессиональных инженеров поможет в оценке вашей системы и предоставит самые современные решения по заземлению для защиты вашей энергосистемы.Мы тесно сотрудничаем с нашими клиентами в сборе данных, моделировании системы, моделировании наихудших условий и отклонений, нанесении на график ступенчатого и контактного потенциалов и предоставлении рекомендаций в соответствии с последними промышленными стандартами.

Если у вас остались вопросы о системах заземления или наших услугах, оставьте их в комментариях ниже, и мы поможем вам найти ответ.

Важность системы заземления / Safeground / Solutions / Home

Система заземления является основной частью любой электроустановки и предназначена для:

— Ограничьте разность потенциалов между металлическими массами и землей.
— Убедитесь, что защитные устройства работают.
— Устранение или снижение риска, связанного с неисправностью используемого электрического оборудования.

Существует два основных типа защиты, правильная работа которых зависит от заземления . Это защита от перенапряжения (защита от переходных перенапряжений для оборудования) и защита от утечки на землю (защита персонала от непрямого контакта, например, поражения электрическим током).

Воздействие переходных перенапряжений на установку можно избежать с помощью устройств защиты от перенапряжения (SPD).Они работают, шунтируя энергию перенапряжения на землю, что позволяет избежать повреждения электрического и электронного оборудования.

Качество защиты от перенапряжения тесно связано с системой заземления, поскольку путь с высоким импедансом может увеличить подверженность чувствительного оборудования воздействию перенапряжения. Фактически, в случае полной потери или отсутствия заземления защита от перенапряжения теряет всякую эффективность.

Чтобы понять взаимосвязь между качеством заземления и эффективностью защиты от перенапряжения, люди часто используют очень интуитивное гидравлическое сравнение.Если мы приравняем энергию перенапряжения к определенному объему жидкости, заземление можно представить как воронку . Существует прямая зависимость между диаметром диаметра отверстия воронки и качеством заземления . После того, как воронка слила весь объем жидкости, скачок напряжения будет шунтирован на землю, и оборудование будет видеть полностью нормальное напряжение.

На этом графике мы сравниваем, что происходит с плохим заземлением (воронка слева — маленькое отверстие) с тем, что происходит с хорошим (воронка справа — большое отверстие) в случае скачка напряжения.Мы видим, как заземление с более высоким сопротивлением (воронка слева) насыщается энергией разряда (воронка переполняется, потому что не может дренировать достаточно быстро). Интуитивно понятно, что это продлевает время, в течение которого защищаемое оборудование подвергается воздействию перенапряжения и, следовательно, подвергается большему износу (воронка опорожняется дольше из-за ее меньшего отверстия).

Особенно в системах, в которых все оборудование заземлено, это может привести к тому, что импульсный ток не сможет найти лучшего пути эвакуации, что приведет к прямому повреждению оборудования и сделает защиту неэффективной.Левая воронка не может должным образом рассеивать энергию и переполняется, что интуитивно представляет ситуацию повреждения оборудования.

В крайнем случае потери или отсутствия заземления защита от перенапряжения теряет всякую эффективность.

Что касается непрямых контактов, они происходят, когда человек вступает в контакт с находящейся под напряжением металлической частью установки, обычно из-за случайного нарушения изоляции.

Защиту от косвенного прикосновения обеспечивают УЗО (устройства защитного отключения).Его принцип работы заключается в обнаружении утечек тока выше порога чувствительности (порядка миллиампер) путем сравнения входящего и исходящего тока в данной цепи. Любая разница между ними соответствует току утечки, что означает, что УЗО размыкает цепь, чтобы избежать любого риска для пользователей системы.

В случае защиты от утечки на землю, , соединяющий оборудование с землей, имеет важное значение для защиты от непрямых контактов. , потому что, если нет заземления, утечка, необходимая для работы УЗО, не будет обнаружена до того, как кто-то коснется металлического корпуса и непрямого контакт (поражение электрическим током) происходит, разряжая утечку тока через него.
Широкое использование в промышленных установках УЗО с более низкой чувствительностью усиливает связь между заземлением и безопасностью, поскольку косвенный контакт представляет гораздо большую потенциальную опасность для людей.

Для правильной работы защиты необходимо правильное состояние заземления электроустановки .

Электрическое заземление

Заземление является наиболее важным аспектом проектирования электрических или электронных систем.Неправильное заземление приводит к повреждению имущества и большому риску для жителей дома или здания.

Наряду с безопасностью для персонала и оборудования, существует множество других причин электрического заземления в том числе, выступающий в качестве опорной точки и установить обратный проводник и т.д.

При работе с электроустановками электрическое заземление является одним из лучших предохранительных устройств, защищающих персонал и оборудование от сильных опасных токов.

Заземление

Что такое заземление?

Заземление — это проводящее соединение между землей или другим проводящим материалом вместо земли и электрической цепью или частью оборудования.

Основная причина облегчения заземления состоит в том, чтобы обеспечить немедленное отвлечение сильного тока короткого замыкания в случае повреждения цепи, при этом обеспечивается защита от поражения электрическим током людей и животных.

При заземлении электрическая цепь или устройство соединяются с землей металлическим проводом с незначительным сопротивлением. Этот проводник должен иметь хорошую проводимость, высокую прочность на растяжение и разрыв, а также быть устойчивым к коррозии или эрозии.

Заземление подразделяется на два основных типа, а именно: заземление системы или нейтрали и заземление оборудования.

Заземление системы — это соединение одного из токоведущих проводов системы электроснабжения или внутренней электропроводки с землей или землей.

В основном нейтральный проводник соединен с землей в системе заземления, и сегодня почти все энергосистемы работают с заземленными нейтралами.

Здесь нейтральный вывод различного оборудования, такого как генератор, двигатель, передающее и распределительное оборудование, трансформатор и т. Д.подключен к земле либо напрямую, либо через сопротивление или реактивное сопротивление.

Назначение системного заземления — обеспечить защиту от несимметричных напряжений относительно земли, искрения заземления, различных электрических повреждений и защиты от молнии.

Заземление оборудования — это соединение одной или нескольких нетоковедущих металлических частей системы электропроводки или оборудования с землей.

К нетоковедущим металлическим частям относятся корпус двигателя, бак трансформатора, металлические корпуса распределительного устройства, кабелепроводы и т. Д.Это заземление предназначено для защиты персонала, контактирующего с оборудованием при возникновении в нем неисправностей.

Зачем нужно заземление?

Безопасность персонала и оборудования

Заземление обеспечивает безопасность персонала и оборудования, обеспечивая работу средств защиты и отключение неисправной цепи в следующих случаях.

Нарушение изоляции

Если какая-либо изоляция проводника повреждена и если он касается земли, электрический ток будет проходить через путь заземления, как показано ниже.

Протекания тока короткого замыкания достаточно для срабатывания защитного устройства, если полное сопротивление заземляющего контура низкое. Таким образом, защитное устройство изолирует цепь, тем самым предотвращая прохождение тока через нетоковедущие части.

