Защитные меры: заземление

План

Введение…………………………………………………………………………3

1.Общие  требования к защитным мерам  безопасности……………………...6

2.Меры  защиты от прямого прикосновения  к токоведущим частям……….11

3.Меры  защиты при косвенном прикосновении  к токоведущим частям…..15

4.Заземляющие  устройства установок напряжением выше 1 КВ………….21

5.Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ……..26

Заключение……………………………………………………………………..28

Список  литературы…………………………………………………………….30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     В соответствии с ПУЭ для защиты людей от поражения электрическим током должна быть применена, по крайней мере, одна из следующих защитных мер: заземление, зануление, защитное отключение, разделительный трансформатор, малое напряжение, двойная изоляция, выравнивание потенциалов.

     Малым напряжением называется номинальное напряжение не более 42 В, изменяемое в электроустановках для обеспечения электробезопасности. Малые напряжения применяются для питания ручного инструмента и переносных ламп в любых помещениях, а также вне помещения. Кроме того, они применяются в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных для питания светильников местного стационарного освещения с лампами накаливания и светильников общего освещения обычной конструкции, если они размещены над полом на высоте не менее 2,5м.

     Двойной изоляцией электроприемника называется совокупность рабочей и защитной (дополнительной) изоляции, при которой  доступные прикосновению части  электроприемника не приобретают опасного потенциала при повреждении рабочей  или защитной изоляции.

     Разделяющими трансформаторами называются трансформаторы, предназначенные для отделения приемника энергии от первичной электрической сети и сети заземления (зануления). Разделительный трансформатор используется, как правило, для питания отдельных электропотребителей при эксплуатации их в особо опасных условиях (на старых площадках, в металлических резервуарах и т. п.). В этом случае питающая сеть оказывается короткой, с изолированной нейтралью и хорошей изоляцией. Следовательно, эта мера использует защитные свойства изоляции сети с изолированной нейтралью. При двухфазном прикосновении, естественно, разделительный трансформатор не обеспечивает безопасности.

     Выравнивание потенциала - метод снижения напряжения прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым возможно одновременное прикосновение или на которых или на которых может одновременно стоять человек. Выравнивание потенциалов осуществляется электрическим соединением металлических конструкций находящихся вблизи электроустановки, с ее корпусом, также формированием зоны растекания путем использования специальных заземляющих устройств.

     Защитное отключение - быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Из определения видно, что защитное отключение обеспечивает безопасность путем ограничения времени протекания через человека опасного тока. Защита осуществляется устройством защитного отключения (УЗО), которое постоянно контролирует условия поражения и осуществляет отключения сети или участка ее при их возникновении.

     Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпусе и по другим причинам (индуктивное влияние соединенных токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т. п.). Заземление служит для превращения замыкания на корпусе в замыкания на землю с целью снижения напряжения прикосновения и шага до безопасной величины. Это достигается путем изменения потенциала заземленного оборудования (за счет уменьшения сопротивления заземления), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).

     Защитное  заземление следует считать от рабочего заземления и заземления молниезащиты.

     Рабочее заземление - преднамеренное соединение с землей какой-либо точки токоведущих частей электроустановки, необходимое для обеспечения работы электроустановки (например, нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, дугогасящих аппаратов, реакторов поперечной компенсации в дальних линиях электропередачи, а также фазы при использовании земли в качестве фазного или обратного провода. Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановки в нормальных или аварийных условиях и осуществляется непосредственно или через специальные аппараты - пробивные предохранители, разрядники, резисторы и т.п.

     Заземление молниезащиты - преднамеренное соединение с землей молниеприемников и разрядников с целью отвода от них токов молнии в землю.

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

     Принцип действия зануления - превращения замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (т. е. между фазным и нулевым защитным проводникам) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную электроустановку от питающей сети.

1.Общие требования к защитным мерам безопасности

     Электроустановки  в отношении мер электробезопасности разделяются на:

• электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с глухозаземленной или эффективно заземленной нейтралью;
• электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор или резистор нейтралью;
• электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью;
• электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью.

       Токоведущие части электроустановки  не должны быть доступны для  случайного прикосновения, а доступные прикосновению открытые и сторонние проводящие части не должны находиться под напряжением, представляющим опасность поражения электрическим током как в нормальном режиме работы электроустановки, так и при повреждении изоляции.

     Для защиты от поражения электрическим током в нормальном режиме должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты от прямого прикосновения: основная изоляция токоведущих частей; ограждения и оболочки; установка барьеров; размещение вне зоны досягаемости; применение сверхнизкого (малого) напряжения (СНН).

