Требования к электрическому заземлению Бесплатное онлайн-обучение OSHAcademy

Ресурсы по технике безопасности: электрическое оборудование

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

В этом разделе содержатся требования к заземлению систем, цепей и оборудования.Заземление электрических цепей и электрического оборудования необходимо для защиты сотрудников от поражения электрическим током, защиты от пожара и защиты от повреждения электрического оборудования. Существует два типа заземления: (1) заземление электрической цепи или системы и (2) заземление электрического оборудования. Заземление электрической системы достигается, когда один провод цепи намеренно заземлен. Это сделано для защиты цепи в случае удара молнии или другого контакта с высоким напряжением.Заземление системы также стабилизирует напряжение в системе, поэтому ожидаемые уровни напряжения не превышаются при нормальных условиях. Второй вид заземления — заземление оборудования. Это достигается, когда все металлические каркасы оборудования и корпуса, содержащие электрическое оборудование или проводники, заземлены посредством постоянного и непрерывного соединения или связи. Заземляющий провод оборудования обеспечивает путь опасному току короткого замыкания для возврата к заземлению системы в источнике питания цепи в случае нарушения изоляции.При правильной установке заземляющий провод оборудования представляет собой путь тока, который позволяет защитным устройствам, таким как автоматические выключатели и предохранители, срабатывать при возникновении неисправности. На рисунке ниже показаны оба типа заземления.

ПУТЬ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Путь к земле от цепей, оборудования и корпусов должен быть постоянным и непрерывным.

Это требование было извлечено из NEC 250-51, Эффективный путь заземления, который является более полным и фундаментальным для понимания электробезопасности.В нем указано, что путь к земле:

• должен быть постоянным и непрерывным. (Если путь проложен таким образом, что повреждение, коррозия, расшатывание и т. Д. Могут нарушить непрерывность в течение срока службы установки, возникнет опасность удара током и ожога.)
• должен быть способен безопасно проводить любой ток повреждения, который может быть наложен на него. (Токи повреждения могут во много раз превышать нормальные токи, и такие высокие токи могут расплавить или сжечь металл в точках с плохой проводимостью.Эти высокие температуры могут быть опасны сами по себе и могут нарушить целостность цепи замыкания на землю.)
• должен иметь достаточно низкий импеданс, чтобы ограничить напряжение относительно земли и облегчить работу защитных устройств цепи. (Если цепь замыкания на землю имеет высокий импеданс, при каждой попытке протекания токов короткого замыкания будут возникать опасные напряжения. Кроме того, если полное сопротивление велико, ток короткого замыкания будет ограничен до некоторого значения, настолько низкого, что предохранитель или автоматический выключатель сработает. не действовать быстро, если вообще.)

В отношении безопасных путей заземления важно помнить следующее:

• Ток повреждения в цепях переменного тока будет ограничен суммой сопротивления и реактивного сопротивления, и единственный путь с низким реактивным сопротивлением — это тот, который следует за проводниками цепи.
• Если используется металлическая система дорожек качения, убедитесь, что металлическая система является непрерывной и постоянной.
• В случаях, когда система металлических кабельных каналов не используется, обеспечьте зеленый или неизолированный провод заземления оборудования рядом с проводами питания, чтобы гарантировать, что все корпуса соединены вместе и с источником.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ, ПОДКЛЮЧЕННОГО ШНУРОМ И РАЗЪЕМОМ

При любом из условий, описанных ниже, открытые нетоковедущие металлические части оборудования, подключенного к шнуру и вилке, которые могут оказаться под напряжением, должны быть заземлены.

• а. Если в опасном (засекреченном) месте.
• г. При работе от напряжения более 150 вольт относительно земли, за исключением защищенных двигателей и металлических каркасов электроприборов, если каркасы приборов постоянно и эффективно изолированы от земли.
• г. Если оборудование следующих типов:
• Холодильники, морозильники и кондиционеры;
• Машины для стирки, сушки одежды, посудомоечные машины, водоотливные насосы и электрическое аквариумное оборудование;
• Инструмент ручной моторизованный;
• Электроаппараты следующих типов: кусторезы, газонокосилки, снегоочистители, скрубберы для мокрой уборки;
• Приборы, подключаемые к электросети и с розеткой, используемые во влажных или влажных помещениях, или работниками, стоящими на земле или на металлических полах или работающими внутри металлических резервуаров или котлов;
• Переносное и передвижное рентгеновское оборудование и сопутствующее оборудование;
• Инструменты, которые могут использоваться во влажных и токопроводящих местах; и
• Переносные ручные фонари.