Случайный контакт между проводами высокого и низкого напряжения

Когда HT-провода соприкасаются с низковольтными проводами (как показано на рисунке), сильный ток короткого замыкания будет проходить через вторичную обмотку трансформатора рядом с заземлением трансформатора и обратно в систему высокого напряжения.

Этот ток короткого замыкания задействует защитные устройства на стороне высокого напряжения и, следовательно, отключает цепь. Следовательно, заземление обеспечивает средства для срабатывания защитных устройств в условиях неисправности.

Защита от перенапряжения

Во время разряда молнии непреднамеренный контакт с линиями более высокого напряжения или скачки напряжения в цепи могут вызвать серьезное высокое напряжение в системе распределения электроэнергии. Таким образом, заземление обеспечивает путь с низким сопротивлением, чтобы безопасно отправлять дополнительный заряд на землю.

Стабилизация напряжения

Земля служит опорным постоянным потенциалом в сети энергосистемы, относительно которого измеряются другие потенциалы. В электроэнергетической системе есть много источников для производства энергии.

Таким образом, земля является общей точкой отсчета для этих источников. Без заземления было бы сложно рассчитать взаимосвязь между различными источниками напряжения, и это может привести к серьезным поражениям электрическим током.

для экономии затрат на установку

В некоторых цепях передачи энергии и телеграфных цепях, само заземление используется в качестве одного из проводников системы передачи, чтобы сэкономить затраты на установку отдельного проводника.

Типы заземления

Как мы обсуждали выше, заземление в основном подразделяется на два типа: системное заземление и заземление оборудования. Кратко остановимся на этих типах.

Заземление системы или нейтрали

Основное внимание в системе заземления нейтрали необходимо для обеспечения безопасности людей и поддержания безопасной работы электрических устройств при гарантированной работе системы защитных реле.

Это обеспечивает повышенную надежность обслуживания, большую безопасность, снижение переходных напряжений и улучшенную защиту от неисправностей.Обычно используемые методы заземления системы включают

Жесткое заземление

В этом случае нейтральный проводник напрямую соединен с землей без какого-либо сопротивления между нейтралью и землей, как показано на рисунке. Это простой и недорогой метод, не требующий дополнительного оборудования.

Минимизирует перенапряжение в неисправной фазе во время замыкания фазы на землю, что приводит к снижению нагрузки на изоляцию поврежденного проводника. Этот метод чаще всего используется в промышленных и коммерческих энергосистемах.

Недостатком надежного заземления является то, что при замыканиях на землю между высоковольтными линиями возникает опасность возникновения серьезных вспышек или искрения. Эти дуги могут вызвать возгорание защитных устройств.

Эта система становится нестабильной, так как ей приходится выдерживать большой ток во время замыкания фазы на землю. Таким образом, это заземление обычно используется там, где полное сопротивление цепи достаточно велико, чтобы поддерживать ток замыкания на землю в безопасных пределах.

Заземление сопротивления

В этом случае резистор используется между точкой звезды (нейтральной точкой) и землей.Сопротивление ограничивает величину тока замыкания на землю в безопасных пределах. Это значение сопротивления не должно быть ни очень высоким, ни очень низким. Если сопротивление очень велико, система станет незаземленной нейтралью.

С другой стороны, если это значение очень низкое, система станет надежной системой заземления. Следовательно, значение сопротивления должно быть таким, чтобы ток короткого замыкания ограничивался более безопасным значением, при этом позволяя срабатывание системы защиты от замыканий на землю.

Недостатком этой системы является то, что из-за рассеивания энергии короткого замыкания возникают огромные потери энергии в сопротивлении заземления нейтрали, а также она дороже, чем система твердого заземления.

Эта система используется на заводах и фабриках, где непрерывная работа процесса является основным требованием в аварийных условиях.

Реактивное заземление

В этом случае вместо резистора используется дроссель. Подобно сопротивлению, реактивное сопротивление необходимо выбирать в соответствии с требованиями защиты или для управления индуктивными помехами.Реактивная часть тока короткого замыкания компенсируется этим реактором.

Они используются, когда величина уменьшения тока небольшая. Это связано с тем, что реактор с низким сопротивлением для обработки больших величин тока может быть построен с меньшими затратами по сравнению с резистором для того же ограничения тока.

Недостатком этой системы является то, что в системе возникают высокие переходные напряжения в условиях неисправности.

Кроме того, при тех же условиях повреждения ток повреждения, необходимый для срабатывания защитного устройства при резонансном заземлении, выше, чем при заземлении через сопротивление.Из-за этих недостатков данный способ заземления в настоящее время не применяется.

Заземление катушки подвески дуги или резонансное заземление

В этом случае регулируемый реактор помещается между точкой звезды или нейтрали и землей, чтобы уравновесить ток короткого замыкания с емкостным током. Мы знаем, что между каждой линией и землей существует емкость.

Таким образом, емкостные токи, протекающие через эти конденсаторы, вызывают образование дуги заземления (повторяющееся образование дуги в месте короткого замыкания из-за емкости).

Заземление катушки подвеса дуги

Если соответствующая величина индуктивности подключена параллельно емкости системы, ток короткого замыкания, если он протекает через индуктивность, будет противофазен току Ic, протекающему через конденсатор.

Если индуктивность настроена так, что I _L = I _c, результирующий ток короткого замыкания будет равен нулю. Это называется резонансным заземлением.

Таким образом, этот метод полностью предотвращает повреждение системы искровым заземлением.На приведенном выше рисунке показано резонансное заземление, в котором катушка подвески дуги или катушка Петерсона подключены между заземлением и нейтралью. Однако катушку необходимо каждый раз заново регулировать, так как емкость время от времени изменяется.

Заземление оборудования

Как обсуждалось ранее, подключение металлических корпусов или нетоковедущих металлических частей электрического оборудования к земле называется заземлением оборудования.

Считайте, что электрическое оборудование с сопротивлением R подключено к питающей сети, и предположите, что оно не заземлено, как показано на рисунке ниже.Пусть Rb будет сопротивлением тела человека, который касается устройства, сохраняя контакт с землей, как показано на рисунке

Ток от сети имеет два пути; один путь проходит через устройство, а другой — через сопротивление изоляции устройства, затем через сопротивление Rb корпуса и, наконец, через сопротивление заземления Re к нейтрали источника питания.

Если сопротивление изоляции бесконечно, через тело не протекает ток утечки, и, следовательно, человек не испытывает ударов.

Если изоляция устройства повреждена или повреждена, сопротивление изоляции становится равным нулю, и, следовательно, ток утечки из сети проходит через тело человека, и его величина зависит от сопротивления тела. Этого тока вполне достаточно, чтобы потрясти человека.

Если корпус оборудования соединен с нулевым проводом заземления, ток утечки течет через корпус и обратно к нейтральному проводу в случае нарушения изоляции.

Следовательно, в оборудовании поддерживается потенциал земли, и человек или оператор не испытают никакого удара, поскольку ток утечки отводится на нейтральный путь заземления.

