IV. Заземление передвижного и переносного электрооборудования

Заземление электроустановок

Заземление электроустановок – обязательная составляющая комплекса мер по защите промышленного оборудования и работающих на нем людей от поражения током. С учетом существующего разнообразия электротехнических приборов и агрегатов вопросам их безопасной эксплуатации уделяется повышенное внимание. Каждый тип заземляемого оборудования имеет свои особенности, вынуждающие пользователей сетей принимать специальные защитные меры. В соответствие с правилами заземления электроустановок и их устройством для этих целей применяются особым образом организованные системы защиты.

Классификация систем заземления

Общепринятая классификация систем заземления осуществляется по следующим основным признакам:

• Состояние нейтрали электросети (заземленное или изолированное).
• Способ ее прокладки от подстанции с понижающим трансформатором до конечной электроустановки потребителя.
• Особенности подключения нагрузки к нейтральной жиле.

Основным документом, согласно которому производится классификация этих систем, являются ПУЭ (правила устройства электроустановок). В них подробно рассматриваются характерные признаки, согласно которым принято различать действующие защитные системы. Для их обозначения применяются английские буквенные символы T, N, I, C и S, которые расшифровываются как «заземление», «нейтраль», «изолированное», «общая» и «раздельная».

Обратите внимание: По данной маркировке удается определить, какой способ защиты источника тока применен в данной системе и какие схемы защитного заземления оборудования могут быть использованы на потребительской стороне.

При обустройстве действующих линий энергоснабжения в России традиционно применяются следующие основные системы:

• TN-C, из обозначения которой следует, что на всем протяжении трассы нулевой рабочий N и защитный PE проводники объединены в общую шину PEN (C – это «common»).
• TN-S, означающая раздельную прокладку упоминавшихся выше проводников («Select»).
• TN-C-S, из названия которой следует, что на части трассы проводники PE и N объединены, а начиная с какого-то места они прокладываются раздельно.

На практике также встречаются редко используемые системы TT и IT, применяемые только в исключительных случаях. Такой уникальный способ построения заземляющей структуры как система с изолированным нулем, например, востребован при электроснабжении сооружений, где необходимо обеспечить высокий уровень безопасности. В частности, это касается электрооборудования, устанавливаемого на горнодобывающих шахтных предприятиях. Объясняется это тем, что при подземных работах нередки случаи скопления взрывоопасных газов, а система IT, особенностью которой является пониженное искрообразование, в этом случае является самой безопасной.

Требования к заземлению электроустановок до 1000 Вольт

Заземление оборудования – это комплекс технических мероприятий, позволяющих получить надежное электрическое соединение между защищаемыми корпусами электроустановок и землей. Оно организуется с целью защиты оперативного персонала и работающих на оборудовании людей от случайного токового удара.

В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.030-81 защитное заземление электроустановки следует выполнять:

• при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока – во всех случаях;
• при номинальном напряжении от 42 В до 380 В переменного тока и от 110 В до 440 В постоянного тока при работах в условиях с повышенной опасностью и особо опасных по ГОСТ 12.1.013-78.

Важно! При правильно обустроенной системе заземления попавший на корпус станка, например, опасный потенциал не причинит прикоснувшемуся к нему человеку никакого вреда.

Объясняется это тем, что, при пробое изоляции основная часть токового заряда стечет по заземляющей шине в защитный контур, сопротивление которого на порядок ниже, чем тот же показатель для тела человека.

Естественные заземлители

Согласно правилам ПУЭ, корпуса технологического оборудования и других приборов должны подключаться к естественным или искусственным заземлителям (ИЗУ). При реализации первого из этих способов традиционно используются следующие подсобные элементы:

• металлические каркасы проложенных в земле конструкций, имеющие прямой контакт с ней;
• металлические кожуха кабелей, прокладываемых непосредственно в грунте;
• обычные металлические трубы (за исключением газовых и нефтепроводов);
• рельсы железнодорожных путей.

Обратите внимание: Использование готовых конструкций существенно упрощает решение проблемы заземления, упрощая этот процесс.

Кроме того, их использование при организации эффективного заземления позволяет несколько снизить затраты на его обустройство.

Важность сопротивления стеканию току

Основное требование к заземлениям до 1000 Вольт – их способность создать надежную цепочку для стекания аварийных токовых зарядов в грунт. Ее оценивают величиной сопротивления, которое приходится преодолевать токам замыкания на землю.

Согласно нормативным документам (ПУЭ, в частности) сопротивление заземления (сопротивление растеканию электрического тока) должно быть:

• в частных домах с напряжением питания 220 и 380 Вольт, должно составлять не более 30-ти Ом.
• для промышленного оборудования (трансформаторов подстанций, в частности, или генераторов и сварочных аппаратов) не должен превышать 4-х Ом.
• в отношении источника тока (генератора или трансформатора) не более 2, 4 и 8 Ом соответственно, при междуфазных напряжениях 660, 380 и 220 В трехфазного источника питания или 380, 220 и 127 В однофазного источника питания.

