Монтаж заземляющих устройств и выполнение занулений

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение  образования

«Белорусский  Государственный Аграрный Технический  Университет» 
 

Кафедра практической

                                                                                                                   подготовки студентов 
 

Индивидуальное  задание на тему

«Монтаж заземляющих  устройств и выполнение занулений» 
 
 

                                                          Выполнил:

                                                                      Студент 2го курса

                                                          Группа 8эт

                                                                Курачёв М.М.

                                                                                                 Руководители практики от БГАТУ:

                                                            Селюк Ю.Н.

                                                             Довнар И.В.

                                                                                Руководитель практики

                                                                     от производства:

                                                                Воронов М.И. 
 

Минск 2011

Содержание

1. Введение
1. Краткая характеристика предприятия
2. Основная часть
1. Технология монтажа заземляющих устройств и выполнение занулений.
2. Защитное зануление, назначение и принцип действия.
3. Монтаж заземляющих устройств КТП.
4. Контур заземления. Монтаж защитного заземления. Заземление здания.
5. Контур заземления без применения глубинного заземлителя, протяженность вертикальных заземлителей 2-3 метра.
6. Монтаж защитного заземления с использованием модульного вертикального глубинного заземлителя, состоящего из омедненных стержней заземления, соединенных муфтами(глубинное заземление).
7. Монтаж заземлителей
3. Техника безопасности при монтаже заземляющих устройств и выполнении занулений

Краткая характеристика предприятия

КСУП «Комбинат  «Восток» производит овощи открытого  и закрытого грунта. Кроме овощей в хозяйстве занимаются производством  молока, выращиванием КРС, выращиванием грибов (Вешенка, Шиитаке), разведением рыбы, производством консервированных овощей, выращивание винограда и яблок.

 В структуру  совхоза входят:

- цех закрытого  грунта;

- цех открытого  грунта;

- сад;

- виноградник;

- 3 молочно-товарных фермы;

- 1 ферма по выращиванию  КРС; 

- овощесушильный  завод;

- грибной цех;

- засолочный цех;

- озеро; 

- 2 МТП; 

- 3 базы хранения;

- цех деревообработки; 

- швейный цех; 

- жилищно-коммунальный  фонд;

- товаропроводящая  сеть. 
 
 
 
 

2.1 Технология монтажа заземляющих устройств и выполнение занулений

Защитное заземление - это преднамеренное соединение с  землей металлических частей электроустановки, не находящихся под напряжением (рукояток приводов разъединителей, кожухов  трансформаторов, фланцев опорных  изоляторов, корпусов измерительных  трансформаторов и т.п.). 

Монтаж заземляющих  устройств состоит из следующих  операций: установки заземлителей, прокладки заземляющих проводников, соединения заземляющих проводников друг с другом присоединения заземляющих проводников к заземлителям и электрооборудованию.  Вертикальные заземлители из угловой стали и отбракованных труб погружают в грунт забивкой или вдавливанием, из круглой стали — ввертыванием или вдавливанием. Эти работы выполняют с помощью механизмов и приспособлений, например: копра (забивка в грунт), приспособления к сверлилке (ввертывание в грунт стержневых электродов), механизма ПЗД-12 (ввертывание в грунт электродов заземления).

Для устройства заземления наиболее распространены электрозаглубители, имеющие стандартную электросверлилку и редуктор, понижающий частоту вращения ниже 100 об/мин и соответственно увеличивающий крутящий момент на ввертываемом электроде. При пользовании этими заглубителями к концу электрода приваривают наконечник-забурник, обеспечивающий рыхление грунта и облегчающий погружение электрода. Выпускаемый промышленностью наконечник представляет собой заостренную на конце и изогнутую по винтовой линии стальную полосу шириной 16 мм. В монтажной практике применяются и другие типы наконечников для электродов.

При устройстве заземления вертикальные заземлители должны закладываться на глубину 0,5 - 0,6 м от уровня планировочной отметки земли и выступать от дна траншеи на 0,1 - 0,2 м. Расстояние между электродами 2,5 - 3 м. Горизонтальные заземлители и соединительные полосы между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи глубиной 0,6 - 0,7 м от уровня планировочной отметки земли.

Все соединения в  цепях заземлителей выполняют сваркой внахлестку; места сварки покрывают битумом во избежание коррозии. Траншею роют обычно шириной 0,5 и глубиной 0,7 м. Устройство внешнего заземляющего контура и прокладку внутренней заземляющей сети производят по рабочим чертежам проекта электроустановки.