Этот метод небезопасен, потому что, если по какой-либо причине нейтраль разомкнется в условиях неисправности, человек, соприкасающийся с корпусом, получит серьезный удар электрическим током, как показано ниже.

Предположим, оборудование заземлено с помощью отдельного провода заземления, так что путь обеспечивает нулевое сопротивление току.

Когда человек прикасается к оборудованию в случае нарушения изоляции, ток короткого замыкания отводится через путь заземления, а не через тело человека.Следовательно, заземление этого оборудования позволяет избежать поражения электрическим током.

Выключатели и заземляющие провода

Термин «земля» относится к заземлению, которое действует как резервуар заряда. Заземляющий провод обеспечивает путь к земле, который не зависит от нормального пути прохождения тока в электрическом приборе. На практике в бытовых электрических цепях он подключается к электрической нейтрали на сервисной панели, чтобы гарантировать достаточно низкое сопротивление для отключения автоматического выключателя в случае электрического сбоя (см. Рисунок ниже).Прикрепленный к корпусу устройства, он удерживает напряжение корпуса при потенциале земли (обычно принимаемом за ноль напряжения). Это защищает от поражения электрическим током. Провод заземления и предохранитель или прерыватель являются стандартными устройствами безопасности, используемыми в стандартных электрических цепях.

Нужен ли заземляющий провод? Прибор будет нормально работать без заземляющего провода, поскольку он не является частью токопроводящей дорожки, по которой к прибору подается электричество.Фактически, если заземляющий провод оборван или удален, вы обычно не заметите разницы. Но если на корпус попадет высокое напряжение, может возникнуть опасность поражения электрическим током. При отсутствии заземляющего провода условия опасности поражения электрическим током часто не приводят к срабатыванию выключателя, если в цепи нет прерывателя замыкания на землю. Частично роль заземляющего провода состоит в том, чтобы заставить выключатель сработать, обеспечивая путь к земле, если «горячий» провод соприкасается с металлическим корпусом устройства.

В случае электрической неисправности, которая приводит к опасному высокому напряжению в корпусе устройства, необходимо немедленно сработать автоматический выключатель, чтобы устранить опасность. Если корпус заземлен, в заземляющем проводе прибора должен протекать большой ток, который отключит прерыватель. Это не так просто, как кажется — привязки заземляющего провода к заземляющему электроду, вбитому в землю, обычно недостаточно для срабатывания прерывателя, что меня удивило. U.S. Статья 250 Национального электротехнического кодекса требует, чтобы заземляющие провода были привязаны к электрической нейтрали на сервисной панели. Таким образом, при межфазном коротком замыкании ток короткого замыкания протекает через провод заземления устройства к сервисной панели, где он присоединяется к нейтральному тракту, протекая через главную нейтраль обратно к центральному отводу сервисного трансформатора. Затем он становится частью общего потока, приводимый в действие служебным трансформатором в качестве электрического «насоса», который производит достаточно высокий ток короткого замыкания для отключения выключателя.В электротехнической промышленности этот процесс привязки заземляющего провода к нейтрали трансформатора называется «соединением», и суть в том, что для обеспечения электробезопасности вы должны быть одновременно заземлены и соединены.

Это лишь верхушка айсберга, важная для правильного заземления и соединения электрических систем. См. Сайт Майка Холта для получения дополнительной информации.

Индекс

Практические концепции схем

Майк Холт

Основы индивидуального защитного заземления

Техника индивидуального защитного заземления (PPGB) обеспечивает защиту от ударов электротехническим работникам, работающим на обесточенном оборудовании.Если все сделано правильно, PPGB на сегодняшний день является наиболее эффективным средством защиты рабочих от поражения электрическим током. Однако, если все сделано неправильно, это может вызвать вспышки дуги невообразимой силы.

PPGB особенно важен для электриков, работающих с высоковольтным (HV) напряжением, поскольку оборудование может быть под напряжением вдали от места работы из-за ошибок переключения или индукции. Фактически, высоковольтные цепи могут наводить напряжение и ток на проводящие поверхности даже на расстоянии нескольких ярдов от проводников под напряжением.

Основное назначение PPGB — оперативное срабатывание устройств защиты от сверхтоков (OCPD) с одновременным ограничением напряжения, действующему на рабочих, до безопасных уровней. Когда цепь была правильно заземлена для защиты рабочих — и она случайно оказалась под напряжением — напряжение в системе падает почти до нуля. Однако заземляющие кабели не могут выдерживать такой большой ток более доли секунды. Следовательно, жизни рабочих зависят от OCPD, которые защищают цепь (чтобы обесточить ее) до того, как заземляющие кабели расплавятся и уровни напряжения вернутся к опасным уровням.

Оборудование PPGB

Этот тип оборудования фактически представляет собой систему соединений, в которой имеется ряд точек, в которых различные компоненты заземляющих кабелей должны подключаться к системе, подлежащей заземлению, и друг к другу. Жизненно важно понимать, что система заземления хороша только при самом слабом соединении. Другими словами, наличие высококачественных заземляющих кабелей, но меньшего размера заземляющих головок сделает систему неэффективной в защите рабочих.При выборе оборудования PPGB следует помнить о нескольких ключевых моментах, в том числе:

Заземляющие головки — Заземляющие головки — это единственное соединение между системой заземления и электрической цепью, на которой должны выполняться работы. Как и заземляющие кабели, заземляющие головки должны быть рассчитаны на то, чтобы выдерживать имеющийся ток короткого замыкания в течение всего периода замыкания. Данные в таблице определяют номинальные характеристики устойчивости заземляющих устройств одного производителя.

Заземляющие электроды — Заземляющие электроды являются другим концом системы заземления, поскольку электрод обеспечивает физический контакт с землей. Есть много разных способов подключения к земле. В распределительном устройстве питания в металлическом корпусе (MEPS) соединение с землей обычно осуществляется через шину заземления, которая представляет собой металлическую шину, которая, в свою очередь, подключена к другому заземляющему электроду. Необходимо позаботиться о том, чтобы заземляющая шина была надежно подключена к земле через эффективный заземляющий электрод.

Измерители напряжения — Перед установкой защитного заземления необходимо выполнить трехточечный тест любой цепи, подлежащей заземлению. Для этой задачи можно использовать несколько различных типов детекторов напряжения. Независимо от типа используемого тестера, главное помнить, что счетчик должен быть правильно рассчитан на напряжение системы, в которой он будет использоваться.

Маты заземления — Маты заземления используются в PPGB для размещения рабочих с одинаковым потенциалом (т.е.е., напряжение) как оборудование, на котором они работают. Заземляющий коврик представляет собой брезент с вплетенными в него алюминиевыми прядями в виде перекрестной штриховки. Алюминий присоединяется к «узлу» на краю мата, что позволяет установить соединение, которое затем подключается к заземляющим проводам системы, в которой должны выполняться работы. Алюминий устанавливается только с одной стороны мата, поэтому очевидно, что эта сторона должна быть обращена вверх, чтобы рабочий стоял на алюминиевой решетке.