Чтобы достигнуть нормируемых ПУЭ значений сопротивления, потребуется принять специальные меры. Обычно они сводятся к следующим типовым процедурам:

1. увеличение площади соприкосновения составляющих устройств заземления с грунтом;
2. повышение качества контактов в местах сочленения отдельных элементов и медных соединительных шин;
3. улучшение проводимости самой почвы (за счет постоянного увлажнения или добавления соляного раствора, например).

Теми же требованиями предписывается периодически (не реже одного раза в 6 лет) проверять сопротивление заземляющего контура на соответствие его величины утвержденным нормам.

Работа заземления при нарушении защитной изоляции токоведущих частей

Самая распространенная неисправность, встречающаяся при эксплуатации электрооборудования – замыкание фазы на металлический корпус из-за разрушения защитной изоляции.

Дополнительная информация: В современных бытовых приборах, оснащенных импульсными источниками питания с вилкой евро стандарта, опасный потенциал может постоянно присутствовать на металлическом корпусе.

В зависимости от того, какие защитные меры приняты при работе с оборудованием, возможны следующие степени безопасности пользователя:

1. Самый опасный вариант – когда металлический корпус прибора не заземлен, а УЗО совсем не установлено. Попадание фазы на проводящие ток части никак не проявляется, кроме как ощутимый удар при случайном прикосновении.
2. В отсутствие УЗО корпус подключен к контуру установленного заземления, а ток утечки по цепи стекания очень велик. В этом случае прибор сработает мгновенно и отключает питающую линию или отдельную ее цепочку.
3. При наличии УЗО корпус не заземлен, что обнаруживается только при протекании тока утечки, который вызовет срабатывание устройства защиты. За время порядка 200-300 миллисекунд прикоснувшийся к прибору человек ощутит лишь легкий удар током.
4. И, наконец, самый безопасный вариант предполагает заземление корпуса и одновременную установку в данную ветку отдельного УЗО.

О первом случае, связанном с отсутствием специальных защитных средств, нечего и говорить, а вот второй вариант не совсем безопасен. Это объясняется тем, что при большом сопротивлении переходов и значительных номиналах предохранителей остаточный потенциал на корпусе прибора очень опасен для работающего человека. Так, при сопротивлении заземляющей конструкции в 4 Ома и предохранителе номиналом 25 Ампер он может достигнуть 100 Вольт.

Важно! В последнем случае два защитных устройства дополняют друг друга и нивелируют возможные неполадки в одном из них.

При попадании фазы на корпус, а через него – на заземляющий проводник ток благополучно стекает в землю. Одновременно с этим УЗО мгновенно реагирует на утечку и отключает линию и электроустановку, исключая возможность поражения работающего на ней персонала.

Помимо этого, если ток утечки существенно превышает порог срабатывания установленного в цепи предохранителя – может сработать и сам защитный элемент, дублируя действие УЗО. Какой из этих двух приборов отключит цепь первым – зависит от их быстродействия и величины тока стекания на землю (при этом не исключается их одновременное срабатывание).

Защита станков и электрооборудования в цехах

В соответствие с действующими правилами ПУЭ различные виды заземлений в электроустановках до 1000 Вольт отличают по принадлежности их к той или иной системе. А по типу заземляемых устройств различают следующие варианты:

• Защита типового станочного оборудования.
• Заземление электродвигателей и сварочных аппаратов.
• Защита передвижных установок и эксплуатируемых электроприборов.

В этом разделе рассматривается первый пункт из перечня, касающийся станков и другого оборудования, устанавливаемого в заводских цехах.

Хорошо известно, что при работе на станочном оборудовании риск случайного попадания фазы на корпус достаточно велик. Чтобы правильно заземлить станок в цеху – потребуется разобраться со следующими моментами:

1. Где проложен заземляющий контур в рабочей зоне.
2. Какой толщины должна выбираться шина, применяемая для соединения корпуса станка с защитным контуром.
3. В каком месте накладывается стационарное заземление.
4. Какие заграждающие приспособления допускается использовать для ограничения доступа к опасным частям оборудования.

Рассмотрением всех этих вопросов должен заниматься цеховой электрик, который знаком с расположением элементов заземляющего хозяйства и полностью владеет информацией по порядку подсоединения корпуса станка к ЗУ. Он должен знать, в частности, что для заземления электрооборудования в его конструкции предусмотрена специальная точка, к которой подсоединяется заземляющая шина.

Правила заземления электродвигателя

Согласно действующим нормативам электродвигатели также подлежат обязательному защитному заземлению.

Обратите внимание: Исключением из этого требования является ситуация, когда корпус электродвигателя располагается на металлическом пьедестале, непосредственно связанном с грунтом.

Во всех остальных случаях его обязательно нужно будет соединить специальной медной жилой с заземляющим контуром (фото ниже).

В ПУЭ особо отмечается, что такое соединение должен иметь каждый электродвигатель, независимо от их количества в данном электрохозяйстве.

Последовательное подключение нескольких агрегатов в заземляющую цепочку категорически запрещено (в этом случае при обрыве линии в одном месте заземления лишаются все двигатели).