В условиях, описанных выше, необходимо заземлить открытые нетоковедущие металлические части оборудования, подключенного через шнур и вилку. Заземление металлических частей не требуется, если оборудование питается через изолирующий трансформатор с незаземленной вторичной обмоткой не более 50 вольт или если переносные инструменты защищены утвержденной системой двойной изоляции. Для заземления оборудования, подключенного к шнуру и вилке, в комплекте шнура обычно предусматривается третий провод, а в вилке — третий контакт.Третий провод служит заземляющим проводом оборудования, который подключается к металлическому корпусу переносного инструмента и металлической шине заземления внутри оборудования служебного входа. Оборудование служебного входа расположено на входе в систему электроснабжения здания или завода и содержит или обслуживает другие щитовые панели, которые содержат защитные устройства параллельных цепей, такие как предохранители и автоматические выключатели. Третий провод обеспечивает путь для тока короткого замыкания в случае нарушения изоляции.Таким образом, опасный ток короткого замыкания будет направлен обратно к источнику, к служебному входу, и позволит сработать автоматическим выключателям или предохранителям, тем самым размыкая цепь и останавливая прохождение тока.

На рисунке ниже показана потенциальная опасность поражения электрическим током, которая существует, когда не используется третий провод, заземляющий провод. В случае неисправности большая часть тока будет проходить по пути наименьшего сопротивления. Если рабочий обеспечивает путь к земле, как показано, некоторая часть тока уйдет от заземленного белого проводника (нейтрали) и вернется на землю через рабочего.Сила полученного разряда будет зависеть от силы тока, протекающего через рабочего.

На рисунке ниже показаны преимущества правильно подключенного заземленного проводника. Следует отметить, что правильно подключенный кабелепровод и связанные с ним металлические корпуса также могут служить заземляющим проводом.

Типы электродов

Поскольку длина приводных штанг составляет от 8 до 10 футов, часто требуется лестница, чтобы добраться до вершины штанги, что может стать проблемой для безопасности. Многие падения произошли в результате того, что персонал пытался буквально «вбить» эти стержни в землю, когда они висели на лестнице на высоте многих футов над землей.

Национальный электрический кодекс (NEC) требует, чтобы длина приводных штанг была не менее 8 футов, а длина 8 футов должна находиться в непосредственном контакте с почвой. Как правило, перед установкой ведомой штанги копают в землю с помощью лопаты.Наиболее распространенные стержни, используемые коммерческими и промышленными подрядчиками, имеют длину 10 футов. Эта минимальная длина требуется во многих промышленных спецификациях.

Распространенное заблуждение состоит в том, что медное покрытие на стандартный ведомый стержень было нанесено по причинам, связанным с электричеством. Хотя медь, безусловно, является проводящим материалом, ее реальное назначение на стержне — обеспечить защиту от коррозии стали, находящейся под ним. Может возникнуть множество проблем с коррозией, потому что медь не всегда является лучшим выбором для защиты от коррозии.Следует отметить, что оцинкованные ведомые стержни были разработаны для решения проблемы коррозии, которую представляет медь, и во многих случаях являются лучшим выбором для продления срока службы заземляющих стержней и систем заземления. Вообще говоря, оцинкованные стержни являются лучшим выбором для сред с высоким содержанием соли.

Дополнительным недостатком ведомого стержня, плакированного медью, является то, что медь и сталь — два разных металла. При наложении электрического тока происходит электролиз.Кроме того, вбивание стержня в почву может повредить медную оболочку, позволяя коррозионным элементам в почве воздействовать на оголенную сталь и еще больше сокращать срок службы стержня. Окружающая среда, старение, температура и влажность также легко влияют на приводные штанги, что дает им средний срок службы от пяти до 15 лет в хороших почвенных условиях. Ведомые штанги также имеют очень маленькую площадь поверхности, что не всегда способствует хорошему контакту с почвой. Это особенно верно в каменистых почвах, в которых стержень будет касаться только краев окружающей скалы.

Хорошим примером этого является представление забитого стержня, окруженного большими шариками. Фактический контакт между шариками и ведомым стержнем будет очень маленьким. Из-за этого небольшого контакта поверхности с окружающей почвой сопротивление стержня относительно земли будет увеличиваться, что приведет к снижению проводимости и ограничению его способности справляться с сильноточными замыканиями.

Электрическое заземление

Заземление — наиболее важный аспект проектирования электрических или электронных систем. Неправильное заземление приводит к повреждению имущества и большому риску для жителей дома или здания.

Наряду с безопасностью персонала и оборудования, существует множество других причин электрического заземления, включая использование в качестве опорной точки и установки обратного проводника и т. Д.

При работе с электрическими установками электрическое заземление является одним из лучших средств безопасности. устройства, защищающие 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 отведение сильного тока короткого замыкания в случае неисправности цепи, при этом обеспечивается защита людей и животных от поражения электрическим током.

При заземлении электрическая цепь или устройство соединяются с землей металлическим проводником с незначительным сопротивлением. Этот проводник должен иметь хорошую проводимость, высокую прочность на разрыв 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 провод соединен с землей в системе заземления, и сегодня почти все энергосистемы работают с заземленными нейтралами.