Вводы в здание заземляющих  проводников выполняют не менее  чем в двух местах. После монтажа  заземлителей составляют акт на скрытые работы, указывая на чертежах привязки заземляющих устройств к стационарным ориентирам.

Заземляющие магистральные  проводники прокладывают по стенам на расстоянии 0,5—0,10 м от поверхностей на высоте 0,4—0,6 м от уровня пола. Расстояние между точками крепления 0,6 —1,0 м. В сухих помещениях и при отсутствии химически активной среды допускается  прокладка заземляющих проводников  вплотную к стене.

 Заземляющие полосы  к стенам крепят дюбелями, которые  пристреливают строительно-монтажным  пистолетом либо непосредственно  к стене, либо через промежуточные  детали. Широко применяют также  закладные детали, к которым приваривают  полосы заземления. Пистолетом типа  ПЦ можно пристреливать детали  из листовой или полосовой  стали толщиной до 6 мм в основания  из бетона (марки до 400), кирпича  и др.

 В сырых, особо  сырых помещениях и в помещениях  с едкими испарениями (с агрессивной  средой) заземляющие проводники  приваривают к опорам, закрепленным  дюбелями-гвоздями. Для создания  зазора между заземляющим проводником  и основанием в таких помещениях  используют штампованный держатель  из полосовой стали шириной  25 - 30 и толщиной 4 мм, а также кронштейн  для прокладки круглых заземляющих  проводников диаметром 12 - 19 мм. Длина  нахлестки при сварке должна  быть равна двойной ширине  полосы для прямо угольных полос или шести диаметрам для круглой стали.

 К трубопроводам  заземляющие проводники присоединяют  при наличии на трубах задвижек  или болтовых фланцевых соединений  выполняют обходные перемычки. 

 Части электроустановок, подлежащие заземлению, присоединяют  к заземляющим магистралям отдельными  ответвлениями. Стальные заземляющие  проводники присоединяют к металлоконструкциям  сваркой, к оборудованию - под  возможно, сваркой. заземляющий болт или, где проводники присоединяют к медными проводниками с креплением проволочным бандажом и пайкой. Вокруг подстанции обычно делают общий заземляющий контур, к которому приваривают заземляющие проводники внутренней части подстанции. Отдельные элементы электрооборудования присоединяют к заземляющим проводникам параллельно, а не последовательно, иначе при обрыве заземляющего проводника часть оборудования может оказаться незаземленной.

На подстанциях  заземляют все элементы электрооборудования  и металлические конструкции. Силовые  трансформаторы заземляют гибкой перемычкой, изготовленной из стального троса. Перемычку с одной стороны  приваривают к заземляющему проводнику, с другой - присоединяют к трансформатору с помощью болтового соединения. Разъединители заземляют через  раму, плиту привода и опорный  подшипник; корпус вспомогательных  контактов — присоединением к  шине заземления.

 Если разъединители  и приводы смонтированы на  металлических конструкциях, то  заземление выполняют путем приваривания  к ним заземляющего проводника.

 Предохранители  на 6 - 10 кВ заземляют путем присоединения  заземляющего проводника к фланцам  опорных изоляторов, раме или  металлической конструкции, на  которой они установлены. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2 Защитное зануление, назначение и принцип действия.

В настоящее время  существует несколько различных  систем электроснабжения потребителей напряжением до 1000 В, однако в Беларуси основной в данном случае является система с глухо заземленной нейтралью. Именно такая система используется в каждом нашем доме.

При кажущейся сложности  названия все предельно просто. В  такой системе нейтральная точка  трансформатора на подстанции имеет  непосредственное соединение с землей. Основной мерой защиты от случайного попадания под напряжения в данном случае служит защитное зануление, то есть специальное соединение любой металлической части бытового электроприбора с нейтралью трансформатора.

Поскольку, как и  было отмечено выше, в таких системах нейтраль глухо соединена с землей то по сути своей защитное зануление не что иное, как одна из разновидностей заземления.

Розетка с заземляющим контактом

В каждой розетке  при правильно выполненной в  доме электропроводке имеется заземляющий  контакт. Именно через него при включении электроприбора соединяется его корпус с нейтральной точкой трансформатора.

Суть работы защитного  заземления заключается в следующем. Нормативные документы регламентируют допустимое время отключение поврежденной линии при коротком замыкании  не более 0,4 секунд. Именно за это время, как считается, человек имеет  все шансы остаться в живых  при попадании под напряжение.

При выполнении защитного  зануления значительно снижается сопротивление петли «фаза-ноль» и обеспечивается достаточное значение тока короткого замыкания для срабатывания аппарата защиты (предохранитель или автоматический выключатель) за время не более 0,4 секунд.