     При необходимости для дополнительной защиты от прямого прикосновения  в электроустановках напряжением  до 1 кВ следует применять устройства защитного отключения (УЗО) с номинальным  отключающим дифференциальным током не более 30 мА.

     Для защиты от поражения электрическим  током в случае повреждения изоляции должны быть применены по отдельности  или в сочетании следующие  меры защиты при косвенном прикосновении: защитное заземление; автоматическое отключение питания; уравнивание потенциалов; выравнивание потенциалов; двойная или усиленная изоляция; СНН; защитное электрическое разделение цепей; изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.

     Меры защиты от поражения электрическим током должны быть предусмотрены в электроустановке или ее части либо применены к отдельным электроприемникам.

     Применение  двух и более мер защиты в электроустановке не должно оказывать взаимного влияния, снижающего эффективность каждой из них.

     Защиту  при косвенном прикосновении  следует выполнять во всех случаях, если напряжение в электроустановке превышает 50 В переменного и 120 В постоянного тока.

     При наличии специальных требований в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках выполнение защиты при косвенном  прикосновении должно выполняться при более низких напряжениях.

     Защита  от прямого прикосновения не требуется, если электрооборудование находится  в зоне системы уравнивания потенциалов, а наибольшее рабочее напряжение не превышает 25 В переменного или 60 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности и 6 В переменного или 15 В постоянного тока – во всех случаях.

     Для заземления электроустановок могут  быть использованы искусственные и  естественные заземлители. Если при  использовании естественных заземлителей сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимое значение, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве и допустимые плотности токов в естественных заземлителях, выполнение искусственных заземлителей в электроустановках до 1 кВ не обязательно. Использование естественных заземлителей в качестве элементов заземляющих устройств не должно приводить к их повреждению при протекании по ним токов короткого замыкания или к нарушению работы устройств, с которыми они связаны.

     Для заземления в электроустановках  разных назначений и напряжений, территориально сближенных, допускается применять  одно общее заземляющее устройство.

     Заземляющее устройство, используемое для заземления электроустановок одного или разных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок: защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции, условиям режимов работы сетей, защиты электрооборудования от перенапряжения и т. д. в течение всего периода эксплуатации.

     При выполнении отдельного (независимого) заземлителя для рабочего заземления по условиям работы информационного  или другого чувствительного  к воздействию помех оборудования должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции.

     Для объединения заземляющих устройств  разных электроустановок в одно общее заземляющее устройство могут быть использованы естественные и искусственные заземляющие проводники. Их число должно быть не менее двух.

     Требуемые значения напряжений прикосновения  и сопротивления заземляющих  устройств при стекании с них  токов замыкания на землю и токов утечки должны быть обеспечены при наиболее неблагоприятных условиях в любое время года.

     При определении сопротивления заземляющих  устройств должны быть учтены искусственные  и естественные заземлители.

     При определении удельного сопротивления земли в качестве расчетного следует принимать его сезонное значение, соответствующее наиболее неблагоприятным условиям.

     Заземляющие устройства должны быть механически  прочными, термически и динамически  стойкими к токам замыкания на землю.

    Для защиты от поражения электрическим  током при косвенном прикосновении  в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания.

    Питание электроустановок напряжением до 1 кВ переменного тока в случае недопустимости перерыва питания при первом замыкании на землю или на открытые проводящие части, связанные с системой уравнивания потенциалов, следует выполнять от источника с изолированной нейтралью с применением системы IT. В таких электроустановках для защиты при косвенном прикосновении при первом замыкании на землю должно быть выполнено защитное заземление в сочетании с контролем изоляции сети или применены УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. При двойном замыкании на землю должно быть выполнено автоматическое отключение питания.

    Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземленной нейтралью и с заземлением  открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к  нейтрали (система ТТ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО. При этом должно быть соблюдено условие:                                          

      R_а I_а £ 50 В,

    где I_а - ток срабатывания защитного устройства;

    R_a - суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников – заземляющего проводника наиболее удаленного электроприемника.

    Система IT напряжением до 1 кВ, связанная через трансформатор с сетью напряжением выше 1 кВ, должна быть защищена пробивным предохранителем от опасности, возникающей при повреждении изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений трансформатора. Пробивной предохранитель должен быть установлен в нейтрали или фазе на стороне низкого напряжения каждого трансформатора.

    В электроустановках напряжением  выше 1 кВ с изолированной нейтралью  для защиты от поражения электрическим током должна быть предусмотрена возможность быстрого обнаружения замыканий на землю. Защита от замыканий на землю должна устанавливаться с действием на отключение по всей электрически связанной сети в тех случаях, в которых это необходимо по условиям безопасности (для линий, питающих передвижные подстанции и механизмы, торфяные разработки и т.п.).   
 