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

Целью заземления системы является обеспечение защиты 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.

Нетоковедущие металлические части включают 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 защитного устройства управления и изоляцию неисправной цепи в следующих случаях.

Нарушение изоляции

Если изоляция любого 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 пути заземления низкое. Таким образом, защитное устройство изолирует цепь, тем самым предотвращая прохождение тока через нетоковедущие части.

Случайный контакт между проводами высокого и низкого напряжения

Когда высокотемпературные провода соприкасаются с низковольтными проводами (как показано на рисунке), через вторичную обмотку трансформатора рядом с заземлением трансформатор 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 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 трудно рассчитать взаимосвязь между различными источниками напряжения друг с другом, и это может привести к серьезным поражениям электрическим током.

Для экономии затрат на установку

В некоторых цепях передачи электроэнергии и телеграфных цепях само заземление используется в качестве одного из проводников системы передачи для экономии затрат 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 электроприборов 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 неисправного проводника. Этот метод чаще всего используется в промышленных и коммерческих энергосистемах.

Недостатком твердого заземления является то, что при замыканиях на землю возникает серьезная вспышка или опасность искрения. Эти дуги могут вызвать возгорание защитных устройств.

Эта система становится нестабильной, поскольку 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.

Сопротивление заземления

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 при возникновении неисправностей.

Реактивное заземление

В этом случае вместо резистора используется реактор. Подобно сопротивлению, реактивное сопротивление необходимо выбирать в соответствии с требованиями защиты или для контроля индуктивных помех.Реактивная часть тока короткого замыкания компенсируется этим реактором.

Используются, когда величина уменьшения тока небольшая. Это связано с тем, что реактор с низким сопротивлением для обработки больших количеств 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, для тех же условий 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 нейтралью 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 повреждения из-за емкостей).

Заземление катушки подвески дуги

Если индуктор соответствующего номинала подключен параллельно емкости системы, ток короткого замыкания, если он протекает через индуктор, 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 регулировать, так как емкость время от времени изменяется.

Заземление оборудования

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

Предположим, что электрическое оборудование с сопротивлением R подключено к сети питания, и предположим, что оно не заземлено или не заземлено, как показано на рисунке ниже.Пусть Rb будет сопротивлением тела человека, который прикасается к устройству, 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 протекает 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 при неисправности, человек, контактирующий с корпусом, получит сильный удар электрическим током, как показано ниже.

Предположим, оборудование заземлено отдельным проводом 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.Таким образом, заземление этого оборудования позволяет избежать поражения электрическим током.

Предотвращение поражения электрическим током с помощью надлежащих методов заземления

Удар электрическим током

Примерно 58 человек каждую неделю гибнут в результате поражения электрическим током.

Фото 1. Правильное заземление

В электрической системе система заземления и соединения является основной защитой от поражения электрическим током.Он обеспечивает путь к земле с низким сопротивлением для защиты от электрических неисправностей. Эффективный путь тока замыкания на землю обеспечивает облегчение работы устройства максимального тока в условиях замыкания на землю. Заземление не должно рассматриваться как эффективный путь тока замыкания на землю [см. 250.4 (A) (5)]. Использование надлежащих методов заземления и соединения, проверка и поддержание хорошего электрического заземления и установка защитных устройств — лучшие способы защитить людей и оборудование от поражения электрическим током.

Методы правильного заземления

Поддержание качественной системы заземления оборудования начинается с правильного подключения цепей. В соответствии с 250.148 (B) NEC требует, чтобы удаление любого устройства не могло прервать путь заземления. Производители розеток в ответ поставили розетки только с одним заземляющим контактом. Это запретило бы электрикам подключать устройство последовательно с цепью заземления.

Соединения косичками

Распространенным методом обеспечения целостности заземляющего соединения оборудования является использование гибкого кабеля.Кодовый термин для этого «гибкого провода» — это перемычка для подключения оборудования, которая определена в Статье 100. Чтобы выполнить гибкое соединение, возьмите оба заземляющих провода и соедините их 6-дюймовым проводом того же цвета, который был зачищен на любом из них. конец. Крепко возьмите все три и свяжите их вместе проволочным соединителем. Убедитесь, что вы используете разъем правильного размера, соответствующий размеру и количеству проводов.

Рисунок 1. Розетки с одинарным заземлением

Доступны специальные соединители, облегчающие эту работу.В одном из них через отверстие в верхней части разъема вставляется неизолированный медный провод. Затем все провода связывают вместе, скручивая разъем до упора.

Готовые косички становятся популярными из-за экономии времени. Например, в некоторых разъемах теперь совмещен скручивающийся провод с предварительно обжатым жгутом. Сверхгибкий шестидюймовый кабель обеспечивает беспроблемное размещение в распределительной коробке, а заземляющие кабели поставляются с предварительно обжатым вилочным соединением для быстрой и простой установки устройства.