Заземление сварочных аппаратов

При работе со сварочным оборудованием заземление его корпуса согласно требованиям ПУЭ также обязательно. Помимо этой части электрического агрегата заземляться должен один из выводов трансформаторной вторичной обмотки (к другой клемме подсоединяется держатель электродов). Заземляемый вывод на корпусе обозначается соответствующим значком и оснащается приспособлением, надежно фиксирующим протянутую от защитного контура шину.

Величина переходного сопротивления защитного контура или ЗУ для сварочного оборудования не должна превышать 10-ти Ом. Если потребуется повысить электропроводимость заземляющей конструкции – увеличивают контактную площадь всех соединений, включая поверхность соприкосновения с землей.

Как и в случае с рассмотренными ранее электродвигателями последовательное включение сварочных аппаратов в заземляющую цепочку запрещено.

Защита передвижных установок

Все, что было рассмотрено ранее, традиционно относится к обычному стационарному оборудованию. Иной подход наблюдается при необходимости заземления передвижных электроустановок, для которых выполнение требований по переходному сопротивлению несколько затруднено. В связи с этим ПУЭ допускают повышение его величины до предельного значения, равного 25-ти Омам.

Обратите внимание: В отдельных случаях допускается в качестве заземления для передвижек применять имеющиеся на объекте стационарные ЗУ.

Последнее требование справедливо лишь для установок с автономным питанием, имеющим изолированную от земли нейтраль (в качестве примера может быть приведено ГРПШ).

Этот вид заземляющих устройств традиционно применяется для тех образцов оборудования, которые не являются источниками питания для остальных установок и не склонны к искрообразованию. Другая область их применения – передвижные агрегаты, оснащенные собственными стационарными заземлителями, не используемыми в данный момент. Передвижные установки с автономным питанием из-за возможного образования трущихся сочленений и изолированной от земли нейтрали подлежат регулярному освидетельствованию в части состояния защитной оболочки (изоляционного покрытия).

Защита электроприборов

Для обеспечения требуемого уровня защиты при работе с электрическими приборами различного типа возможны следующие защитные меры:

1. надежная защита открытых для общего доступа токоведущих частей;
2. усиление защитной изоляции методом ее наращивания;
3. ограничение доступности к корпусам оборудования.

Кроме того, для этих целей могут применяться пониженные напряжения (если это позволяют особенности конструкции).

Чтобы избежать нежелательных пробоев изоляции и попадания опасного напряжения на корпуса электроприборов используются следующие «классические» методы:

В отдельных случаях ограничение проявляется в том, что такие образцы электроаппаратуры не допускается эксплуатировать в особо опасных помещениях (влажных или с сильным запылением). Если наряду с заземлением применяются другие способы защиты работающих с приборами людей – они не должны взаимно исключать друг друга. Другими словами их действие не должно снижать эффективность уже имеющейся и работающей в этом месте защиты.

Применение элементов естественных заземлителей допускается только в ситуациях, когда исключена вероятность нанесения подземным конструкциям ощутимого ущерба, связанного с протеканием по ним аварийного тока.

Заземление и зануление

Для защиты человека от удара током в особо опасных условиях эксплуатации нередко используется принцип одновременного заземления и зануления электроустановок. Всем, кто не знаком со вторым понятием, следует знать, что зануление электроустановок – это умышленное соединение их корпусов с нейтралью подводящей силовой линии. Понять принцип его действия поможет ознакомление с тем, как реализуется это способ защиты на практике.

Суть зануления состоит в превращении случайного попадания сетевого напряжения на корпус установки (из-за повреждения изоляции, например) в однофазное короткое замыкание. Отсюда следует, что и рассматриваемое нами заземление и зануление, как системы, выполняют функцию защиты от поражения электрическим током. Но делают они это каждая по-своему (смотрите фото ниже).

В одном случае (при заземлении) для получения цепочки стекания тока пробоя применяется отдельное заземляющее устройство, снижающее потенциал на корпусе прибора до безопасного уровня. Для «срабатывания» системы зануления тот же корпус электрически соединяется с нейтралью питающей сети.

Токопроводящие части электроустановок подлежат заземлению или занулению во всех случаях, когда защищаемое оборудование работает в помещениях повышенной опасности (с большой запыленностью и высоким уровнем влажности). Специалистам, занимающимся вопросами его защиты важно четко представлять себе отличие этих двух понятий. Кроме того им потребуется хорошо разбираться в том как правильно сделать контур заземления для данного образца оборудования.

Периодичность проверки

Для проверки текущего состояния ЗУ согласно требованиям ПУЭ проводятся периодические испытания заземляющих контуров. Они позволяют убедиться в соответствии их параметров (сопротивления стеканию тока, в частности) установленным нормативам.

Дополнительная информация: Для контроля текущего состояния ЗУ используются специальные измерительные приборы, подключаемые к нему по особым схемам.

В ПУЭ также оговаривается, что периодичность проверки (испытаний) действующих систем зависит от класса самого проводимого обследования. Так, визуальные осмотры заземляющих конструкций должны проводиться не реже одного раз в полгода. Если та же процедура сопровождается выборочным вскрытием почвы в вызывающих подозрения местах – проверки проводятся не реже раза в 12 лет. Нормы и сроки проверок для различных конструкций заземляющих устройств могут несколько отличаться от рассмотренных показателей (смотрите монографию Р. Н. Карякина под тем же названием).