Заземляющие кабели — Заземляющие кабели обеспечивают путь с низким сопротивлением для прохождения тока короткого замыкания по правильно заземленной цепи. Жилы должны быть из многопроволочной меди и быть не менее 2 AWG. При выборе заземляющих кабелей в первую очередь следует учитывать их номинальную стойкость к току короткого замыкания и их длину. В таблице перечислены номинальные характеристики заземляющих кабелей типичных размеров.

Важный момент, который следует отметить в таблице, заключается в том, что номинальные характеристики устойчивости являются функцией продолжительности повреждения.Обратите внимание, что самая длинная указанная продолжительность составляет ½ секунды. Как обсуждалось ранее, энергия, выделяемая при электрическом замыкании, настолько велика, что электрическая система может выдержать ее только в течение доли секунды. Следовательно, по возможности следует избегать всего, что делается с OCPD, что может привести к задержке устранения неисправности. Например, некоторые рабочие устанавливают плавкие предохранители немного большего размера при устранении неисправностей в цепи, когда они подозревают, что причиной прерывания обслуживания была перегрузка.Однако, увеличив номинал предохранителя, они фактически увеличили величину тока, который будет протекать в случае повторного повреждения цепи — и продолжительность неисправности также увеличится. Комбинация увеличенных токовых потоков с увеличенной продолжительностью может значительно превысить номинальные характеристики заземляющих кабелей, которые будут плавиться, в результате чего рабочие подвергаются опасности поражения электрическим током в цепи.

Последнее, о чем следует помнить при выборе заземляющих кабелей, — это делать кабели как можно короче.Когда по какой-либо цепи проходят сильноточные потоки, возникают сильные магнитные поля, которые заставляют кабели пытаться сильно раскачиваться в ответ на притягивающие или отталкивающие магнитные поля между фазовыми проводниками. Это колебательное движение может привести к тому, что заземляющие кабели будут перемещаться вперед и назад несколько раз за 1 секунду, что может привести к серьезным физическим травмам любого, кто находится поблизости от кабелей.

Порядок установки и снятия

Основные этапы установки и удаления оборудования PPGB следующие:

Обесточьте электрооборудование, отключив всех возможных источников электричества от оборудования.
Для высоковольтных систем требуется, чтобы в цепи был «визуальный разрыв», чтобы рабочий мог визуализировать воздушный зазор в переключателях, используемых для изоляции цепи. Это может быть достигнуто либо путем размыкания переключателя со сплошными лезвиями, который можно визуализировать, «выдергивания» автоматического выключателя, удалив его от контакта с электрической шиной, либо любым другим способом, который надежно разделяет электрические контакты в устройстве изоляции энергии.
Следуйте обычным процедурам блокировки / маркировки (LOTO) согласно 29 CFR 1910.147 и 29 CFR 1910.269 (D&N).
Требуется выполнить трехточечный тест с помощью чувствительных устройств измерения напряжения для проверки состояния нулевой энергии. Трехточечный тест состоит из проверки измерителя напряжения на известном источнике под напряжением, чтобы убедиться, что он работает правильно (Тест № 1). Затем протестируйте цепь, на которой должны выполняться работы (Тест № 2). Наконец, протестируйте тестер напряжения на том же источнике питания, который использовался в тесте № 1, чтобы убедиться, что тестер все еще работает правильно (тест №3). Примеры чувствительных устройств для тестирования напряжения включают в себя «бесконтактные» тестеры, такие как светящиеся палочки (похожие на световые ручки), тик-трассеры (они издают звук) или высоковольтные вольтметры с прямым считыванием.
Одним из наиболее важных шагов в процессе заземления является правильная очистка проводов перед подключением к ним. Эта задача выполняется с помощью проволочной щетки, соединенной с изолированной палкой. Проволочные щетки бывают разных стилей, чтобы соответствовать разным типам оборудования, которое необходимо заземлить.Главное помнить, что вы должны удалить все окисления как на фазных проводниках, так и на заземляющих электродах, прежде чем присоединять к ним заземляющие кабели.
Как и при большинстве электромонтажных работ, кабели заземления необходимо устанавливать и снимать в определенном порядке. Всегда сначала подключайте заземленный конец заземляющего кабеля. Далее производим подключения к фазным проводам. По окончании работы снимите перемычки заземления в обратном порядке. Осторожно : Были случаи со смертельным исходом, когда рабочие пытались переместить или удалить заземляющие соединения, когда перемычки все еще были подключены к фазным проводам.

Кроме того, кабели следует размещать только в соответствующих точках электрической системы, чтобы обеспечить их надлежащую работу в случае подачи питания на оборудование. Многие несчастные случаи, связанные с вспышкой дуги, происходили, когда рабочие неправильно применяли заземляющие кабели и системы находились под напряжением.

Методы заземления также различаются в зависимости от типа систем, на которых выполняются работы. Например, процедура установки заземления на подстанции с открытыми воздушными проводниками сильно отличается от установки заземления в линейке MEPS на промышленном объекте.

Методы MEPS

Для установок MEPS необходимо использовать заземляющий мат для создания плоскости выравнивания потенциалов. Коврик заземления сконструирован так, чтобы быть проводящим, а не изолятором, таким как резиновый коврик.Хотя заземляющий коврик защищает стоящего на нем работника, он представляет потенциальную опасность для любого, кто наступит на коврик или выйдет с него. Если система, к которой подключен заземляющий мат, окажется под напряжением, вероятно, будет существовать разность потенциалов (напряжений) между матом и землей в непосредственной близости от мата. Хотя вероятность того, что система будет под напряжением, когда рабочий будет стоять одной ногой на коврике, а другая — на земле, весьма мала, ее следует упомянуть здесь, потому что это законная опасность.Достаточно сказать, что следует проявлять осторожность, чтобы не работать с заземленным оборудованием, если только рабочий не стоит полностью на заземляющем коврике.

Положение тела рабочего также важно, поэтому следует позаботиться о том, чтобы занять положение, в котором дверь ограждения защищает рабочего от дугового разряда (если он возник при установке площадки). Если, например, дверь открывается влево, рабочий должен сначала установить заземление на крайний левый провод, затем заземлить центральный провод и, наконец, самый правый провод.Очевидно, процесс обратный, если дверь шкафа открывается вправо. На фото выше показан рабочий, принимающий безопасное положение тела при установке защитного заземления на оборудование MEPS. На этом этапе необходимо понять несколько важных практических моментов.

К системе небезопасно прикасаться, пока все трехфазные проводники не будут надежно соединены и заземлены.
Заземляющие кабели должны быть проложены на полу так, чтобы рабочий мог поднимать их петлей, не касаясь проводов (по возможности).
Соединение с нейтралью или заземляющим проводом никогда не должно сниматься до тех пор, пока заземляющие перемычки не будут удалены со всех трех фазных проводов / узлов.

