Наименьшие размеры стальных заземляющих проводников и заземлителей , мм
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Новозыбковский филиал ФГБОУ ВО Брянский ГАУ
УТВЕРЖДАЮ: Рассмотрено на заседании цикловой комиссии
« ___ » ____________ 20____ г .
« ___ » __________ 20____ г .
Председатель ________________________
(подпись)
Инструкционно - технологическая карта
на выполнение лабораторно - практической работы № 22
ПМ 02: «Обеспечение электроснабжения с/х организаций».
Специальность 35.02.08 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»
Тема и отводимое время: «Расчет заземляющих устройств». 2 часа
Цель занятия: Научиться рассчитывать заземляющие устройства и их выбор.
Формируемые компетенции: ОК 2, ОК 4; ПК 1.3, ПК 2.1, ПК 1.3
Место проведения: Лаборатория "Электроснабжение с/х"
План и ход работы:
Ознакомиться с инструкционно-технологической картой,
|
|
|
Изучить устройство и принцип работы приборов М-416.,Ф - 4104, МС-0,8 , М-332.
Рассчитать по примеру заземляющее устройство трансформаторной подстанции.
Изучить таблицу сопротивления грунта (Таблица 1).
Изучить метод проверки заземляющего устройства.
Составить отчёт о выполненной работе по форме.
Общие сведения.
Корпус электродвигателя, арматура электрического светильника или трубы электропроводки обычно не находятся под напряжением относительно земли благодаря изоляции от токоведущих частей. Однако в случае повреждения изоляции любая из этих частей может оказаться под напряжением, нередко равным фазному. Электродвигатель с пробитой на корпус изоляцией обычно соединен с машиной, которую он приводит в движение, например установлен на станке. Рабочий, взявшийся за рукоятки управления станком, может попасть под напряжение.
Защиту от поражения электрическим током при повреждении изоляции обеспечивают защитное заземление, зануление, выравнивание потенциалов, уравнивание их с помощью системы защитных проводников, защитное отключение, изоляция нетоковедущих частей, электрическое разделение сети, малое напряжение, контроль изоляции, изолирующие защитные средства, а в сети с изолированной нейтральной точкой также компенсация токов замыкания на землю. Эти способы можно использовать в сочетании друг с другом. Наибольшее распространение получили защитное заземление и зануление. Заземление состоит в том, что заземляемые части соединяют с заземлителем, т. е. с металлическим предметом, находящимся в непосредственном соприкосновении с землей, или с группой таких предметов. Чаще всего это стержни из угловой стали, забитые в землю вертикально и соединенные под землей приваренной к ним стальной полосой. Заземление частей электроустановки для обеспечения электробезопасности называют защитным заземлением. Бывают также грозозащитное (от грозовых перенапряжений в проводке или воздушной линии), молниезащитное и рабочее (необходимое для работы установки) заземления. Можно выделить также вспомогательные заземления в составе иных защитных мероприятий электробезопасности, например повторные заземления нулевого провода в системе технического способа «зануление». Заземления разных назначений, устроенные на одной площадке, как правило, конструктивно и электрически совмещают. Защитное заземление применяют в электроустановках напряжением выше 1000 В с любым режимом работы нейтрали и в установках до 1000 В с изолированной от земли нейтральной точкой, а зануление применяют в установках напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью (в частности, в сетях 380/220 В).
|
|
|
|
|
|
Защитным заземлением называется заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности. Бывает также грозозащитное (от грозовых перенапряжений в проводке или воздушной линии), мол-ниезащитное, рабочее (необходимое для правильной работы установки). Можно выделить также вспомогательные заземления в составе иных защитных мероприятий электробезопасности, например повторные заземления нулевого провода в системе технического способа — зануления. Заземления разных назначений, устроенные на одной площадке, обычно конструктивно и электрически совмещают.