В заключение отметим, что после ознакомления с предложенным материалом заинтересованный пользователь сможет четко представить себе, для чего нужно заземление и как оно обустраивается. Знание всех тонкостей этого вопроса поможет ему уберечь себя и своих близких от опасности поражения электрическим током. Кроме того, умение разбираться в них обеспечит сохранность эксплуатируемого на объекте электрооборудования.

Нажмите, пожалуйста, на одну из кнопок, чтобы узнать помогла статья или нет.

IV. Заземление передвижного и переносного электрооборудования

Для обеспечения нормальной работы электроустановок и защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током, применяют заземление. При отсутствии или неверно смонтированной системе заземления, возрастает опасность выхода оборудования из строя и поражения электрическим током человека. Согласно нормативной документации, все электродвигатели должны быть заземлены. Корпус соединяется с системой заземления с помощью проводника, подключенного к контуру заземления. Исключение составляют двигатели, смонтированные на металлической основе, которые заземлены через станину или имеют контакт с землей посредством металлических штырей. В этой статье мы расскажем читателям сайта Сам Электрик, как выполняется заземление электродвигателей по ПУЭ и что еще важно знать об этом мероприятии.

Важное правило

Согласно ПУЭ заземление двигателя делается отдельным проводником. При этом запрещается последовательное соединение электродвигателей с контуром, как показано на схеме снизу:

При повреждении контура, электродвигатели, подключенные после обрыва, становятся потенциально опасными из-за отсутствия заземления. Возникает опасность выхода оборудования из строя. А некорректная работа защиты подвергает персонал опасности. Поэтому такое соединение недопустимо.

Защитное и рабочее заземления

Защитное заземление спасает людей от электрошока, а включенную в сеть аппаратуру от выхода из строя при пробое какого-либо электроприбора на корпус. При наличии молниеотвода – также при ударе молнии.

Рабочее заземление при электрическом ЧП выполняет роль защитного, но оно же обеспечивает нормальную работу электрооборудования. Постоянное рабочее заземление применяется только в промышленном оборудовании. Для бытовой техники считается достаточным заземление через евророзетку. Но в реальных условиях кое-что из «бытовухи» полезно все же заземлить наглухо:

1. Стиральную машину. У нее большая собственная электрическая емкость, и во влажном помещении вполне исправная машина, даже включенная в надежно заземленную евророзетку, может безвредно, но ощутимо «щипаться».
2. Микроволновая печь. В ней, как известно, работает источник СВЧ – магнетрон большой мощности. При плохом контакте в розетке микроволновка может «сифонить» на опасном для здоровья уровне. На многих микроволновках сзади можно увидеть винтовую клемму под отдельный заземлитель, причем инструкция об этом стыдливо умалчивает: наличие такой клеммы переводит устройство из разряда бытовой техники в промышленное оборудование. А так – ну, это такой декоративный элемент.
3. Электродуховка и индукционная плита (варочная поверхность). Внутренняя проводка в них работает в тяжелых условиях, мощность же велика, так что высока и вероятность пробоя.
4. Настольный компьютер. Его импульсный блок питания (ИБП) компактности ради устроен так, что нормальную рабочую утечку дает побольше стиралки. От таких плавающих потенциалов на корпусе и производительность снижается, и «глюков» добавляется, и скорость интернета падает. Наглухо заземлить компьютер можно за любой крепежный винт сзади.

У автора этих строк скорость беспроводного интернета после правильного заземления компьютера возросла с 17,8 кбит/с до 310 кбит/с (!).

Какие системы заземления существуют

Существующие системы, позволяют эффективно защитить электродвигатели, другое оборудование и обслуживающий персонал в аварийной ситуации. Они различаются количеством проводников и схемой соединения. Регламентирующим документом является ПУЭ гл. 1.7. правил устройства электроустановок. Системы заземления отличаются схемой соединения и количеством проводников.

По ПУЭ они обозначаются латинскими буквами:

• Т — заземление;
• N — подключение к нейтрали;
• I — изолирование;
• С — объединение функционального и защитного проводов;
• S — разделение по всей сети функционального и защитного проводников.

Согласно ГОСТ Р50571.2-94 нулевым проводам присвоены латинские буквы. Они имеют значения:

• N — функциональный ноль;
• PE — защитный ноль;
• PEN — объединение защитного и функционального ноля.

Выделяют основные системы заземления. Это TN-C, TN-C-S, TN-S, TT и IT:

• В трехфазных четырехпроводных и однофазных двухпроводных линиях используется TN-C. Характеризуется объединенным нулевым проводником с заземляющим. Т.е. от трансформатора до потребителя они идут одним проводником. Это является существенным недостатком. Применялась в старых постройках. В новостройках не применяется.
• TN-C-S система отличается тем, что защитный и нейтральный проводники идут одним совмещенным проводом от трансформатора до распределительного щита, где происходит их разделение. Согласно ПУЭ, монтируется дополнительное устройство заземления.
• В схеме TN-S защитные и нулевые проводники от трансформатора до потребителя идут раздельными проводами.
• отличается тем, что трансформатор подстанции и потребитель имеют собственную систему заземления, которые не связаны друг с другом. Применяют для подключения мобильных электроустановок.
• — особенностью данной системы является изолирование нейтрали от земли или ее соединение через элементы с высоким сопротивлением. Позволяет существенно уменьшить токи утечки на корпус. Применяется в электроустановках, работающих в условиях повышенной опасности. Например, во взрывоопасной зоне.

