Uzemnenie energetických zariadení a obchodných sietí
Prečo sú elektrické inštalácie uzemnené, aké nebezpečenstvo predstavujú neuzemnené obvody pre ľudí a napokon, v akých prípadoch a ako sa uzemnenie vykonáva v priemysle? Naše a ďalšie otázky budú zodpovedané v našom článku. Dozviete sa, ako nainštalovať uzemňovacie vodiče, ako pre ne položiť vodiče za rôznych podmienok; čo je zakázané a čo je dovolené použiť pre ochranné uzemňovacie zariadenie. Budeme hovoriť o nuansách plášťov uzemňovacích káblov a o tom, ako sú drôty položené v suchých a mokrých miestnostiach.
Napriek tomu, že vodiče elektrických sietí sú elektricky izolované od seba a od zeme, izolácia vodičov nemôže interferovať s kapacitnými prúdmi, pretože elektrická sieť a zem tvoria dosky podlhovastého kondenzátora, medzi ktorými je kapacitný prúd, ktorý nevyhnutne tečie. To znamená, že vždy existuje parazitný obvod, ktorý je cez túto kapacitu skratovaný k zemi. Preto v prípade náhodného kontaktu, dokonca aj dotyku s izolovaným drôtom, je osoba vystavená riziku úrazu elektrickým prúdom.
Poškodenie vodičov s vysokým striedavým potenciálom je, samozrejme, pre ľudí oveľa väčším nebezpečenstvom, ale na ochranu pred následkami skratovania vodivých skriniek zariadenia sú tieto plášte predtým spojené so zemou pomocou uzemňovacích zariadení.
V rôznych priemyselných elektrických inštaláciách pre napätie do 1000 voltov s pevne uzemnenou nulou jednofázového zdroja alebo s uzemneným neutrálom, ako aj v stálych spotrebiteľoch s pevne uzemneným neutrálnym bodom sa reset vykonáva tak, že v v prípade núdze prebehne otvorenie automaticky a zároveň tak rýchlo... Rýchlosť reakcie závisí od zvoleného ochranného zariadenia.
Na tento účel sú časti zariadenia, ktoré sa môžu v núdzovej situácii náhodne dostať pod vysoké napätie, neutralizované, pripojené k uzemnenému nulovému vodiču siete. Napríklad, ak je teleso osvetľovacieho zariadenia skratované a telo je neutralizované, potom budú poistky fungovať automaticky a napätie z obvodu bude okamžite odstránené. PUE predpísať inštaláciu väčšiny 380 a 220 voltových inštalácií s pevne uzemneným neutrálom (priamo pripojeným k uzemňovaciemu zariadeniu).
V elektrických inštaláciách s pracovným napätím do 1 000 voltov s izolovaným neutrálom a vždy, keď je pracovné napätie vyššie ako 1 000 voltov, sa vykonáva uzemnenie, ktorého významom je zníženie prúdu, ktorý môže pretekať osobou, na zanedbateľnú malá hodnota.To sa dosiahne uzemnením častí zariadenia a uzemňovacie zariadenie musí mať odpor výrazne nižší ako odpor ľudského tela, ktoré má zase odpor v rozsahu 800 Ohm - 100 kOhm, čo závisí od mnohých faktorov, vrátane fyziologické (zdravie, obuv, oblečenie atď.).
Pre elektrické zariadenia s izolovaným neutrálom a triedou nepresahujúcou 1 000 voltov by odpor uzemňovacieho obvodu nemal prekročiť 4 ohmy a pre inštalácie s uzemneným neutrálom: pre 660 V - nie viac ako 2 ohmy, pre 380 V - nie viac ako 4 Ohmy a pre 220 V - nie viac ako 8 Ohmov. Pre vysokonapäťové zariadenia s menovitým napätím od 3000 do 35000 voltov sa odpor uzemňovacích zariadení vypočíta pomocou vzorca 125 / (prúd voči zemi počas poruchy), pričom sa normalizuje na maximálne 10 ohmov.
Ak je uzemnenie spoločné pre zariadenia s rôznymi triedami napätia, potom jeho odpor musí byť menší alebo rovný horným limitným hodnotám, inak ochrana nebude mať potrebný účinok z hľadiska bezpečnosti z dôvodu výrazného poklesu napätia na prvkoch zariadenia.
Elektrické inštalácie so striedavým trojfázovým prúdom pre 380 a viac voltov; Zariadenie na jednosmerný prúd pre 440 voltov alebo viac, vždy kompletné s neutrálom alebo uzemnením. V dielňach so zvláštnym nebezpečenstvom, ako aj vo vonkajších inštaláciách so striedavým napätím 42 voltov a v zariadeniach s jednosmerným napätím 110 voltov tiež vždy robia uzemnenie alebo uzemnenie. Výbušné zariadenie bez voliteľných doplnkov je vynulované alebo uzemnené bez ohľadu na úroveň prevádzkového napätia, pretože akékoľvek náhodné iskrenie alebo zahrievanie môže viesť k tragédii.