Дополнительные рекомендации

Вот еще несколько рекомендаций, которые помогут повысить шансы безопасного выполнения PPGB в большинстве учреждений.

Убедитесь, что заземления устанавливают только квалифицированные электротехники. — Обычно электротехники должны пройти специальную подготовку под квалифицированным наблюдением, прежде чем им будет разрешено устанавливать заземление.Рабочие должны продемонстрировать профессиональное владение как техническими знаниями, так и надлежащими методами заземления, прежде чем им будет разрешено выступать в качестве ведущего человека на этом типе работы.

Проконсультируйтесь с исследованиями по анализу опасности вспышки дуги перед заземлением оборудования. — Исследования по анализу опасности вспышки дуги и маркировка оборудования показывают значения SCC и уровни падающей энергии (тепла) в предполагаемом рабочем месте. Эта информация позволяет рабочему правильно выбрать размер заземляющих кабелей для выполняемой работы и носить огнестойкую одежду надлежащего уровня.

Используйте письменные контрольные списки для переключения / заземления высокого напряжения — Использование пошагового контрольного листа поможет обеспечить соблюдение надлежащей последовательности переключения и вести журнал установленных заземляющих кабелей, что в значительной степени препятствует рабочим случайное повторное включение ранее заземленных цепей.

Отключить реле повторного включения в цепях, которые необходимо заземлить. — В любой цепи, которая включает реле повторного включения, это реле должно быть отключено до того, как произойдет переключение или заземление на рассматриваемом оборудовании.Реле повторного включения могут быть физически отключены на самом переключателе (в основном в воздушных установках или на подстанции), или реле может находиться внутри релейного дома подстанции вместе с другими реле.

При необходимости превышайте минимальные стандарты безопасности — Иногда целесообразно надевать резиновые перчатки высокого напряжения или принимать дополнительные меры безопасности даже после установки защитных покрытий.

Принять методологию «подумай дважды, действуй один раз» — Опасности, связанные с заземлением показывает, как пропустить один шаг (т.е. невозможность снять показания напряжения) при заземлении может привести к летальному исходу. Совершенно очевидно, что высоковольтные работы сурово наказываются тем, кто не полностью соблюдает безопасные рабочие процедуры.

Используйте «систему напарника» при заземлении оборудования — Возможно, целесообразно назначить бригаду из двух квалифицированных электриков для выполнения PPGB. Вторая пара глаз может уловить пропущенный шаг в процессе. Кроме того, второй человек может выступить в роли спасателя в случае непредвиденных обстоятельств.Второй человек также должен занять положение за пределами защиты от дугового разряда, чтобы не получить травму в случае вспышки дуги.

Использование методов PPGB для высоковольтных работ на сегодняшний день является наиболее эффективным средством защиты электромонтажников от поражения электрическим током. При правильной установке электротехники могут быть уверены, что они будут защищены, даже если схемы, на которых они работают, по какой-либо причине будут под напряжением. Однако реальная опасность возникновения дугового разряда также связана с PPGB, поэтому только высококвалифицированным электрикам следует разрешать устанавливать временные заземления.

Колак — президент Praxis Corp., фирмы, специализирующейся на электротехнике и обучении по электробезопасности, расположенной в Грэнбери, штат Техас. С ним можно связаться по телефону [email protected].