На принципиальной схеме снизу показаны описанные заземляющие системы.

ПУЭ (глава 1.7 часть 1 общие требования пункт 1.7.33) обязывает заземлять оборудование, питающиеся от сети переменного тока напряжением 42 В и выше, а также электродвигатели постоянного тока напряжением 110 В и выше, в обязательном порядке.

Обслуживающий персонал должен знать, как осуществляется заземление корпусов электродвигателей и для чего оно выполняется.

На рисунке снизу показан двигатель и место подключения заземления:

Отсутствие или неправильно смонтированная система заземления приводит к поражению электрическим током обслуживающий персонал или выход оборудования из строя. Это иллюстрирует рисунок снизу:

Рисунок показывает, как протекает ток через тело человека при наличии заземлителя и при его отсутствии.

В случае пробоя обмотки двигателя (рисунок справа), происходит короткое замыкание, в результате чего на корпусе появляется напряжение, которое не превышает допустимого. Срабатывает схема защиты, и оборудование обесточивается.

При отсутствии заземлителя, на корпусе появляется опасное напряжение, что приводит к летальному исходу обслуживающего персонала (рисунок слева).

Электрикам следует знать, как правильно заземлить электродвигатель. Для этого проводник подключают к заземлителю. Только после этого его соединяют с оборудованием. Нарушать эту последовательность запрещено.

Как рассчитать заземляющее устройство

• При расчете заземляющего проводника следует определить переходное сопротивление растекания тока на землю непосредственно с заземляющего устройства. В соответствии с использованием специальных формул при предварительных расчетах учитывается коэффициент проводимости в промерзающей почве, который берут в справочниках.

• После монтажа заземляющего устройства измеряют его сопротивление. При отклонении от нормативных показателей добавляют количество заземляющих устройств или корректируют проводимость самого грунта, внося в его состав соль, шлак или специальные химические реагенты.

• Кроме того, при расчете искусственного заземления сразу определяют процент естественного заземления и уже на основании данных расчетов проводят анализ количества искусственных заземлителей.

• Заземление следует сварить с металлической полосой или прутом и вмонтировать на глубину более полуметра, образуя общий контур. При расчете учитывается, что растекание одиночного заземлителя равно 22,7 Ом. Горизонтальные и вертикальные электроводы в виде соединительных полос включают параллельно.

• Для исключения взаимного экранирования расстояние между расположенными электродами должно быть больше их длины. Контур делают в виде прямоугольника, который охватывает электродвигатель по всему периметру. Если это сделать невозможно, контур монтируют выносным и присоединяют к внутреннему заземлению двумя или более полосами.

Для очень мощных электродвигателей заземление должно быть выполнено в соответствии с общей формулой:

Место установки заземления при работе на электродвигателе

Не менее важно монтировать переносные заземлители на электродвигатель при выполнении ремонтных или профилактических работ. Они монтируются на стационарном и передвижном оборудовании.

При этом обслуживающий персонал обязан:

1. Монтировать заземлители, если работы выполняются на электроприводе или оборудовании, приводимом им в движение, на котором возможно появление напряжения. Обслуживающий персонал обязан отключить его от питающей сети. Обеспечить защиту от повторного или ошибочного включения, соблюдая правила технических мероприятий. А у двухскоростных двигателей отключают и разбирают обе цепи обмоток.
2. При отключении питания допускается установка переносного заземлителя в любом месте, подводящего кабеля от РУ, щита управления, сборкой. Это должно быть видимое заземление.
3. Перед началом работ на оборудовании, способном вращаться за счет подсоединенных механизмов (вентиляторов, дымососов, насосов и т.д.), запорной арматуры (задвижек, шиберов и т.п.), механизмы запираются на замок. Или принимаются меры по их механической фиксации, а также затормаживаются роторы электродвигателей или рассоединяются сцепные муфты, например, конвейеров.
4. Вывешиваются соответствующие таблички, а персонал обязан использовать индивидуальные меры защиты.

На фото снизу показано переносные заземлители:

При отсутствии стандартного устройства, допускается использовать провода в качестве переносного заземлителя, сечение которых не должно быть меньше питающего кабеля.

Организации производящие ремонтные работы имеют подробные инструкции по технике безопасности, в которых детально изложены этапы подготовки рабочего места и методы проведения ремонта, учитывающих специфику оборудования и производства.

Зачем несколько заземлителей?