Neutrálne alebo uzemnené vonkajšie prvky transformátorov, motorov a generátorov, osvetľovacie zariadenia, rôzne zariadenia, ako aj pohony, meracie cievky prúdových transformátorov, vonkajšie kryty panelov, pohyblivé a pohyblivé prvky konštrukcií s inštalovaným elektrickým zariadením, káblové priechodky a iné káblové konštrukcie, ktoré vedú opletenie vodičov aj káblov, vodivé rúrky na ochranu elektrických vodičov, rámy prípojníc, káble atď. To platí pre stacionárne aj mobilné elektrické zariadenia, ktoré sa nachádzajú v priemysle.
Ale sú chvíle, keď uzemnenie nie je potrebné. Takže neuzemňujú a neuzemňujú kryty vybavené dodatočnou izoláciou a kryty tých elektrických spotrebičov, ktoré nie sú pripojené priamo k sieti, ale cez izolačný transformátor. Je dovolené vôbec nevykonávať uzemnenie a neuzemňovať kryty inštalované priamo na už uzemnené alebo uzemnené vodivé konštrukcie so spoľahlivým kontaktom medzi nimi. Toto nie je predmetom tohto článku, ale takéto ochranné opatrenia proti nepriamemu dotyku sú určené na ochranu elektrických inštalácií.
Každý z neutrálnych alebo uzemňovacích prvkov zloženého elektrického prijímača je pripojený k neutrálnej alebo uzemňovacej sieti vlastným osobným kohútikom. Je zakázané spájať časti chránenej inštalácie sériovo navzájom a potom v ochrannom neutráli alebo v uzemňovacom vodiči.
Napriek tomu môže byť niekoľko rôznych konštrukcií, ako je rám žeriavu a koľajnice, zapojených do série, ak sa používajú priamo ako neutrálna ochrana alebo uzemňovacie prípojnice, alebo ak sú samotné uzemňovacie alebo uzemňovacie vedenia. Avšak každá skrutka na nulovom alebo uzemňovacom vedení zabezpečuje samostatný vodič.
Keď človek pracuje s elektrickým náradím, stále sa dotýka vodivého plášťa a v prípade problémov s izoláciou môže byť plášť niekedy ovplyvnený sieťovým napätím, čo je pre pracovníka nebezpečné. Inštalačné elektrické náradie je často napájané z tienenia, kde poistky fungujú ako ochranné zariadenia, ale vypínajú sa len pri odbere významného prúdu. Ale odpor drôtu v uzatváracej slučke hrá proti nám a ochranná operácia môže trvať viac ako sekundu, a to je už pre ľudské telo nebezpečné.
Aby sa predišlo riziku, používajú sa automatické prúdové chrániče, ktoré majú čas prevádzky maximálne 210 ms po momente poruchy uzemnenia alebo rámu.
Ochranné zariadenia tohto typu sú rôznych typov: na monitorovanie kontinuity uzemňovacieho obvodu, na monitorovanie fázovej izolácie (od zeme), na ochranu pred fázovým prúdom vstupujúcim do skrinky, na ochranu pred dvojfázovými alebo jednofázovými poruchami so zemou , na ochranu pred priamym kontaktom s zraniteľným prúdom na prvky krytu. Zariadenia na kontrolu spotrebného tovaru C-901 a IE-9807 majú citlivosť 10 mA a dobu odozvy menej ako 51 ms. Takéto zariadenia neumožňujú, aby prúd mal čas poškodiť osobu.
Pre účely uzemnenia elektroinštalácie sa primárne používajú prírodné uzemňovacie vodiče, kde sa rozptylový odpor stretáva s PUE.Môže to byť železobetónový základ budovy, zakopané vodovodné potrubie, plášť a pod. Uzemnenie elektrických zariadení na potrubiach s palivom dopravovaným cez ne, na liatinových potrubiach, na dočasných potrubiach je zakázané.
V prvom rade štandardné prevádzkové nulové vodiče fungujú ako nulové a uzemňovacie vodiče; drôty na špeciálne účely; vodivé konštrukcie budov a časti priemyselných stavieb, napríklad výťahové šachty, koľajnice pod žeriavy atď., rôzne potrubia, plášte napájacích káblov, elektroinštalačné krabice.