Присоединение распределительной коробки к заземляющему проводнику

Во многих электрических цепях более одного заземляющего провода оборудования входит в розетку. Согласно NEC 250.148, если в коробку входит более одного заземляющего проводника оборудования, все такие проводники должны быть сращены или присоединены внутри коробки или к коробке.

Фото 2. Коннектор косички

Единственное исключение — изолированные розетки, указанные в Разделе 250.146 (D), где изолированные розетки требуются для уменьшения электрического шума (электромагнитных помех).

Для металлических распределительных коробок заземляющие провода от каждого устройства также должны быть подключены к коробке с помощью указанного заземляющего устройства или заземляющего винта, которые не используются ни для каких других целей.

Присоединение клеммы заземления розетки к распределительной коробке

Устройство может быть подключено к распределительной коробке с помощью перемычки. В соответствии с NEC 250.146, перемычка заземления оборудования должна использоваться для подключения клеммы заземления розетки заземляющего типа к заземленной коробке, если не заземлено, как в 250.146 (A) — (D).

(A) Если коробка установлена ​​на поверхности, должен быть разрешен прямой контакт металла с металлом между вилкой устройства и коробкой или контактным устройством, которое соответствует требованиям 250.146 (B), для заземления розетки на коробку. По крайней мере, одна из изолирующих шайб должна быть удалена с емкостей, не имеющих контактной вилки или устройства, соответствующего 250.146 (B), для обеспечения прямого контакта металла с металлом. Это положение не применяется к розеткам, установленным на крышке, если комбинация коробки и крышки не указана как обеспечивающая приемлемое заземление между коробкой и розеткой.

(B) Контактные устройства или хомуты спроектированы и внесены в список как самозаземляющиеся. допускается в сочетании с поддерживающими винтами для создания цепи заземления между ярмом устройства и коробками скрытого типа.

(C) Напольные коробки предназначены и перечислены как обеспечивающие удовлетворительное заземление между коробкой и устройством.

(D) Там, где это требуется для уменьшения электрического шума (электромагнитных помех) в цепи заземления, должна быть разрешена розетка, в которой вывод заземления специально изолирован от средств крепления розетки.Клемма заземления розетки должна быть заземлена изолированным заземляющим проводом оборудования, проложенным с проводниками цепи. Этому заземляющему проводнику должно быть разрешено проходить через один или несколько щитовых щитов без подключения к заземляющему зажиму щитового щита, как разрешено в 408.40, Исключение, так, чтобы он заканчивался в том же здании или сооружении непосредственно на зажиме заземления оборудования соответствующей производной системы или услуги. .

Клемма заземления розетки соединяется с изолированным заземляющим проводом оборудования, который проходит вместе с проводниками цепи и может проходить через одну или несколько субпанелей без подключения к клеммной колодке заземления щитка, как разрешено в Разделе 408.40 Исключение.

Обратите внимание, что использование изолированного заземляющего проводника оборудования не снимает требования к заземлению системы кабельных каналов и распределительной коробки.

Обеспечение эффективного пути заземления

Фото 3. Разъем «косичка» (на фото вывод к прибору укорачивается).

Хорошая система электрического заземления требует большего, чем выполнение нескольких требований NEC; это также должна быть эффективная система заземления. Путь к земле — это заземленный провод системы и соединение оборудования с землей, а также путь для паразитного тока.Если электричество следует по пути наименьшего сопротивления, то цепь (путь) заземления должна иметь меньшее сопротивление, чем индивидуальное, чтобы защитить их. Практическое правило защиты людей — поддерживать полное сопротивление заземления менее одного Ом. Обратите внимание, что в Кодексе нет установленных значений для этого сопротивления, кроме максимальных значений сопротивления, указанных для стержневых, трубных или пластинчатых электродов, которые составляют 25 Ом.

Ложные основания

Заземленный (часто нейтральный) провод, как правило, может быть подключен к земле только на нейтральной шине средства отключения (см. 250.24 (А) (5) и 250.142 (В)]. Основная перемычка на сервисе соединяет заземленный провод и заземляющий провод оборудования в этой точке. Перемычка основного заземления служит важным звеном на пути тока замыкания на землю от рабочего разъединителя до обмоток источника (обычно трансформатора электросети). . Иногда из-за ошибки или незнания заземленный (нейтральный) провод и заземляющий провод оборудования соединяются вместе на стороне нагрузки средства отключения обслуживания, что нарушает общие требования 250.24 (А) (5). Это часто называется ложным или незаконным заземлением и может создавать нежелательный или нежелательный ток в цепи заземления. Если заземленный провод и заземляющие проводники оборудования подключены в любом другом месте здания, весь заземленный металл может стать частью цепи возврата заземленного (нейтрального) проводника для несбалансированного тока нейтрали, который может создавать различные потенциалы напряжения на электронном оборудовании. При использовании обычных тестеров розеток это состояние обычно отображается как нормально подключенное.