Боковая панель: Опасности, связанные с временным заземлением
Наиболее серьезная опасность, связанная с временным заземлением, — это возможность возникновения дугового разряда при попытке прокладки заземляющих кабелей. Обычно это происходит в сочетании с человеческой ошибкой, потому что при соблюдении надлежащих процедур проверки цепей вероятность того, что цепь окажется под напряжением во время установки заземления, мала.Тем не менее, многие рабочие по ошибке установили заземление в цепях под напряжением, как показывает следующий пример из реальной аварии.
Электрику, работающему с высоковольтным оборудованием (ВН), было поручено выполнить техническое обслуживание цепи 7200 В / 12 470 В на промышленном предприятии, которая питалась от распределительного устройства в металлическом корпусе с шестью отдельными переключателями (конфигурация показана на фото A ) и B ). Электрик должен был выключить и заземлить выключатель № 2 для выполнения текущих работ.Он правильно определил переключатель № 2, открыл его и вытащил. Затем он установил свой личный замок и бирку и закрыл переднюю дверь переключателем. Его следующей задачей было обойти заднюю часть распределительного устройства, чтобы установить заземление, потому что проводники, подключенные к высоковольтным переключателям, были расположены на задней стороне распределительного устройства.
Его роковая ошибка заключалась в том, что, когда он обошел правую сторону линейки распределительных устройств и насчитал два отсека, он фактически считал с неправильного конца линейки распределительных устройств (щелкните здесь, чтобы увидеть рисунок ).Он открыл редуктор и, не выполнив требуемого трехточечного испытания напряжения, попытался установить перемычки заземления на проводники выключателя №5 под напряжением. Возникшая дуга была настолько сильной, что выделяющееся тепло фактически расплавило его каску. Его ожоги усугубились тем, что распределительное устройство высокого напряжения питалось от устройства повторного включения, которое предназначено для автоматического сброса (т.е. «повторного включения»). Фактически, реклоузер сработал всего три раза. Таким образом, рабочий фактически пострадал от трех дуговых разрядов, поскольку цепь неоднократно включалась заново.
Место происшествия было ужасающим. Вспышка, связанная с неисправностью, была настолько сильной, что очертания тела электрика были выжжены в стене примерно в шести футах позади того места, где он стоял. Он получил ожоги большей части тела третьей и четвертой степени и через три недели скончался в больнице.
Аварии подобного рода на удивление обычны. Это иллюстрирует одну из довольно уникальных проблем, связанных с работой высокого напряжения, а именно то, что выключатели высокого напряжения иногда имеют исполнительный механизм, расположенный на некотором расстоянии от места, где устанавливаются временные заземления.Это увеличивает вероятность неправильной идентификации цепи. Эта конфигурация обычно используется на подстанциях или в местах, где переключателями можно управлять с помощью систем диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).
Другая распространенная авария, связанная с временным заземлением, заключается в том, что рабочие иногда забывают отсоединить заземляющие кабели, которые они установили лично. Хотя это может показаться невероятно небрежной ошибкой, это происходит гораздо чаще, чем вы могли ожидать.
Заземление и соединение | Электробезопасность прежде всего
Почему необходимо проверять заземление и соединение?
Если вы вносите какие-либо изменения в вашу электрическую установку, ваш электрик должен проверить (а также другие вещи), что имеющиеся у вас устройства заземления и соединения соответствуют требуемым стандартам.
Это связано с тем, что безопасность любой новой работы, которую вы выполняете (даже небольшой), будет зависеть от схемы заземления и соединения.
Что такое заземление?
Если в вашей электрической установке есть неисправность, вы можете получить удар электрическим током, если дотронетесь до металлической детали под напряжением. Это потому, что электричество может использовать ваше тело как путь от токоведущей части к земной.
Заземление используется для защиты от поражения электрическим током. Это достигается за счет обеспечения пути (защитного проводника) для тока короткого замыкания, протекающего на землю. Это также приводит к тому, что защитное устройство (автоматический выключатель или плавкий предохранитель) отключает электрический ток в цепи, в которой возникла неисправность.
Например, если плита неисправна, ток короткого замыкания течет на землю через защитные (заземляющие) проводники. Защитное устройство (предохранитель или автоматический выключатель) в потребительском блоке отключает подачу электроэнергии к плите. Теперь плита защищена от поражения электрическим током любого, кто к ней прикоснется.
Что такое склеивание?
Склеивание используется для снижения риска поражения электрическим током любого, кто может прикоснуться к двум отдельным металлическим частям, когда где-то происходит сбой в системе электропитания.Соединяя проводники между отдельными частями, он снижает возможное напряжение.
Обычно используются следующие типы склеивания: основное и дополнительное склеивание.
Дополнительные советы
Электрик даст вам совет, если ваше заземление или соединение необходимо улучшить по соображениям безопасности.
Мы настоятельно рекомендуем вам использовать электрика, зарегистрированного в утвержденной правительством схеме, для выполнения любых необходимых вам электромонтажных работ.
Чтобы узнать, как найти зарегистрированного электрика, щелкните здесь.
Определения
Склеивание — Способ снижения риска поражения электрическим током.
Проводники — Провода, по которым проходит электричество.
Consumer Unit — Блок предохранителей, который используется для управления и подачи электричества в доме. Обычно он содержит главный выключатель, предохранители или автоматические выключатели и одно или несколько устройств защитного отключения (УЗО).
Ток — Электроэнергия течет.
Земля —  Соединение с землей.
Заземление — Способ предотвращения поражения электрическим током.
Электромонтаж — стационарная электропроводка.
Live — Активный (есть электричество).
Основное соединение — Зеленые и желтые проводники, которые соединяют металлические трубы (газ, вода или масло) внутри здания с главной клеммой заземления электроустановки.Основные соединительные соединения также могут быть выполнены за пределами здания, например, если снаружи установлен полузакрытый газовый счетчик, и невозможно установить соединение с трубопроводом газовой установки в помещении.
Главный зажим заземления — Где заземляющий и соединительный проводники соединены вместе.
Устройства защитного отключения (УЗО) — Чувствительное переключающее устройство, отключающее цепь при обнаружении замыкания на землю.
Дополнительное соединение — Зеленые и желтые проводники, которые соединяют доступные металлические части электрического оборудования (например, полотенцесушитель) с доступными металлическими частями предметов электрического оборудования и / или доступными металлическими частями предметов, которые не являются электрическими (например, трубы).Эти соединения сделаны для предотвращения опасного напряжения между двумя доступными металлическими частями в случае неисправности. Вам может потребоваться дополнительное соединение для комнат, в которых есть ванна или душ, за исключением случаев, когда все цепи в комнате защищены УЗО, а основное соединение соответствует требуемым стандартам.
Напряжение — Сила электричества.
Тестирование и обслуживание защиты от замыканий на землю
Мощность распределительной системы продолжает расти в коммерческих, промышленных и учреждениях.Дуговое замыкание на землю может серьезно повредить распределительное оборудование, вызвать пожары, которые повредят оборудование и представляют опасность для персонала. Они также вызывают длительные простои во время ремонта системы. Защита от замыканий на землю — это первая линия защиты. После установки системы защиты от замыканий на землю готовы к работе до тех пор, пока они не потребуются для защиты сетей и фидеров. Однако, если эти системы выйдут из строя при замыкании на землю, распределительная система и объект будут повреждены, как если бы системы не были установлены. Системы замыкания на землю должны быть правильно установлены, проверены и регулярно обслуживаться.Что такое замыкание на землю? Замыкание на землю — это любое короткое замыкание, которое приводит к непреднамеренному соединению между незаземленным фазным проводом под напряжением и землей. Замыкания на землю являются наиболее распространенным типом неисправностей в системах распределения электроэнергии. Они возникают в результате непреднамеренного заземления незаземленного фазного проводника или нарушения изоляции, в результате чего незаземленный фазный провод входит в контакт с землей. Непреднамеренное заземление фазного проводника может произойти, когда небольшое животное входит в часть оборудования и касается как незаземленного фазного проводника, так и заземленного корпуса.