При отсутствии защитного  зануления, ток короткого замыкания за счет высокого сопротивления может оказаться недостаточным для срабатывания защиты и поврежденный бытовой прибор может надолго оказаться под опасным для человека напряжении.

Как правило для  выполнения занулений используется третья жила провода, либо отдельно проложенный медный проводник сечением не менее 4 мм.кв.

Кроме того, в сетях  с глухозаземленной нейтралью категорически запрещается выполнять заземление бытовых приборов на отдельный контур заземления, не связанный с нейтральной точкой трансформатора. Например, просто соединив заземляющий контакт розетки с самостоятельно вбитым под окном металлическим стержнем.

Защитное  зануление 

То же самое и  касается попыток «заземления» на систему  отопления или водоснабжения  квартиры. В этом случае ток короткого  замыкания может оказаться достаточно низким за счет того, что земля и  дополнительный контур заземления (как  правило самодельного производства) имеют значительно большее сопротивление нежели специальный нулевой защитный проводник.

В целом можно  сказать, защитное зануление играет огромную роль в обеспечении электробезопасности, а качеству и правильности его выполнения следует уделять максимум внимания. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3 Монтаж заземляющих устройств КТП

В четырехпроводных сетях трехфазного переменного тока напряжением 380/220 В в соответствии с режимом работы системы нейтраль трансформатора заземляют. Условия безопасного обслуживания требуют также заземлять все металлические нетокопроводящие части электроустановок путем присоединения их к заземляющему устройству. Связь между заземлителем у электроприемников и нейтралью трансформатора осуществляется с помощью нулевого рабочего провода, который прокладывают на тех же опорах, что и фазные провода. Нулевой рабочий провод (далее – нулевой провод) заземляют у ТП и повторно в линии электропередачи.

 Повторные заземления  нулевого провода выполняют в  конце воздушных линий и ответвлений  длиной более 200 м. И на вводах  в здания, электроустановки в  которых подлежат заземлению. Если  установки, подлежащие заземлению, размещаются вне зданий, то расстояние  от этих установок до повторных  заземлений нулевого провода  или заземления нейтрали источника питания не должно превышать 100 м. Более частые заземления устраивают для защиты от грозовых перенапряжений.

 Сопротивление  заземляющих устройств нормируют  в соответствии с номинальным  напряжением электроустановки и  удельным сопротивлением грунта (независимо от мощности трансформатора). Для источников трехфазного переменного  тока напряжением 380/220 В сопротивление заземляющих устройств в любое время года не должно превышать 4 Ом. Это значение необходимо обеспечивать использованием в первую очередь естественных заземлителей и учетом повторных заземлений нулевого провода двух и более отходящих от ТП воздушных линий напряжением 0,4 кВ. При этом сопротивление заземлителя в непосредственной близости от ТП не должно превышать 30 Ом.

 Итак, при монтаже  заземляющих устройств необходимо  контролировать два значения  сопротивлений: заземлителя в непосредственной близости от ТП и заземляющего устройства, учитывающего использование естественных заземлителей и заземлителей повторных заземлений нулевого провода ВЛ 0,4 кВ при двух и более отходящих линиях.  

 В электроустановках  напряжением 380/220 В общее сопротивление растеканию заземлителей всех повторных заземлений нулевого провода не должно превышать 10 Ом, а каждого из них – 30 Ом.

 Если удельное  сопротивление земли более 100 Ом м, то указанные выше значения  сопротивлений заземляющих устройств  и повторных заземлений нулевого  провода могут быть увеличены  в р/100 раз (но не более чем в 10 раз), где р – удельное сопротивление земли, Ом м.

 Площадь сечения  проводников для повторных заземлений  нулевого провода принимают по условию длительного прохождения по ним тока не менее 25 А. Заземляющие проводники принятой площади сечения проверяют на механическую прочность и долговечность, сравнивая их с предельно допустимыми значениями.

 Электроды (заземлители) заготавливают в мастерских электромонтажных заготовок для вертикального, горизонтального или наклонного заглубления в грунт ввертыванием, вдавливанием, забивкой или закладыванием в готовые скважины. Способы заглубления электродов в грунт зависят от их конструкции (круглые, уголковые) и наличия механизмов в монтажных управлениях.

 Вертикальные  заземлители, особенно глубинные, входят в более глубокие слои земли, где почва менее подвержена промерзанию и высыханию, и имеют меньшее сопротивление растеканию заземлителей. Для заземляющих устройств используются преимущественно вертикальные электроды из стальных стержней или уголков. Электроды круглого сечения самые экономичные и долговечные. Их диаметр принимают в зависимости от плотности грунта и глубины погружения: до 4 м. – диаметр электрода 10 – 12 мм., до 5 м. – 12 – 14 мм.