Земля Земля

Путь к земле простирается за пределы главной панели к системе заземления, известной как система заземляющих электродов, как описано в Разделе 250.50. Заземление может быть одним заземляющим стержнем, несколькими заземляющими стержнями, матом или сеткой или различными другими проводящими элементами, которые устанавливают соединение с землей. Кодекс требует, чтобы все элементы, перечисленные в пунктах 250.52 (A) (1) — (6), при их наличии, были соединены вместе для образования системы заземляющих электродов. Есть одно исключение для электродов в бетонном корпусе, но это касается только фундаментов существующих зданий или сооружений.В разделе 250.56 рассматривается сопротивление заземления, указывая, что если заземляющий электрод (стержневого, трубного или пластинчатого типа) не имеет сопротивления заземления 25 Ом или менее, дополнительный электрод любого из типов, перечисленных в 250,52 (A) (2 ) через (7) должны быть добавлены и установлены на расстоянии не менее 1,8 м (6 футов) от первого электрода. Систему заземляющих электродов можно проверить с помощью тестера сопротивления заземления или токоизмерительных клещей.

При испытании сопротивления заземляющего электрода стержневого, трубного или пластинчатого типа после установки будет соответствовать требованиям NEC в 250.56, не всегда достаточно обеспечить защиту персонала или электронного оборудования.

Фото 4. Токоизмерительные клещи сопротивления заземления

Сопротивление заземляющего электрода сильно зависит от удельного сопротивления почвы. Поскольку удельное сопротивление почвы зависит от влажности и температуры, сопротивление системы заземления будет варьироваться в разные сезоны года. Чтобы обеспечить эффективную систему заземляющих электродов, включите заземляющий электрод или заземление как часть стандартных процедур тестирования на вашем предприятии.Токоизмерительные клещи для измерения сопротивления заземления позволяют электрикам измерять сопротивление заземляющего электрода за долю времени, необходимого с помощью традиционного трехточечного испытания на падение потенциала.

Прерыватели цепи при замыкании на землю

Кодекс требует установки прерывателей цепи замыкания на землю (GFCI) в жилых домах для защиты от поражения электрическим током. Сосуды в ванных комнатах, гаражах, на открытом воздухе, в подвальных помещениях, недостроенных подвалах, кухнях, возле раковин с раковинами, хозяйственных раковинах и раковинах для стирки требуют защиты.Все 125-вольтовые 15- и 20-амперные розетки в лодочных домах должны иметь GFCI, так же как и любые ответвленные розетки для лодочного подъемника для жилых единиц (дополнительную информацию см. 210.8 (A)). Кодекс также требует защиты GFCI для многих объектов, не относящихся к жилым домам. [См. 210.8 (B) для более полного списка тех областей, где требуется эта прерыватель цепи защиты от замыкания на землю].

Розетка GFCI — это устройство со встроенной схемой для обнаружения тока утечки на землю на стороне нагрузки устройства.Когда GFCI обнаруживает ток утечки в диапазоне 4–6 миллиампер, он прерывает подачу питания на сторону нагрузки устройства, предотвращая опасное замыкание на землю. [См. Определение устройства GFCI класса A прерывателя цепи замыкания на землю (GFCI) в Статье 100 для получения дополнительной информации].

Эти устройства следует регулярно проверять, поскольку они зависят от механических соединений, которые со временем могут выйти из строя. Согласно недавнему исследованию, проведенному Институтом Левитона, в среднем 15 процентов GFCI не работали во время тестирования.«Скачки напряжения от молнии, коммутации сети и других источников — все это сказывается на устройствах, поэтому Underwriters Laboratories (UL) требует, чтобы GFCI проверялись ежемесячно».

Отказ оборудования

Когда чувствительное электронное оборудование выходит из строя, первая реакция — поднимать руки вверх и винить в этом низкое качество электроэнергии. Из-за этого проблема кажется неуправляемой и неподвластной нам. Большинство из этих проблем находятся под нашим контролем, потому что 80 процентов всех проблем с качеством электроэнергии обнаруживаются в системе распределения, заземления и соединения.

Помимо предотвращения возможности возгорания, хорошее электрическое заземление с низким сопротивлением и система соединения будут служить для защиты электронного оборудования. Соединение с высоким сопротивлением, такое как свободный провод, вызовет колебания или падение напряжения при приложении большой нагрузки. Если напряжение падает достаточно низко, это может привести к блокировке, сбросу или полному отключению электронного оборудования. Заземление — еще одна проблема для электронного оборудования. Хотя сопротивление заземления в 1 Ом или менее может защитить людей от поражения электрическим током, оно может быть недостаточной защитой для электронного оборудования.IEEE рекомендует, чтобы импеданс заземления был менее 0,25 Ом для надлежащей защиты.