Принцип заземления состоит в том, что заземляемые металлические части соединяют с з а з е м-л и т е л е м, т. е. с металлическим предметом, находящимся в непосредственном соприкосновении с землей или с группой таких предметов. Чаще всего это стержни из угловой стали, забитые в землю вертикально и соединенные между собой под землей приваренной к ним стальной полосой. Благодаря защитному заземлению напряжение, под которое может попасть человек, прикоснувшийся к заземленной части, значительно снижается. Однако неверно распространенное мнение, что это напряжение равно нулю, так как все, что электрически связано с землей, должно иметь потенциал земли, т. е. нуль. Дело в том, что землю можно рассматривать как электрический проводник с некоторым сопротивлением электрическому току, с падением напряжения вдоль пути тока, т. е. с различным потенциалом точек земли около заземлителя и на большом расстоянии от него, где потенциал действительно можно принять равным нулю. Если представить себе заземлитель в виде полусферы (рис. 26), то ток в земле растекается во все стороны от этого заземлителя в радиальных направлениях. Площадь поперечного сечения «земляного» проводника определяется поверхностью полусфер того или иного радиуса и по мере увеличения радиуса возрастает. Соответственно уменьшается сопротивление грунта растеканию тока. Кривая изменения напряжения на поверхности земли имеет гиперболический характер.
|
|
|
Сопротивление заземлителя относительно земли (т. е. относительно точек грунта с нулевым потенциалом, находящихся вне зоны растекания тока) включает в себя, кроме сопротивления растеканию тока в земле, также сопротивление току при прохождении его по самим за-землителям и переходное сопротивление между металлическим заземлителем и ближайшими к нему слоями грунта. Последние две составляющие очень малы по сравнению с первой, даже если заземлители покрыты слоем ржавчины (но не краски).
На рисунке 1 показана сеть без заземленной точки с полным сопротивлением изоляции проводов относительно земли Z1 и 12. После пробоя изоляции одного из проводов на металлический корпус, который связан с защитным заземлением, имеющим сопротивление R3, этот корпус будет иметь относительно участков земли с нулевым потенциалом напряжение, равное падению напряжения на R3 от тока /3 через него:
Рис. 1. Схема защитного заземления в однофазной сети без заземления обмотки источника.
Так как Z2>> R3, то ток I3 от R3 практически не зависит, а Uк прямо пропорционально R3. Поэтому с уменьшением R3 снижается напряжение, которое может иметь заземленный корпус. Уменьшается и опасность от прикосновения к нему. Однако такое же напряжение появится на корпусах и неповрежденного оборудования, присоединенных к тому же защитному заземлителю. Это один из недостатков защитного заземления.
Аналогично действует защитное заземление и в трех* фазных установках с изолированной нейтралью, например в установках с номинальным напряжением 6...35 кВ. Напряжение относительно земли, под которым может оказаться корпус электроприемников а, б а в с пробитой изоляцией (рис. 28) при отсутствии защитного заземления на а, зависит от сопротивления изоляции фаз относительно земли и находится в пределах от О ( ZA = =0) до линейного Uл (ZВ=0 или Zc=0, но Za=0).
В таких сетях возможно проявление следующего недостатка защитного заземления. Если изоляция двух других фаз достаточно хорошая, а емкость их относительно земли мала, ток замыкания на заземленный корпус (например, б) может быть настолько мал, что напряжение на корпусе UКб может не ощущаться людьми, в то же время напряжение двух других фаз относительно земли увеличивается от фазного до линейного.
Изоляция этих фаз может не выдержать увеличившегося напряжения и оказаться поврежденной в другом электроприемнике (в), имеющем свое защитное заземление. Пойдет большой ток двойного замыкания на землю, который может быть близок по значению к току короткого замыкания двух фаз и может создавать большое падение напряжения на сопротивлениях заземления обоих поврежденных электроприемников Rзв и R3 B- Из всего сказанного видно, что какими бы маленькими не были Rэб и Rm, падения напряжения на них, а значит и напряжения на корпусах Uкб и UKi, будут зависеть от соотношения между Rзв и R3б и от линейного напряжения сети Uл Практически всегда будет опасность поражения электрическим током.
Рис. 2. Схема защитного заземления в трехфазной сети с изолированной нейтралью.