 Сопротивление  растеканию тока мало зависит  от площади сечения электрода.  Поэтому, экономя металл, нужно  изготавливать их меньшей площади  сечения. 

 Электроды из  стальных уголков 40 Х 40 Х 4 мм. изготавливают длиной 2,5 – 3 м. С одним заостренным концом для лучшего заглубления в грунт. При отсутствии механизмов электроды из уголков погружают в грунт с помощью кувалды.  

 Для погружения  в грунт вертикальных заземлителей в непосредственной близости от трансформаторной подстанции (часто вдоль контура здания) роют траншею глубиной 0,6 – 0,7 м. Выемку грунта обычно производят механизмами, например многоковшовым экскаватором. Ширина траншеи не нормируется (0,2 – 0,25 м. удовлетворяет условиям производства в ней сварочных работ). Длину траншеи принимают в зависимости от числа погружаемых в грунт электродов, расстояние между которыми должно быть не менее длины электрода.

 При монтаже  заземлитель резким опусканием вбивают острием в дно траншеи, а затем с помощью механизма погружают в грунт. После заглубления в грунт верхний конец электрода должен выступать над дном траншеи не более чем на 0,1 – 0,2 м.

 Для заглубления  электродов промышленность выпускает  различные механизмы и приспособления  с электродвигателями (например, ПВЗ,  ПЗ-12), двигателями внутреннего сгорания  типа ПЗД и др.

 Отдельные вертикальные  электроды в траншее соединяют  между собой в общую магистраль  стальными прутками круглого  сечения диаметром 10 мм. или прямоугольного сечения не менее 12 Х 4 мм. сваркой. Все соединения выполняют внахлестку. К заземляющему устройству в противоположных точках приваривают два заземляющих проводника, которые вводят в здание подстанции и присоединяют к магистрали заземления сваркой.

 Заземлители и заземляющие проводники, находящиеся в земле, не окрашивают. Перед засыпкой траншеи визуально проверяют правильность выполнения сварных соединений, а их прочность – ударом молотка массой 1 кг. Затем составляют акт на скрытые работы и засыпают траншею грунтом, не содержащим камней и строительного мусора.

 Внутри помещения  ЗТП на высоте 0,4 м. т поверхности  пола прокладывают вдоль стен  внутреннюю магистраль заземления (пруток или полосу). Ее крепят  к закладным деталям, максимальное  расстояние между которыми принято  1 м. В сухих помещения заземляющие  проводники можно крепить непосредственно  к поверхности стен.

 Стальные заземляющие  проводники присоединяют к электрооборудованию  подстанций (силовому трансформатору, его нейтрали, камерам КСО, низковольтному щиту) болтовым зажимом, а к магистральному заземлителю – сваркой. К металлическим конструкциям подстанции (направляющим трансформатора, кронштейнам и т.п.) заземляющие проводники присоединяют также сваркой. Заземляющие проводники внутри помещения и вне помещения для защиты от коррозии окрашивают. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.4 Контур заземления. Монтаж защитного заземления. Заземление здания.

Монтаж заземления производится по нормам требований ПУЭ-глава 1.7 (Заземление и защитные меры электробезопасности), технического циркуляра (О заземляющих электродах и заземляющих проводниках).

 Монтаж заземлителей производится заводскими комплектующими из антикоррозийных материалов, предназначенных для устройств заземления и молниезащиты, производится измерение сопртивления заземления.

Заземлители монтируются в ряд или в виде какой-либо геометрической фигуры, в зависимости от удобства монтажа и используемой площади.

 В случаях,  когда требуемое сопротивление  заземления достигается единичным модульным глубинным заземлителем - существенно уменьшается объем земляных работ.

 Глубинный заземлитель представляет собой заземлитель, который, как правило, устанавливается перпендикулярно поверхности земли с достаточным заглублением. Модульный глубинный заземлитель состоит из соединенных между собой стежней заземления. Соединение стержней - при помощи муфты(резьбовое), штыревое.  

Заземление  электроустановки загородного дома:

- заземлитель присоединён к глухозаземлённой нейтрали источника питания - система TN;

- заземлитель независим от глухозаземлённой нейтрали источника питания - система ТТ.

Электроустановка - совокупность машин, аппаратов, линий, заземляющих и защитных устройств, а также вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных  для безопасного производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения  электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии. 
 