Изолированное заземление и выделенные цепи

В некоторых случаях легче изолировать чувствительное электронное оборудование, чем повторно подключить всю цепь. Это можно сделать, запустив изолированное заземление для рассматриваемого оборудования или запустив новую выделенную цепь. Кодекс в настоящее время не включает термин «выделенная цепь»; тем не менее, термин «отдельная ответвленная цепь» определен; и такая схема часто устанавливается для чувствительного электронного оборудования.Отдельные ответвленные цепи могут также включать изолированные заземляющие проводники, установленные в соответствии с положениями 250.146 (D).

Изолированное заземление защищает оборудование от другого оборудования в той же цепи заземления. Электронное оборудование может создавать электрические помехи в цепи заземления, которые могут мешать работе другого оборудования в цепи. Важно отметить, что изолированное заземление не защитит оборудование от гармонических искажений, проходящих через общий нейтральный проводник типичных многопроволочных ответвленных цепей.

В некоторых случаях запуск выделенной цепи (индивидуальной ответвленной цепи) необходим для полной изоляции части оборудования и обеспечения защиты.

Статья 285 устанавливает правила и охватывает использование ограничителей импульсных перенапряжений. Эти устройства защищают силовые, телефонные и кабельные линии от скачков напряжения. Переходные процессы — это короткие импульсы большой амплитуды, вызванные выделением энергии в электрической системе. Эти импульсы энергии могут быть вызваны внутренними источниками, такими как конденсатор, выделяющий энергию в систему, или внешними источниками, такими как освещение.

Заключение

Скрытые опасности, связанные с разветвленной проводкой, очень серьезны, но, к счастью, меры предосторожности просты. Мы можем защитить себя и оборудование, используя сертифицированные устройства и испытательное оборудование от известных производителей, а также применяя политику тестирования ответвлений. Эти политики должны включать проверку правильности проводки, тестирование устройств, проверку целостности ответвленной цепи и измерение целостности системы заземления.

должны всегда проверять все устройства сразу после установки, чтобы проверить правильность подключения и проверить устройства. Инспектор по электрике, как правило, не несет ответственности за проверку установки после ее завершения. Подрядчик по установке, как правило, несет ответственность за этот тип испытаний. Розетки следует проверять, чтобы избежать распространенных ошибок подключения, таких как неправильная полярность или обрыв нейтрали. Проверка уровня напряжения с помощью тестера напряжения быстро подтверждает, что розетка правильно подключена на 120 или 220 В переменного тока.Проверка целостности коммутатора подтверждает его правильную работу. На рынке доступны различные тестеры для быстрого и точного тестирования этих устройств.

Проверить электрические цепи под нагрузкой, чтобы проверить целостность параллельной цепи. Испытание на падение напряжения может выявить соединения с высоким сопротивлением, что может привести к возгоранию, пробою изоляции и снижению эффективности электрической системы, что может способствовать нестабильной работе оборудования.

Проверить целостность системы заземления, которая включает не только заземляющие провода оборудования, но также стержень заземления или систему заземляющих электродов.Путь с низким сопротивлением в обеих этих системах важен для защиты от поражения электрическим током. Эффективный путь тока замыкания на землю гарантирует, что устройства максимального тока будут работать в условиях замыкания на землю. См. 250.4 (A) (5).

Таким образом, тестирование ответвленной цепи является важной частью подключения любой цепи. Он проверяет правильность подключения устройств и позволяет защитить себя от скрытых дефектов в электрической системе.

— ABL Electronics Supplies, Inc.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ПРОВОДА

ABL Electronic Supplies, Inc. поставляет заземляющие провода уже 45 лет. Позвоните нам по телефону 704-784-4225 или заполните форму на этой странице, и мы свяжемся с вами, чтобы обсудить, что вы ищете.

Вот некоторая информация о проводах заземления:

Заземляющий провод и принцип его работы

Заземляющий провод — это страховочный провод, который намеренно подключается к земле, как следует из названия. Провода заземления — это простой и разумный способ сделать вашу электрическую систему намного безопаснее.Когда есть избыток электричества, это может быть опасно для всех, кто находится поблизости. Лучше всего иметь заземляющий провод, чтобы лишнее электричество не причиняло вреда. Электрическая цепь имеет как положительное, так и отрицательное электричество. Связь между ними — это то, что дает прибору или любому электронному устройству возможность работать. Если что-то пойдет не так, энергия накапливается и может вызвать отключение.

Если у вас отключилось питание, вероятно, перегорел автоматический выключатель или предохранитель. Это происходит из-за электрической неисправности.Когда автоматический выключатель отключается, это происходит из-за короткого замыкания. С помощью заземляющего провода вы можете избежать переизбытка электроэнергии, которая приведет к отключениям. Всегда важно проверять заземляющий провод, чтобы убедиться, что он правильно подключен, чтобы избежать осложнений и рисков (например, поражения электрическим током).