Одним заземлителем нельзя обойтись, потому что земля – проводник нелинейный. Ее сопротивление сильно зависит от приложенного напряжения и площади контакта с заземлителем. У одного заземлителя площадь поверхности слишком мала, чтобы обеспечить надежную защиту. Между двумя заземлителями, разнесенными на 1-2 м, возникает потенциальная поверхность, и эффективная площадь контакта с землей возрастает в сотни раз. Но разносить заземлители слишко далеко нельзя: потенциальная поверхность разорвется, и останется просто два заземлителя. Оптимальное расстояние между заземлителями в рыхлом грунте вне зоны вечной мерзлоты – 1,2 м.

Особенности подключения

При проектировании и монтаже любой заземляющей системы основное внимание должно уделяться обеспечению высокой надежности болтовых сочленений и сварных контактов между отдельными её составляющими. Поскольку такие конструкции рассчитаны на длительную эксплуатацию – необходимо минимизировать возможные механические нагрузки на них, а также обеспечить надёжную защиту металлических поверхностей от коррозии.

При монтаже защитного заземления в условиях домашней разводки, прежде всего, необходимо определиться с устройством подводящих питающих линий.

Дело в том, что в домах старой застройки, построенных до 2003 года, нормативными требованиями не предусматривалось наличие в питающей цепи отдельной заземляющей жилы. В таких домах на стороне потребителя (у распределительного щитка) в подводящей проводке имеется всего лишь 2 провода – «фазный» и «нулевой».

Причём последний представляет собой совмещённую нулевую рабочую (PE) и нулевую защитную (N) жилы и согласно международному стандарту обозначается как PEN. Для монтажа заземления в таких домах проводник PEN намеренно расщепляется на две составляющие, после чего отдельная жила N используется в качестве шины заземления. Понятно, что созданная таким образом искусственная конструкция лишь частично соответствует требованиям нормативов, поскольку в многоквартирном доме не удаётся организовать повторное заземление.

В домах современной застройки в подводящей проводке должна иметься ещё одна (третья) жила, предназначенная специально для подключения заземляющего провода электрооборудования и бытовых приборов. При этом общий проводник PEN уже разделён на две отдельные жилы PE и N.

Пример на железнодорожном транспорте

Рассмотрим требования к монтажу заземления на железнодорожном транспорте (стационарные или тяговые электроустановки), указания по которым приводятся в инструкции ЦЭ-191. Согласно этому документу всё действующее электрооборудование должно быть надёжно защищено путём подключения заземляющего проводника к специальной шине.

Той же инструкцией оговаривается величина максимального сопротивления шины заземления, при которой токи утечки достаточны для того, чтобы защитные устройства успевали сработать и своевременно отключить аварийный участок контактной сети.

Отключение повреждённой линии производится с помощью специальных фидерных выключателей, размещённых на тяговой подстанции и настроенных на требуемый ток отсечки (смотрите ПУЭ).

Особые требования предъявляются к конструкциям или агрегатам с повышенным риском попадания на них напряжения контактной сети (из-за пробоя изоляции или при случайном соприкосновении). Всё это оборудование должно иметь надёжное электрическое соединение с основной тяговой или рельсовой сетью.

Такому заземлению подлежат и все металлические конструкции, включая опоры контактной линии с закреплёнными на изоляторах проводами.

О молниеотводах

По ПУЭ объект, снабженный контуром заземления, обязательно должен оборудоваться и молниеотводом. Особенно необходим молниеотвод на даче. Дачные поселки и так места, предпочтительные для ударов молний: ведь дачники, стараясь снабдить себя водой, копают колодцы, забивают скважины на воду, прокладывают водопроводные трубы неглубоко или вообще по поверхности почвы. Дачные же строения большей частью возводятся из горючих материалов, а пожарная охрана далеко, и грозу всегда сопровождает сильный ветер.

Известны случаи, когда целые дачные поселки выгорали от удара молнии. И если на пожарище обнаружится контур заземления, но не найдется остатков молниеотвода, и властям, и соседям виновника долго искать не нужно.

Простейший молниеотвод – две заостренных арматурины, торчащие вверх от концов конька крыши на 1,2–1,5 м. С контуром они соединяются стальной проволокой не менее 6 мм, или стальной же шиной 15х3 мм, или полосой из нескольких слоев оцинковки, набранной до нужного сечения – 45 кв.мм.

Шина молниеовода не должна быть шире 60 мм, иначе при ударе молнии произойдет разбрызгивание плазмы, последствия которого разрушительны. Попросту говоря, слишком широкая шина сработает как своего рода антенна, не отводящая молнию в землю, а распространяющая ее в стороны.

Все детали молниеотвода соединяются только сваркой. Слоеную шину нужно по краям проварить прихватами с шагом 50-60 см с захватом всех слоев.

Правила работы с переносными видами

Перечисленные схемные решения относятся к разряду стационарных заземлений, привязанных к конкретному месту. Однако в ряде случаев (для проведения ремонтных работ на отключённых сетях, например) может потребоваться монтаж временных или переносных приспособлений, в основу работы с которыми заложен принцип наложения заземления.

Переносные конструкции изготавливаются в виде оголённой медной жилы, имеющей на одном из своих концов забиваемый в землю металлический штырь, а с другой – специальную медную струбцину, служащую для подсоединения к заземляемой шине.