Je zakázané používať ako uzemňovacie vodiče: plášte izolačných rúrok, zvlnenia nesúce káble, olovené plášte a ochranné pancierovanie vodičov a káblov, pretože samotné musia byť riadne uzemnené. Elektroinštalácie a vodivé prvky stavebnej infraštruktúry, ako aj všetky typy potrubí sú napojené na uzemňovaciu alebo uzemňovaciu sieť, aby sa vyrovnal ich potenciál. Prirodzený kontakt kovov v spojoch je dostatočný.
Ak je stále potrebná umelá uzemňovacia elektróda, potom sa používajú zakopané, horizontálne a vertikálne priemyselné uzemňovacie elektródy. Na ich výrobu sa zvyčajne používa kruhová oceľ s priemerom 10 až 16 mm, častejšie pásová oceľ 40 x 4 mm alebo hranatá 50 x 50 x 5 mm. Vertikálne sú dlhé 2,5 až 5 metrov, skrutkujú sa (do 5 metrov) alebo sa zapichujú (do 3 metrov) hlboko do pôdy ručne alebo pomocou elektrického alebo iného špeciálneho náradia.
Elektrické inštalácie spojené so zemou s odporom nad 200 Ohm-m sa uzemnia hlboko uzemnenou elektródou alebo sa uzemnenie dodatočne upraví tak, aby zvýšenie elektrickej vodivosti — pre vertikálne uzemnené elektródy sú uložené v striedavých vrstvách Ca (OH) 2 alebo NaNO3 a zeminy a priemer takejto úpravy je pol metra v jednej tretine výšky tyče v jej hornej časti. Po dokončení kladenia každej z vrstiev sa postupne zalievajú vodou.
Ak sú v blízkosti oblasti zeme s vyššou vodivosťou, uchýlia sa k vzdialeným uzemňovacím elektródam pomocou dodatočných káblov alebo drôtov. V podmienkach permafrostu sú uzemňovacie elektródy inštalované v rozmrazených oblastiach, nádržiach, ako aj v studniach artézskeho typu.
Oceľ sa tradične používa ako materiál pre stacionárne uzemňovacie vodiče, pokiaľ sa na to, samozrejme, nepoužíva štvrtý neutrálny vodič trojfázového systému (meď). V tabuľke sú uvedené minimálne veľkosti neutrálnych a uzemňovacích vodičov vrátane oceľových uzemňovacích vodičov. Pri napätí elektrickej inštalácie s izolovaným neutrálom 1000 voltov nemôže odpor uzemňovacích vodičov podľa PUE prekročiť odpor fázových vodičov viac ako 3-krát. Minimálne prípustné hodnoty prierezu sú uvedené v tabuľkách.
Pre elektrické inštalácie s napätím do 1000 voltov, v priemyselných priestoroch, v dielňach sa používa uzemňovacie vedenie, oceľová zbernica s prierezom najmenej 100 m2 a pre napätie nad 1000 voltov , minimálny prierez pre ňu je 120 m2.Používanie kovových konštrukcií, potrubí, zariadení ako pracovného neutrálneho vodiča je zakázané.
Mobilné elektrické inštalácie na uzemnenie alebo uzemnenie používajú samostatný vodič vo forme jadra ako súčasť kábla, v jednom plášti spoločnom pre fázové vodiče, s rovnakým prierezom ako fázové vodiče.
Na uzemnenie a ako ochranné nulové vodiče na výbušných zariadeniach sa v nebezpečných odvetviach používajú špeciálne drôty. Môžete tiež použiť kovové konštrukcie, oceľové rúry, plášte káblov atď., Ale iba ako pomocné opatrenie by mal byť v prvom rade špeciálny uzemňovací drôt.
Pri výbušných zariadeniach s uzemneným neutrálom pri napätí do 1 000 voltov sa uzemnenie napájacích sietí vykonáva dodatočným položeným drôtom: štvrtý - pre trojfázové siete a tretí - pre dvojfázové a jednofázové -fázové siete. Dokonca aj jednofázové osvetľovacie siete v nebezpečných priestoroch triedy B-1 sú vybavené tretím ochranným vodičom.
Keď prírodné štruktúry nespĺňajú požiadavky PUE, nie je iné východisko, ako postaviť umelé uzemňovacie elektródy.
Inštalujú sa zapustené uzemňovacie elektródy, ktoré sú položené na dne jamy už na začiatku inštalácie základu konštrukcie, v štádiu výstavby. Vertikálne uzemňovacie elektródy sú poháňané alebo jednoducho zatlačené do zeme pomocou špeciálnych zariadení, ako sú automatické pilotné stroje alebo hydraulické lisy. Vrch je položený v nadmorskej výške 0,6 až 0,7 metra pod úrovňou zemnej značky a výška výčnelku od dna jamy je 0,1 až 0,2 metra.To sa deje tak, že potom je vhodné zvárať spojovacie drôty vo forme pásikov alebo valcových tyčí.