 
 
 
 
 
 
 

2.Меры защиты от прямого прикосновения к токоведущим частям

     Основная изоляция токоведущих частей должна покрывать токоведущие части и выдерживать все возможные воздействия, которым она может подвергаться в процессе ее эксплуатации. Удаление изоляции должно быть возможно только путем ее разрушения. Лакокрасочные покрытия не являются изоляцией, защищающей от поражения электрическим током, за исключением случаев, специально оговоренных техническими условиями на конкретные изделия. При выполнении изоляции во время монтажа она должна быть испытана.

     В случаях, когда основная изоляция обеспечивается воздушным промежутком, защита от прямого  прикосновения к токоведущим частям или приближения к ним на опасное расстояние, в том числе в электроустановках напряжением выше 1 кВ, должна быть выполнена посредством оболочек, ограждений, барьеров или размещением вне зоны досягаемости.

     Ограждения  и оболочки в электроустановках напряжением до 1 кВ должны иметь степень защиты не менее IP 2X. Ограждения и оболочки должны быть надежно закреплены и иметь достаточную механическую прочность. Вход за ограждение или вскрытие оболочки должны быть возможны только при помощи специального ключа или инструмента либо после снятия напряжения с токоведущих частей.

     Барьеры предназначены для защиты от случайного прикосновения к токоведущим  частям в электроустановках напряжением  до 1 кВ или приближения к ним  на опасное расстояние в электроустановках напряжением выше 1 кВ, но не исключают преднамеренного прикосновения и приближения к токоведущим частям при обходе барьера. Для удаления барьеров не требуется применения ключа или инструмента, однако они должны быть закреплены так, чтобы их нельзя было снять непреднамеренно. Барьеры должны быть из изолирующего материала.

     При невозможности выполнения мер или их недостаточности, в помещениях, доступных квалифицированному персоналу, может быть применено размещение вне зоны досягаемости для защиты от прямого прикосновения к токоведущим частям в электроустановках напряжением до 1 кВ или приближения к ним на опасное расстояние в электроустановках напряжением выше 1 кВ. При этом расстояние между доступными одновременному прикосновению проводящими частями в электроустановках напряжением до 1 кВ должно быть не менее 2,5 м. Внутри зоны досягаемости не должно быть частей, имеющих разные потенциалы и доступных одновременному прикосновению.

     В вертикальном направлении зона досягаемости в электроустановках напряжением до 1 кВ должна составлять 2,5 м от поверхности, на которой находятся люди.

     Указанные размеры даны без учета применения вспомогательных средств (инструмента, лестниц, длинных предметов и  др.).

     В электропомещениях электроустановок напряжением до 1 кВ не требуется защита от прямого прикосновения при одновременном выполнении следующих условий:

• эти помещения отчетливо обозначены, и доступ в них возможен только с помощью ключа;
• обеспечена возможность свободного выхода из помещения без ключа, даже если оно заперто на ключ снаружи;
• минимальные размеры проходов обслуживания соответствуют требованиям к установке РУ в электропомещениях. Во всех случаях ширина проходов в свету должна быть не менее 0,8 м, высота проходов в свету не менее 1,9 м. Ширина прохода должна обеспечивать удобное обслуживание установки и перемещение оборудования. В отдельных местах проходы могут быть стеснены выступающими строительными конструкциями, однако ширина прохода в этих местах должна быть не менее 0,6 м.

     Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) в электроустановках напряжением до 1 кВ может быть применено для защиты от поражения электрическим током при прямом и/или косвенном прикосновениях в сочетании с защитным электрическим разделением цепей или в сочетании с автоматическим отключением питания.

    В качестве источника питания цепей  СНН в обоих случаях следует  применять безопасный разделительный трансформатор.

    Токоведущие части цепей СНН должны быть электрически отделены от других цепей так, чтобы  обеспечивалось электрическое разделение, равноценное разделению между первичной и вторичной обмотками разделительного трансформатора.

    Проводники  цепей СНН, должны быть проложены  отдельно от проводников более высоких  напряжений и защитных проводников, либо отделены от них заземленным  металлическим экраном (оболочкой), либо заключены в неметаллическую оболочку дополнительно к основной изоляции.

    Вилки и розетки штепсельных соединителей в цепях СНН не должны допускать  подключение к розеткам и вилкам других напряжений. Штепсельные розетки  должны быть без защитного контакта.