Некоторые модели переносных или временных устройств защиты вместо штыря имеют ещё одну струбцину, обеспечивающую надёжный контакт с заземляющей конструкцией (заземлителем).

Потребность в переносном заземлении этого класса объясняется необходимостью предупредить появление на обслуживаемом участке питающей цепи опасного напряжения, включённого по ошибке или случайно.

Правила монтажа этих накладных конструкций строго регламентированы действующими руководствами по обустройству заземлений. Ниже приведён перечень основных моментов, на которые следует обратить внимание в процессе работы с ними:

Снятие или разборка конструкции временного заземления осуществляется в обратной последовательности.

Заземление электроустановок – как его делать правильно?

Работа электрических приборов всегда связана с таким опасным для человека явлением, как напряжение. Выход из строя оборудования часто сопровождается короткими замыканиями, либо возникновением перегрузок.

Электрический ток, в результате неисправности оборудования, может проходить через непредназначеннуюо для этого часть. От прикосновения к корпусу оборудования под напряжением человек получает удар электрическим током. Последствия могут нанести вред здоровью и поставить угрозу для жизни человека.

Для защиты электроустановок от поломок, а человека от опасного воздействия электрического тока применяют заземление. Заземление электроустановок осуществляется за счет электрического соединения с землей или иными элементами металлических частей, не предназначенных для проведения тока.

Заземление оборудования может быть двух видов:

• Защитное заземление — специальное присоединение оборудования с устройством заземления. Целью этой меры является ограничение человека от опасного воздействия при контакте с корпусом прибора.
• Зануление — подсоединение элементов оборудования с заземленной нейтралью с нулевым проводом. Зануление способствует отключению оборудования при возникновении неисправностей в его работе.

Защитное заземление включает в свою конструкцию сам заземлитель, а также проводники. В свою очередь заземлители могут быть естественными и искусственными. К первым относят металлические элементы в конструкции зданий, объектов, которые имеют соединение с землей.

Искусственными являются схема из металлических труб, штырей, уголков, ввинченных в землю и имеющие между собой соединение из полос или проволоки.

Заземляющими проводниками выступают шины из стали или меди, они создают соединение между оборудованием и непосредственно заземлителем. Крепят шины болтами или сварочным способом.

Заземление электродвигателя

Установка электродвигателя по всем нормам и правилам требует проведения работ по заземлению. Для этого проводят расчеты сопротивления тока, которое переходит с двигателя в землю.

После завершения монтажа оборудования, делают замеры сопротивления, на основе полученных данных определяется число заземляющих элементов.

К заземлению электродвигателя приваривают металлические пруты и углубляют в землю на 50 см. Соединительные элементы, электроводы, подключают параллельно. Заземляющий контур делают по периметру, так чтобы охватить двигатель.

Заземление электроустановок

Осуществление мер по созданию безопасных условий для эксплуатации оборудования и проведения заземляющих мероприятий регулируется сводом «Правила устройства электроустановок», утвержденное Министерством энергетики РФ от 8 июля 2002 года.

Документ определяет основные системы заземления. Рассмотрим варианты, установленные ПУЭ заземления установок подробно:

• Заземление TN-C — применяются для трехфазных четырёхпроводных и двухпроводных сетей с одной фазой. Система заземления сетей осуществляется на давних сооружениях, отличается своей простотой и недорогим исполнением. Безопасность такой системы не высока.
• Заземление TN-C-S — используют для реконструкции системы TN-C на старых зданиях. Благодаря такому типу заземления возможно установка компьютерного оборудования и телекоммуникаций. В системе TN-C-S нулевые и защитные проводники используется только на части общей системы, чаще всего на вводном приборе. Применение такой системы очень важно для переоборудования большого сектора устаревших сетей объектов и зданий.
• Заземление TN-S — распространенная схема для европейских стран. В ней нулевые рабочие и защитные стержни размещены порознь. Все части электроустановок обладают собственными нулевыми проводниками для защиты. Такая комплектация понижает возможность появления электромагнитных помех. Если схема заземления оснащена пристроенным трансформатором, то это позволяет не применять повторное заземление и снизить к минимуму все возможные помехи.
• Заземление TT — система предполагает прямую связь трансформаторной подстанции, необходимых частей для заземления с землей. Элементы электроустановки здания или объекта соединяется с землей напрямую через заземлитель. Он, в свою очередь, не зависит от заземляющих элементов нейтрали подстанции.
• Заземление IT — система создает изоляцию для нейтрали источника питания от земли, а также может быть заземлена путем использования устройств с большим показателем сопротивления. Доступные части, способные к проведению напряжения, заземлены. Возможная утечка незначительна и не сказывается на функционировании всего оборудования. Схема применима для электроустановок объектов с высокими требованиями к уровню безопасности.

Данные системы заземления отличаются принципом построения и количественным применением заземляющих стержней. Буквы характеризует заземление источника питания и элементов оборудования.