Нарушение изоляции, приводящее к замыканию на землю, может произойти, когда загрязнение изолятора сборной шины приводит к пробою, или когда возраст или другие факторы окружающей среды ухудшают изоляцию проводника. В случае глухозаземленной распределительной системы замыкание на землю приводит к тому, что ток течет обратно к источнику через заземляющий проводник оборудования, который включает в себя металлический кабельный канал, охватывающий проводники цепи, отдельный заземляющий проводник оборудования, если он установлен, или и то, и другое. Кроме того, ток замыкания на землю также может течь обратно к источнику по другим путям, включая заземленные металлические трубы, конструкционную сталь и саму землю.Величина тока замыкания на землю, протекающего через альтернативные пути за пределами пути заземления распределительной системы, будет зависеть от относительного импеданса между обратным путем заземления распределительной системы и альтернативными параллельными путями. Если бы обратный импеданс при замыкании на землю был таким же низким, как при межфазном замыкании с участием двух или более фазных проводов, ток короткого замыкания, возникающий в результате замыкания на землю с болтовым креплением, был бы сопоставим с током при межфазном замыкании и нормальное защитное устройство от сверхтока должно сработать быстро, размыкая цепь и безопасно устраняя замыкание на землю.Однако полное сопротивление обратного пути заземления обычно выше, чем сопротивление междуфазного замыкания с болтовым соединением, что приводит к меньшему току короткого замыкания и задержке устранения замыкания на землю с болтовым соединением. Это связано с обратнозависимой временной характеристикой устройства максимального тока, защищающего проводники цепи. Это дополнительно усугубляется тем фактом, что большинство замыканий на землю начинаются как дуговые замыкания с высоким импедансом, что приводит к значительно более низкому току замыкания, чем может обнаружить обычное устройство максимального тока.После начала дугового замыкания на землю и до того, как оно станет замыканием на болтах, которое может обнаружить обычное устройство максимального тока, может быть нанесен большой ущерб. Это повреждение не может быть ограничено распределительной системой и связанным с ней оборудованием. Требуемая NEC защита от замыканий на землю Защита от замыканий на землю необходима на коммерческих, промышленных и институциональных объектах. Национальный электротехнический кодекс (NEC) рассматривает потребность в защите от замыканий на землю в разделе 215-10 NEC для фидеров, в разделе 230-95 NEC для услуг и NEC 240-13 как часть защиты от сверхтоков.Особые требования к защите от замыканий на землю в медицинских учреждениях, превышающие общие требования NEC, приведены в NEC 517-17. В целом, NEC требует, чтобы защита от замыканий на землю была установлена на тех линиях и фидерах, которые соответствуют всем следующим критериям: * Распределительная система представляет собой неразъемную звезду с заземлением. * Номинальное напряжение относительно земли больше 150 вольт и меньше или равно 600 вольт между линиями. * Средства отключения рассчитаны на 1000 ампер и более.Вышеупомянутые критерии NEC, в частности, включают распределительные системы с высокой пропускной способностью 480Y / 277 В, которые широко используются в современных коммерческих, промышленных и институциональных объектах. NEC выделяет распределительные системы с высокой пропускной способностью 480Y / 277 В для обязательной защиты от замыкания на землю, потому что после возникновения дугового замыкания на землю, как правило, в системе с напряжением 480/277 В происходит повторное зажигание на каждом полупериоде после фазного напряжения проходит через ноль. Это происходит из-за того, что сильное тепло, генерируемое дугой, испаряет металл и снижает прочность изоляции окружающего воздуха.В системах с напряжением 208Y / 120 В дуга обычно гаснет после того, как фазное напряжение проходит через ноль, и больше не зажигается. Исключения из требований защиты от замыкания на землю в разделах NEC 215-10, 230-95 и 240-13 включают: когда неупорядоченный останов промышленного процесса увеличивает опасность, когда защита от замыкания на землю не требуется для пожарных насосов, и на фидерах, где он предоставляется перед точкой подачи фидера. Кроме того, защита от замыкания на землю не требуется для аварийных и требуемых по закону резервных систем согласно разделам NEC 700-26 и 701-17, соответственно.Однако индикатор замыкания на землю требуется, если это практически возможно для аварийных систем в соответствии с параграфом 700-7 (d) NEC. Вышеупомянутые критерии NEC определяют, только когда защита от замыкания на землю является обязательной. NEC не ограничивает использование защиты от замыканий на землю в других системах или частях системы, которые не соответствуют вышеуказанным критериям. Защита от замыканий на землю может быть обеспечена на службах и фидерах, которые NEC не требует для дополнительной защиты, координации системы или других эксплуатационных соображений.Например, фидеры, питаемые от трехфазного четырехпроводного распределительного щита на 480 В, могут не иметь защиты от замыкания на землю, даже если NEC требует наличия главного выключателя для защиты распределительного щита. В этом случае обеспечение защиты от замыкания на землю на каждом фидере улучшает избирательность и непрерывность системы, предотвращая замыкание на землю на любом одном фидере из-за отключения питания всех фидеров, когда замыкание на землю фидера приводит к срабатыванию главного выключателя. Что не делает защита от замыкания на землю? Защита от замыканий на землю предназначена для защиты имущества и персонала от опасностей, которые возникают как в результате дугового замыкания, так и в результате замыкания на землю с помощью болтовых соединений, когда величина результирующего тока короткого замыкания меньше, чем величина, которую обычное устройство защиты от перегрузки по току в фазе обнаружит и быстро устранит.Защита от замыкания на землю не защитит персонал от поражения электрическим током. Защита от замыкания на землю обычно настраивается на обнаружение тока короткого замыкания с величиной от 5 до сотен ампер. Прерыватели цепи замыкания на землю (GFCI) используются для защиты персонала от поражения электрическим током и предназначены для прерывания цепи при обнаружении тока замыкания на землю около 5 миллиампер (мА). Элементы системы защиты от замыканий на землю Статья 100 NEC определяет защиту оборудования от замыканий на землю как: «Система, предназначенная для обеспечения защиты оборудования от повреждения токами замыкания на землю, вызывая размыкание средствами отключения всех незаземленных проводов поврежденной цепи.Эта защита обеспечивается при уровнях тока, меньших, чем те, которые требуются для защиты проводников от повреждения из-за срабатывания устройства максимального тока цепи питания ». Системные компоненты Датчик замыкания на землю определяет ток, протекающий за пределами нормальной распределительной цепи через заземляющий провод оборудования или другой альтернативный путь заземления. Трансформаторы тока обычно используются в качестве датчиков для обнаружения тока замыкания на землю. Трансформаторы тока используются тремя способами Метод измерения обратного тока заземления.В методе измерения возврата на землю используется трансформатор тока, установленный в пути возврата на землю источника, соединенного звездой, как показано на рисунке 1. Ток заземления должен течь обратно к источнику через основную перемычку заземления независимо от того, какой путь он проходит. Когда ток замыкания на землю возвращается через главную перемычку заземления в нейтральную точку источника, это приводит к наведению тока во вторичной обмотке трансформатора тока, что обнаруживается реле замыкания на землю. Метод измерения тока нулевой последовательности.Метод измерения тока нулевой последовательности или баланса сердечника использует один трансформатор тока, который охватывает все трехфазные проводники и нейтраль, если используется в качестве проводника с током. Точно так же, как сумма токов в каждой фазе плюс нейтраль, если она используется, прибавляется к нулю, так и магнитный поток, возникающий в результате протекания этих токов. Когда нет замыкания на землю, остаточный магнитный поток равен нулю, что приводит к отсутствию тока во вторичной обмотке трансформатора тока. Однако, если происходит замыкание на землю и ток течет обратно к источнику через заземляющий провод оборудования или другой альтернативный путь заземления, сумма токов в фазах и нейтрали больше не равна нулю.Это приводит к возникновению остаточного магнитного потока, который, в свою очередь, индуцирует ток во вторичной обмотке трансформатора тока, который обнаруживает реле замыкания на землю. Метод измерения остаточного тока. Метод измерения остаточного или дифференциального тока включает размещение трансформатора тока на каждой фазе защищаемой сети или фидера вместе с нейтралью, если она используется в качестве токонесущего проводника. Этот метод похож на метод нулевой последовательности, за исключением того, что он использует несколько трансформаторов тока в качестве детектора вместо одного.