Типы заземляющих проводов

Медный заземляющий провод обычно используется в электротехнике, особенно из-за его проводимости и долговечности. В зависимости от требований приложения используется множество различных типов медных проводов.Наиболее распространенные типы заземляющих проводов включают неизолированный медный провод и медный провод калибра. Согласно требованиям национального электрического кодекса, заземляющие провода должны быть белого или серого цвета.

Green 6 THHN — это особый тип медного провода, который используется для заземления вне помещений. Зеленый цвет представляет собой наружный провод, и он изолирован, поэтому влага не попадает внутрь и через провод. Измерительные медные заземляющие провода различаются по размеру. Чем больше номер калибра, тем меньше размер провода.

О размерах проводов заземления

Размер заземляющего провода не влияет на работу или поток.Провода заземления предназначены для обеспечения безопасности и, следовательно, не для нормального протекания тока. Текущий поток предназначен для перехода от горячего к нейтральному. В случае неисправности заземление обеспечит путь, достаточный для перегорания предохранителя или отключения автоматического выключателя. В целом, вы можете сэкономить, используя провод меньшего размера.

Выберите ABL Electronic Supplies, Inc. для провода заземления

Компания ABL Electronic Supplies, Inc. предлагает широкий спектр решений для заземляющих проводов и с радостью предоставит вам руководство и рекомендации, основанные на ваших уникальных потребностях.Свяжитесь с нами сегодня, заполнив форму на этой странице, или позвонив нам по телефону 704-784-4225.

Электроды заземления для домашнего обслуживания — InterNACHI®

от Ника Громико, CMI® и Кентона Шепарда

Требования к электродам и заземляющим проводам:

• Алюминий имеет тенденцию к коррозии и не должен использоваться в заземляющих проводах, если они не изолированы. Влага и минеральные соли из кирпичной кладки — частые причины коррозии неизолированного алюминия.Это также более плохой проводник, чем медь. Использование алюминиевых проводов в системах заземления в Канаде запрещено.
• Поскольку заземляющие электроды не изолированы, их нельзя делать из алюминия.
• Если присутствует более одного электрода, они должны быть соединены друг с другом перемычкой.

Самая распространенная форма заземляющего электрода — это металлический стержень, который вбивается в землю таким образом, что он полностью погружен в воду.InterNACHI рекомендует вставлять стержень вертикально и цельным, но это не всегда возможно на каменистых участках. Если стержень забить в подземные породы, он может поцарапаться и потерять покрытие. Ржавчина может накапливаться на обнаженном железе или стали и ухудшать проводящую способность стержня. К сожалению, эта ржавчина редко будет заметна инспектору.

Электрики, как известно, разрезают стержень, когда им трудно вставить всю его длину под землю.Такая практика нарушает кодекс и может представлять угрозу безопасности. Инспекторам следует обратить внимание на следующие признаки, указывающие на укорочение стержня заземления:

• Ржавчина на вершине стержня. Стержни заземления имеют антикоррозийное покрытие, но обычно изготавливаются из стали или железа и подвержены коррозии в любом месте, где стержень порезан.
• У большинства стержней есть выгравированная этикетка на вершине. Если эта этикетка отсутствует, вероятно, стержень порезан.

Инспекторам следует иметь в виду, что коммунальные предприятия иногда разрешают укорачивать заземляющие стержни.Квалифицированный электрик может проверить, подходит ли укороченный стержень для заземления.

Если возможно, инспекторы должны проверить состояние зажима, который соединяет заземляющий стержень с заземляющим проводом. Хомуты должны быть из бронзы или меди и плотно прилегать. Требования к длине, толщине стержня и защитному покрытию изложены в Международном жилищном кодексе 2006 г. (IRC) следующим образом:

Стержневые и трубчатые электроды длиной не менее 8 футов (2438 мм) должны учитываться из следующих материалов. в качестве заземляющего электрода:

1. Электроды трубы или кабелепровода должны быть не меньше торгового размера (метрическое обозначение 21), а в случае из железа или стали должны иметь внешнюю поверхность оцинкованной или иным способом с металлическим покрытием для защиты от коррозии.
2. Электроды из стержней из железа или стали должны иметь диаметр не менее 5/8 дюйма (15,9 мм). Стержни из нержавеющей стали диаметром менее 5/8 дюйма (15,9 мм), стержни из цветных металлов или их эквиваленты должны быть указаны в списке и должны быть не менее 1⁄2 дюйма (12,7 мм) в диаметре.