Заземление электроустановки загородного дома выполняется, как правило, присоединением заземлителя к PEN проводнику источника питания(повторное заземление PEN проводника) - система TN.

 Сединение PEN проводника с заземляющим проводником желательно не производить в электрощите внутри дома: в противном случае, в щите будет находиться неконтролируемый проводник, связанный с глухозаземлённой нейтралью источника питания и при аварийной ситуации с PEN проводником на питающей линии(прогорание, обрыв и т.п.), возможен вариант, когда через PEN проводник вводного кабеля будут запитаны другие потребители этой линии - что может привести к перегреву и разрушению проводника.

 Сопротивление  заземляющего устройства не должно  превышать наибольшего допустимого  значения: наибольшие допустимые  значения сопротивлений заземляющих  устройств.

 Использование  в качестве заземлителей так называемых "очагов заземления", "треугольников" и т.п., монтаж которых производился без замеров сопротивления измерительным прибором и не соблюдались требования к заземлителям и заземляющим проводникам - может привести к непредсказуемым последствиям. Тоже самое относится к проектам заземляющих устройств, особенно к расчётам, где значение удельного сопротивления грунта взято из таблиц, а не измерялось прибором с непосредственного места проведения работ.

 Когда условия  электробезопасности в системе заземления TN не могут быть обеспечены, заземление электроустановки дома выполняется заземлителем независимым от глухозаземленной нейтрали источника питания - система заземления ТТ. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с применением УЗО. При этом должно быть соблюдено условие: RaIDn ≤ 50 В, где Ra — суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника; IDn — номинальный отключающий дифференциальный ток(мА). Применение системы заземления TT без УЗО - ЗАПРЕЩЕНО. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.5 Контур заземления без применения глубинного заземлителя, протяженность вертикальных заземлителей 2-3 метра.

Заземлители контура монтируются в ряд или в виде геометрической фигуры, в зависимости от используемой площади. Для уменьшения экранирования расстояние между вертикальными заземлителями устанавливается равным длине заземлителя. Экранирование сказывается тем больше, чем ближе друг к другу расположены единичные заземлители.

 После заглубления  каждого вертикального заземлителя, производится поэтапный замер сопртивления измерительным прибором, единичных заземлителей монтируется такое количество при котором сопротивление заземляющего устройства не превышает наибольшего допустимого значения.

При одной и той  же длине и площади поперечного  сечения каждого заземлителя число вертикальных заземлителей в контуре заземления на отдельных участках может иногда существенно отличаться из-за различного удельного сопротивления грунта.

 Самый трудоемкий  мотаж и наибольший расход материалов - в местности с большим удельным сопротивлением грунта.

 Материалы и  размеры заземлителей и заземляющих проводников выбираются с учетом требований нормативных документов.

 Соединения элементов  заземляющих устройств, выполненных  из материалов с антикоррозионным  покрытием, выполняются с использованием  специальных соединителей.

 Соединения элементов  заземляющих устройств, выполненных  из черного металла, выполняются  сваркой. Срок службы заземлителей, выполненных из черного металла(труб, уголков и т.п.) меньше, чем у заземлителей с антикоррозионным покрытием.

Материалы устройства заземления объекта: вертикальный заземлитель (стержень) контура заземления – горячеоцинкованная сталь. Горизонтальный заземлитель(полоса) контура заземления - горячеоцинкованная сталь.Заземляющий проводник контура заземления - горячеоцинкованная сталь.Заземляющая шина (уравнивания потенциалов) – никелированная латунь. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.6 Монтаж защитного заземления с использованием модульного вертикального глубинного заземлителя, состоящего из омедненных стержней заземления, соединенных муфтами(глубинное заземление)

Монтаж глубинного заземлителя производится путем передачи ударных нагрузок от ручного электрического отбойного молотка на стержень через приемный наконечник, присоединяемый через муфту к верхнему стержню. Стержни оснащены резьбой с обоих концов и соединяются между собой муфтами. Длина муфты и длина стержня подобраны таким образом, чтобы стержни соприкасались друг с другом в центре муфты. В процессе монтажа производится поэтапный замер сопротивления заземлителя измерительным прибором.

 Монтаж заземления  при помощи глубинных заземлителей, позволяет достичь необходимого сопротивления при минимальном количестве вертикальных заземлителей(иногда одним вертикальным заземлителем), позволяет уменьшить горизонтальную составляющую заземляющего устройства, соответственно уменьшить объем земляных работ.

 Большая глубина  погружения заземлителей в грунт делает заземляющее устройство независимым от атмосферных явлений, которые могут увеличивать удельное сопротивление почвы, соответственно сопротивление заземления.