    При значениях СНН выше 25 В переменного  или 60 В постоянного тока должна быть также выполнена защита от прямого  прикосновения при помощи ограждений или оболочек, или изоляции, соответствующей  испытательному напряжению 500 В переменного тока в течение 1 мин.

    При применении СНН в сочетании с  электрическим разделением цепей  открытые проводящие части не должны быть преднамеренно присоединены к  заземлителю, защитным проводникам  или открытым проводящим частям других цепей и к сторонним проводящим частям, кроме случая, когда соединение сторонних проводящих частей с электрооборудованием необходимо, а напряжение на этих частях не может превысить значение СНН.

    СНН в сочетании с электрическим  разделением цепей следует применять, когда при помощи СНН необходимо обеспечить защиту от поражения электрическим током при повреждении изоляции не только в цепи СНН, но и при повреждении изоляции в других цепях (в цепи, питающей источник СНН, и др.).

    При применении СНН в сочетании с  автоматическим отключением питания один из выводов источника СНН и его корпус должны быть присоединены к защитному проводнику цепи, питающей источник.

    В случаях, когда в электроустановке применено электрооборудование  с наибольшим рабочим напряжением, не превышающим 50 В переменного или 120 В постоянного тока, такое напряжение может быть использовано в качестве меры защиты от прямого и косвенного прикосновения, если при этом соблюдены требования п.п. 6-7 настоящей статьи.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.Меры защиты при косвенном прикосновении к токоведущим частям

     Требования  защиты при косвенном прикосновении  распространяются на:

а) корпуса  электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т. п.;

б) приводы  электрических аппаратов;

в) каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемных или открывающихся частей, когда на последних установлено электрооборудование напряжением выше 50 В переменного или 120 В постоянного тока (если для конкретных электроустановок не предусмотрены более жесткие требования);

г) металлические  конструкции РУ, кабельные конструкции, кабельные муфты, оболочки и броню  контрольных и силовых кабелей, оболочки проводов, рукава и трубы  электропроводки, оболочки и опорные  конструкции шинопроводов (токопроводов), лотки, короба, струны, тросы и полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым проложены кабели с зануленной или заземленной металлической оболочкой или броней), а также другие металлические конструкции, на которых устанавливается электрооборудование;

д) металлические  оболочки и броню контрольных  и силовых кабелей и проводов на напряжения, не превышающие указанные  в ст. 3.1, п. 7 настоящего Федерального закона, проложенные на общих металлических конструкциях, в том числе в общих трубах, коробах, лотках и т. п., с кабелями и проводами на более высокие напряжения;

е) металлические  корпуса передвижных и переносных электроприемников;

ж) электрооборудование, установленное на движущихся частях станков, машин и механизмов.

     При применении в качестве защитной меры автоматического отключения питания  указанные открытые проводящие части  должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания в  системе TN и заземлены в системах IT и ТТ.

     При выполнении автоматического отключения питания в электроустановках напряжением до 1 кВ все открытые проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания, если применена система TN, и заземлены, если применены системы IT или ТТ. При этом характеристики защитных аппаратов и параметры защитных проводников должны быть согласованы, чтобы обеспечивалось нормированное время отключения поврежденной цепи защитно-коммутационным аппаратом в соответствии с номинальным фазным напряжением питающей сети.

     В электроустановках, в которых в  качестве защитной меры применено автоматическое отключение питания, должно быть выполнено  уравнивание потенциалов.

     В системе TN время автоматического отключения питания не должно превышать следующих значений:

    при номинальном фазном напряжении U_о, В …  127   220   380   >380

    время отключения, с ……………………………   0,8    0,4    0,2      0,1

    Приведенные значения времени отключения считаются  достаточными для обеспечения электробезопасности, в том числе в групповых  цепях, питающих передвижные и переносные электроприемники и ручной электроинструмент класса 1. В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 с.

    Допускаются значения времени отключения более  указанных, но не более 5 с, в цепях, питающих только стационарные электроприемники от распределительных щитов или щитков при выполнении одного из следующих условий:

    В системе IT время автоматического отключения питания при двойном замыкании на открытые проводящие части должно быть не более:

    при номинальном фазном напряжении U_о, В …  220   380   660   >660

    время отключения, с ……………………………   0,8    0,4    0,2      0,1

    Основная  система уравнивания потенциалов  в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части:

    а) нулевой защитный РЕ- или РЕN-проводник питающей линии в системе TN;

    б) заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и ТТ;

    в) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание (если есть заземлитель);

    г) металлические трубы коммуникаций, входящих в здание: горячего и холодного  водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п. (если трубопровод  газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания);

    д) металлические части каркаса  здания;