Сумма токов в каждой фазе плюс ток в нейтральном проводе всегда равна нулю, когда нет замыкания на землю. Точно так же сумма токов во вторичной обмотке соответствующих трансформаторов тока будет добавлена к нулю, если эти трансформаторы тока подключены правильно. Однако во время замыкания на землю ни сумма фазных токов и токов нейтрали, ни сумма вторичных токов трансформатора тока не прибавляются к нулю. Реле замыкания на землю обнаружит вторичный ток, возникающий в результате замыкания на землю.Реле замыкания на землю (GFR) действует на основе информации, предоставляемой датчиком замыкания на землю. Реле замыкания на землю может быть установлено удаленно от датчиков или размещено вместе с датчиками, как в случае автоматического выключателя со встроенным блоком замыкания на землю. Когда уровень тока замыкания на землю превышает предварительно установленную настройку срабатывания реле и сохраняется дольше, чем настройка задержки времени, реле замыкания на землю инициирует сигнал отключения, который дает команду устройству отключения размыкать и очищать неисправную цепь.Результирующий сигнал может быть либо набором нормально разомкнутых контактов, которые замыкаются для замыкания цепи управления и вызывают размыкание устройства отключения, либо твердотельной схемой, предназначенной для срабатывания низкоэнергетического независимого расцепителя в автоматическом выключателе в литом корпусе. В параграфе 230-95 (a) NEC указано, что максимальная уставка защиты от замыкания на землю должна составлять 1200 ампер, а максимальная выдержка времени — 1 секунда при 3000 амперах. Исследование короткого замыкания и координации должно использоваться для установления фактических настроек реле замыкания на землю, чтобы обеспечить разумную и скоординированную защиту от замыканий на землю, оптимизируя непрерывность обслуживания и минимизируя ложные срабатывания.Мешающее срабатывание происходит, когда срабатывает вышестоящая защита от замыканий на землю, когда последующее устройство должно устранить неисправность и минимизировать прерывание работы объекта. Потеря мощности из-за настройки реле чрезмерной чувствительности при замыкании на землю может вызвать проблемы безопасности, которые могут быть более серьезными, чем проблемы, вызванные повреждением при замыкании на землю низкого уровня. Кроме того, в публикации NEMA PB 2.2, озаглавленной «Руководство по применению устройств защиты от замыканий на землю для оборудования», рекомендуется, чтобы во время строительства, когда оборудование устанавливается и вероятны аварии, следует использовать минимальные настройки, чтобы максимизировать чувствительность к замыканиям на землю.NEC не предъявляет требований в отношении нескольких уровней защиты от замыканий на землю или координации защиты от замыканий на землю для любого другого объекта, кроме здравоохранения. Параграф 517-17 (a) NEC требует дополнительного уровня защиты от замыканий на землю в медицинских учреждениях всякий раз, когда защита от замыканий на землю обеспечивается на линиях связи или фидерах, чтобы улучшить селективность и избежать ненужного прерывания нагрузки на неповрежденных фидерах. Параграф 517-17 (b) NEC требует полной селективности между защитой от замыканий на землю и фидером, а также предоставляет минимальные требования к настройке для координации.Устройство отключения получает сигнал от реле замыкания на землю, оно отключает замыкание на землю от источника питания, отключая питание от сети или фидера. Отключающим устройством может быть автоматический выключатель в литом корпусе, силовой автоматический выключатель, реле давления с болтовым креплением (Pringle) или другое подходящее отключающее устройство с независимым расцепителем. Тестовая панель не является обязательной. Обычно он обеспечивает простой метод тестирования системы защиты от замыканий на землю, а также предоставляет индикаторы состояния системы.Как отмечено в NFPA 70B, параграф 12-3.5.1, если устройство защиты от замыкания на землю снабжено испытательной панелью, то следует разработать и соблюдать формальную программу периодических испытаний. Если тестовой панели нет, обратитесь к производителю за инструкциями по тестированию. После того, как вы узнаете части системы защиты заземления и требования NEC, регулирующие ее использование, вы можете протестировать систему. Статья 230-95 NEC требует проверки производительности при установке. NEC требует, чтобы это испытание проводилось в соответствии с рекомендациями производителя и чтобы письменный отчет об испытании был доступен местным властям, имеющим юрисдикцию.Хотя это и не является обязательным, тестовые панели представляют собой простой метод тестирования и предоставления индикаторов состояния системы. Однако, если он не входит в комплект поставки системы, обратитесь к производителю за инструкциями по тестированию. Производители рекомендуют визуально осматривать систему защиты от замыканий на землю, чтобы убедиться, что все было установлено и подключено правильно, механически проверяя все соединения на герметичность, измеряя сопротивление изоляции нейтрали, чтобы убедиться в отсутствии шунтирующего заземляющего пути, и использовать моделируемый ток короткого замыкания для проверки работы и настройки реле замыкания на землю.Согласно стандарту UL 1053, озаглавленному «Оборудование для измерения и защиты от замыканий на землю», производители должны предоставлять информационные листы, содержащие инструкции по тестированию системы. Как минимум, UL требует проведения следующих испытаний производительности в соответствии с требованиями испытаний производителей: * Попросите квалифицированного специалиста проверить систему защиты от замыканий на землю, чтобы убедиться, что она установлена правильно в соответствии с рекомендациями производителя. — Убедитесь, что расположение датчиков и полярность их подключения правильные.* Определите точки заземления системы, чтобы убедиться, что отсутствуют пути заземления, которые бы обходили датчики. * Протестируйте систему защиты от замыкания на землю, используя имитацию или фактическое управляемое замыкание на землю, чтобы определить правильность настроек системы и ее правильную работу. * Запишите результаты тестирования производительности в форму тестирования, предоставленную производителем. Кроме того, для тестирования производительности NEMA Publication PB 2.2 требуется следующее: * Перед тестированием производительности необходимо ознакомиться с инструкциями и инструкциями производителя.* Тестирование производительности должно соответствовать рекомендациям производителя. * Тестирование производительности должно быть ограничено теми тестами, которые определяют, что система защиты от замыканий на землю установлена правильно и находится в рабочем состоянии. Первый тест Если на существующем предприятии не проводилась комплексная программа испытаний, включая регулярные испытания, следует рекомендовать провести первое испытание системы замыкания на землю в соответствии с рекомендациями производителя по испытаниям производительности. Это верно независимо от того, существует ли запись о начальном тесте производительности или нет.Со временем системы распределения электроэнергии стареют, модифицируются и меняются, что может повлиять на работу или настройки системы защиты от замыканий на землю. Кроме того, части системы защиты от замыканий на землю могли быть отключены, неправильно подключены или изменены настройки реле во время технического обслуживания и ремонта. Выполнение теста полной производительности системы защиты от замыканий на землю гарантирует, что она по-прежнему установлена и работает правильно. Текущее тестирование NEC прямо не требует постоянного тестирования систем защиты от замыканий на землю.Однако параграф 110-3 (b) NEC требует, чтобы перечисленное и промаркированное оборудование использовалось в соответствии с любыми инструкциями, включенными в перечень или маркировку. Следовательно, необходимо соблюдать все текущие требования производителя по проверке и тестированию систем защиты от замыканий на землю, чтобы соответствовать требованиям NEC. Большинство рекомендуют ежемесячно проверять систему защиты от замыканий на землю с помощью кнопки проверки. Кроме того, системы защиты от замыканий на землю следует проверять после того, как отключающее устройство обнаружит неисправность любого рода.Это испытание обычно можно выполнить без прерывания питания с помощью испытательной панели, поставляемой с системой защиты от замыкания на землю. Однако лучше всего периодически планировать полное испытание системы защиты от замыканий на землю, которое включает в себя срабатывание механизма отключения и отключение питания. Вести журнал всех тестов, описывая каждый тест, время его выполнения, результаты и предпринятые корректирующие действия. Обеспечение защиты от замыканий на землю Устройства защиты от замыканий на землю очень надежны при правильной установке и не требуют постоянного обслуживания.Однако NFPA 70B рекомендует регулярно проверять и очищать трансформаторы тока, в зависимости от условий окружающей среды. Кроме того, следует проверить клеммные соединения на герметичность и чистоту.
No related posts.

Разное