Для источников обозначением является первая буква, для электроустановок вторая:

• Т — соединение нейтрали источника питания с землей.
• I — изоляция элементов пропускающих ток.
• Т — для электроустановок, соединение частей с землей.
• N — связь между частями установки и точек заземления источника питания.
• Буквенное обозначение C характеризует принцип устройства проводников, которое создается объединяющим стержнем заземления.
• S — способ устройства формируется отдельными проводниками.

По ПУЭ перечисленные способы заземления электроустановок применяется для устройств с напряжением до 1000 В. Для систем с выше 1000 В применяются иные системы заземления.

Заземление электроустановок регламентируется ГОСТом, в зависимости от типа оборудования.

Для зданий применяется действующий стандарт от 2000 года «Электроустановки зданий», в котором сформулированы основные положения по проведению мер заземления оборудования. ГОСТ применим ко всем электроустановкам зданий, используемых во всех секторах экономики государства.

Заземление установок на промышленных предприятиях

Производственные предприятия сталкиваются с такой ситуацией, когда напряжение в корпусе поврежденного агрегата проявляется не только между открытыми частями и землей, но между корпусами разных приборов, корпусом и металлическими составляющими здания, трубопроводами из металлических материалов и другие соприкосновения.

В этом случае на промышленном предприятии должна быть установлена целая система заземления, охватывающая и связывающая между собой элементы оборудования, которые могут проводить ток, и металлические части технологических оборудований и здания в целом. Эти мероприятия позволят уровнять потенциалы всех элементов цехов.

Таким образом совершается заземление станков в цеху под одной системой. Также к заземлению подключаются технологическое оборудование, чтобы избежать аварийных ситуаций с нахождением их частей под напряжением.

Защитное заземление может не выполняться на приборах с номиналом напряжения 42 В для переменного тока, для постоянного тока показатель должен составлять 100 В.

Заземлению на промышленных предприятиях подлежат корпуса машин, станков, агрегата, обмотки, приводы, каркасы, конструкции из металла, оболочки силовых кабелей, проводов.

Защита передвижных установок

Рассматриваемые ранее методы применимы к стационарному оборудованию. Заземление передвижных электроустановок выполняет с учетом требований к сопротивлению или к напряжению. Заземлитель устанавливается за счет соблюдений значений сопротивления, которые не должны быть более 25 Ом.

В некоторых случаях возможно не использование местного заземляющего устройства для оборудования с автономным питанием с нейтралью изолированной от земли.

Чаще всего применяется для оборудования, которое не питает другие установки, а также когда источники питания имеют свои заземлители и все части электроустановки соединены с корпусом источника питания.

Оборудование с автономными источниками питания и изоляцией для нейтрали должны быть оснащены контролем сопротивления изоляции. Также необходим постоянный доступ для осуществления проверочных работ исправности функций изоляции.

Установка и безопасность

Разнообразие электроустановок и условий по их эксплуатации создает большое количество вариаций, связанных с монтажом оборудования, ремонта и правил по работе с приборами и агрегатами.

Использование электроустановок в работе промышленных предприятий, организаций, электросистем зданий и объектов должно соответствовать стандартам и правилам и давать гарантию электробезопасности.

Существующие меры позволяют избежать нежелательных пробоев, поломок оборудования, создания аварийных ситуаций, а также ситуаций с угрозой здоровью и жизни человека.

Заземление и применяемые защитные меры электробезопасности должны быть осуществлены в соответствии с требований нормативных актов, правил требований, стандартов.

Все существующие способы заземления электроустановок можно объединить выполнением условий по соединению частей и элементов электроустановок, которые могут проводить ток и быть под напряжением, с заземляющим проводником в виде шины и контуром заземления.

Заземление проводится для всех составных частей, которые могут при пробое изоляции оказаться под действием напряжения. Для различных зданий, предприятий может проводиться заземление одной установки, а в некоторых случаях объединение всех компонентов одного цеха для заземления.

Последний вариант используется, чтобы обезопасить от пробоя различные установки и станки, технологическое оборудование, которые могут соприкасаться и взаимодействовать.

Работы по осуществлению заземлений электроустановок должны совершаться высококвалифицированными специалистами. От правильности совершения работ по монтажу заземления зависит работа всех электроустановок, которая влияет на функционирование всего здания или предприятия.

Неправильное исполнение заземления приводит к появлению напряжения в тех частях устройств, на которых оно не предусмотрено по правилам эксплуатации. Такая небезопасная работа оборудования может привести к остановке, поломке, а также привести все устройство в непригодное состояние.

Ущерб может заключаться не только в поломке установок и выхода из строя, но и создания аварийных ситуаций, которые могут повлечь порчу имущества и иного оборудования. Самым опасным является воздействие напряжение на человека — от проблем со здоровьем до летального исхода.

ООО «ГОРИНКОМ» выполняет полный комплект услуг по заземлению электроустановок для зданий и предприятий. Опытные квалифицированные сотрудники обеспечат надежность работ по заземлению оборудования.

Источник https://fishkielektrika.ru/zazemlenie-elektroustanovok

Источник https://rentps3.ru/montazh/zazemlenie-peredvizhnyh-elektroustanovok.html

Источник https://www.gorinkom.ru/elektrika/zazemlenie/zazemlenie-elektroustanovok-kak-ego-delat-pravilno.html