• Хотя IRC 2006 года не упоминает, можно ли вращать стержень под углом, электрические нормы Калифорнии 1998 года допускают максимальный угол наклона 45 градусов от вертикали.
• Электрик может установить два заземляющих стержня при необходимости.Они должны находиться на расстоянии не менее 6 футов друг от друга.
• В Канаде заземляющие стержни должны быть 10 футов в длину и требуются два.

Этот метод электрического заземления был изобретен во время Второй мировой войны в Аризоне и обычно называется «Ufer» в честь его создателя, Герберта Г. Уфера. Армия Соединенных Штатов была обеспокоена тем, что молния или статическое электричество могут вызвать случайный взрыв взрывчатых веществ, которые хранились в хранилищах в форме иглу.Климат пустыни ограничивал полезность заземляющих стержней, которые должны были быть вбиты на сотни футов в сухую землю, чтобы быть эффективными. Уфер посоветовал военным подключить заземляющие провода к стальным арматурным стержням (арматуре) с бетонным покрытием бомбоубежищ, чтобы эффективно рассеивать электричество в земле. Тестирование подтвердило его теорию о том, что относительно высокая проводимость бетона позволит электрическому току рассеиваться на большой площади поверхности земли.Метод Уфера чаще встречается в новом жилом строительстве и требует металлического каркаса. Инспектору может быть сложно обнаружить электрод этого типа. В IRC 2006 г. описываются основания Ufer следующим образом:

Электрод, заключенный в бетон толщиной не менее 2 дюймов (51 мм), расположенный внутри и около дна бетонного фундамента или основания, находящегося в непосредственном контакте с землей, состоящего из: не менее 20 футов (6096 мм) одного или нескольких оголенных или оцинкованных или трех стальных арматурных стержней или стержней с электропроводящим покрытием не менее 1/2 дюйма (12.77 мм) или состоящий из не менее 20 (6096 мм) футов неизолированного медного проводника сечением не менее 4 AWG, считается заземляющим электродом. Арматурные стержни разрешается соединять вместе с помощью обычных стяжных проволок или других эффективных средств.

Водопроводная система здания может быть подключена к заземляющему проводу и работать как заземляющий электрод. В течение некоторого времени это был единственный тип обязательного заземляющего электрода, и он, как правило, был предпочтительнее других методов.Однако с 1987 года этот метод стал единственным, который необходимо дополнить электродом другого типа. Этот переход связан с возросшей популярностью непроводящих диэлектрических муфт и пластиковых труб. Когда водопровод заменен пластиковыми трубами, на сервисной панели электрооборудования должно быть размещено уведомление о том, что имеется неметаллическое водоснабжение. Инспекторы не смогут определить, заменены ли наружные водопроводные трубы, идущие к уличному водопроводу, пластиковыми деталями.

Инспекторы должны проверить следующее:

• Провода заземления должны быть надежно прикреплены к водопроводным трубам рядом с точкой входа в здание. Заземляющий провод, который свободно обвязан вокруг трубы, не подходит.
• Газовые трубы никогда не должны использоваться в качестве заземляющих проводов. Они обычно сделаны из пластика снаружи дома и содержат горючие газы, которые могут воспламениться при воздействии электрического тока.

Металлическая подземная водопроводная труба, которая находится в прямом контакте с землей на расстоянии 10 футов (3048 мм) или более, включая любые обсадные трубы, эффективно прикрепленные к трубе, и что является электрически непрерывным путем соединения вокруг изоляционных стыков или изоляционной трубы с точками соединения проводника заземляющего электрода и проводов заземления, считается заземляющим электродом.Внутренние металлические водопроводные трубы, расположенные на расстоянии более 5 футов (1524 мм) от входа в здание, не должны использоваться как часть системы заземляющих электродов или как проводник для соединения электродов, которые являются частью системы заземляющих электродов.

Редкие заземляющие электроды

Вышеупомянутые заземляющие электроды составляют подавляющее большинство систем заземления, с которыми сталкиваются инспекторы. Два описанных ниже электрода встречаются гораздо реже, хотя они признаны IRC.Инспекторы могут не иметь возможности проверить их присутствие. IRC 2006 года объясняет их следующим образом:

Пластинчатые электроды

Пластинчатый электрод, который подвергает воздействию внешней почвы не менее 2 квадратных футов (0,186 м2) поверхности, следует рассматривать как заземляющий электрод. Электроды из железных или стальных пластин должны иметь толщину не менее 1⁄4 дюйма (6,4 мм). Электроды из цветного металла должны иметь толщину не менее 0,06 дюйма (1,5 мм). Пластинчатые электроды должны быть установлены на глубине не менее 30 дюймов (762 мм) от поверхности земли.

Кольцевые электроды заземления

Кольцо заземления, окружающее здание или сооружение, находящееся в прямом контакте с землей на глубине ниже поверхности земли не менее 2,5 футов, состоящее из не менее 20 футов неизолированного медного проводника не меньше чем № 2 считается заземляющим электродом.