Заземляют открытые (доступные прикосновению) металлические нетоковедущие части, на которые напряжение может попасть в результате повреждения изоляции. Это корпуса трансформаторов и других электроприемников, приводы выключателей и других коммутационных аппаратов, каркасы распределительных щитов, пультов и щитов управления, шкафов с электрооборудованием, металлические оболочки кабелей, проводов, стальные трубы для электропроводки, тросы, на которых подвешены провода, кожухи шинопроводов, короба и лотки, арматура железобетонных опор и их проволочные оттяжки. Чтобы уравнять потенциалы в помещениях, где применяется заземление или зануление, заземляют (зануляют) также все так называемые сторонние проводящие части (строительные и производственные металлоконструкции и трубы водопровода и центрального отопления). Однако не заземляют и не зануляют: изоляторные крюки на деревянных опорах, если на них не проложен кабель с заземленной броней и не требуется заземление крюков на данной опоре для грозозащиты; металлические скобы для крепления проводов и другие детали размером не более 50x50 мм, недоступные для прикосновения; трубы для прохода через стены, в том числе при выполнении его кабелем. Не заземляют и металлические корпуса электрооборудования, установленного на заземленных или запуленных частях станков, если на опорных поверхностях предусмотрены места, зачищенные для хорошего контакта. На движущихся частях станка электрооборудование зануляют, поскольку оно отделено от неподвижной части станка смазочной пленкой.
По ГОСТ 30331.3—95 «Электроустановки зданий. Ч. 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током» требуется заземление или зануление открытых не-токоведущих частей, в частности металлических корпусов стационарных и переносных электроприемников, в любых зданиях (производственных, жилых) независимо от степени опасности поражения током в данном помещении, если номинальное напряжение превышает 50 В переменного тока или 120 В постоянного. Если же напряжение меньше, но больше 25 В переменного тока или 60 В постоянного, то так называемая защита от косвенного прикосновения (к корпусу оборудования с поврежденной изоляцией), в частности заземление или зануление, требуется в помещениях с повышенной опасностью или в особо опасных и наружных электроустановках. При меньшем напряжении заземление или зануление необходимо только во взрывоопасных зонах и для электрооборудования электросварки.
Однако в случае повреждения изоляции любая из этих частей может оказаться под напряжением, нередко равному фазному. Электродвигатель с пробитой на корпус изоляцией обычно соединён с машиной, которую он приводит в движение, например установлен на станке. Рабочий, взявшись за рукоятку управления станком, может попасть под напряжение. В соответствии с требованиями, для защиты от поражения током при повреждении изоляции необходимо выполнить один из следующих технических способов обеспечения электробезопасности:
1. Защитное заземление.
2. Зануление.
3. Защитное отключение.
4. Малое напряжение.
5. Защитное распределение цепей.
6. Двойная изоляция.
7. Выравнивание потенциала.
Наиболее широко распространённый технический способ обеспечения электробезопасности - защитное заземление.
Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землёй металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Основное назначение защитного заземления - снижение потенциала на корпусе за счет падения напряжения при протекании больших токов замыкания на землю через заземлитель.
ПУЭ нормирует величину сопротарления заземлителя в соответствии с напряжением питания электроустановки (см табл. 3Л-2 стр.63), электроустановки с глухозаземлённой
нейтралью 380 В - 4 Ом. В качестве заземлителей рекомендуют использовать так называемые естественные заземлители: арматуру железобетонных конструкций, свинцовые оболочки кабелей, если кабелей не менее двух на случай ремонта одного из них, различные трубопроводы, проложенные в земле за исключением содержащих горючее и взрывоопасные газы.
Искусственные заземлители необходимы для заземления железобетонных опор в сетях выше 1000 В. С изолированной нейтралью, если эти опоры не соединены заземлителем подстанции или электростанции угрозозащитным тросом. (Л - 1стр. 11 8... 145).
Наименьшие размеры стальных заземляющих проводников и заземлителей , мм
|
Условия прокладки
|
Круглые (диаметр) |
Прямоугольные |
Угловая сталь (толщина полки) |
Трубы (толщина стенок ) | ||
| сечение | толщина | Гаэовод Опровод ные | Тонкос тенные | |||
| В зданиях | 5 | 24 | 3 | 2 | 2,5 | 1,5 |
| В наружных установках: | ||||||
| В воздухе | 6 | 48 | 4 | 2,5 | 2,5 | 2,5 |
| В земле | 10 | 48 | 4 | 4 | 3,5 | недопустимы |
Максимально допустимы значения сопротивления заземляющих устройств, используемых в системе зануления при р=100Ом*м
| Сопротивление заземляющих устройств | Максимально допустимые сопротивления заземлений,Ом, при номинальных напряжениях, В
 Мы поможем в написании ваших работ! | ||||