Vodiče sú spojené v uzemňovacích obvodoch prekrývajúcim sa zváraním. Ak je pôda agresívna a môže viesť ku korózii kovov, potom sa zväčší prierez uzemnených elektród, ako alternatíva odolná voči korózii sa používajú medené alebo pozinkované uzemnené elektródy a pre väčšiu spoľahlivosť antikorózne elektrické (katódové) pridáva sa ochrana.
Ochrana azbestového potrubia sa pridáva k vodorovným uzemňovacím vodičom, ak križujú podzemné inžinierske siete, železničné trate a iné konštrukcie, ktoré môžu prispieť k mechanickému poškodeniu ktorejkoľvek z pretínajúcich sa konštrukcií. Keď je inštalácia dokončená a základová jama je pripravená na konečné zasypanie, vypracuje sa záväzný akt, v ktorom je právne zaznamenané, že bola vykonaná skrytá pokládka.
Neutrálne ochranné a uzemňovacie vodiče by mali byť, ak je to možné, ľahko dostupné na diagnostiku a kontrolu. To sa samozrejme netýka jadier a plášťov káblov, potrubí so skrytými vodičmi a kovových konštrukcií, ktoré sú pôvodne umiestnené v základoch a v zemi, neutrálnych a uzemňovacích vodičov inštalovaných v skrytých, nefunkčných a nenahraditeľných potrubiach.
Ak je miestnosť suchá, potom sa uzemňovacie vodiče položia priamo na tehlovú alebo betónovú základňu, vodivé prípojnice sú k nej pripevnené hmoždinkami. Vo vlhkých priestoroch sú potrebné rozpery alebo držiaky, ktoré udržia drôt 1 cm alebo viac od základne.
Na rovných plochách základu sú drôty upevnené vo vzdialenosti 60 - 100 cm medzi upevňovacími prvkami a v ohyboch - s okrajom 100 cm od rohu a od odbočovacích bodov vo vzdialenosti 40 - 60 cm. od podlahy a minimálne 5 cm od pohyblivých stropov žľabov... Na pretiahnutie uzemňovacieho vodiča cez stenu sa používajú objímky alebo montážne otvory a na priesečníky kompenzátorov sa pridávajú kompenzátory.
Uzemňovacie vodiče sú privarené ku kovovým prvkom inštalácií, s výnimkou konektorov používaných na meranie. Prekrytie zvaru sa vykoná na dĺžku rovnajúcu sa šesťnásobku priemeru kruhového drôtu alebo približne rovnú šírke pásu.
Kryty strojov majú tradične špeciálnu skrutku na upevnenie uzemňovacieho vodiča a stroje namontované na lyžinách sú uzemnené pripojením drôtu priamo k lyžine. Ak zariadenie počas prevádzky vibruje, dodatočne nainštalujte poistnú maticu. Pred spojením styčných plôch sa očistia do lesku a nanesie sa v tenkej vrstve trocha vazelíny.
Potrubia používané ako uzemňovacie elektródy sú niekedy vybavené ventilmi, sú na nich vodomery a príruby, na takýchto miestach sú potrebné premostenia s prierezom 100 m2, ktoré sú privarené alebo namontované pomocou svoriek.
Neutrálne ochranné a uzemňovacie vodiče inštalované na otvorenom priestranstve sú špeciálne označené tak, aby ich bolo možné odlíšiť od ostatných komunikácií — žltý pruh na zelenom pozadí. Body pripojenia prenosných uzemňovacích zariadení nie sú natreté.
Pancier ovládacích a napájacích káblov, ich kovové oplety, sú uzemnené.Káblové koncovky a konektory, vodivé káblové zostavy, kanály, žľaby a káble na zabezpečenie káblov sú tiež uzemnené. Oceľové rúry, vo vnútri ktorých sú uložené káble v budovách, sú tiež uzemnené.
Ohybné lankové medené vodiče poskytujú kontakt plášťa a panciera s koncovými a spojovacími konektormi. Na koncoch vedení sú tieto vodiče spojené s uzemňovacími vedeniami. Predpokladá sa, že prierezy ohybných vodičov v súlade s prierezom vodivého jadra kábla sú rovnaké: 6 m2 pre prierez vodiča kábla do 10 m2, 10 Mm štvorcových pre kábel 16 – 35 Mm štvorcových, 16 Mm štvorcových pre 50 – 120 Mm štvorcových a 25 Mm štvorcových pre 150 – 240 Mm štvorcových.
Na zabezpečenie kontinuity uzemňovacieho obvodu káblov sa v spojoch s olovenými konektormi používa spájkovanie: z jedného konca kábla je uzemňovací vodič prispájkovaný k tieneniu, potom je uzemňovač prispájkovaný do stredu konektora, potom na tienenie na konci ďalšieho kusu kábla. Pre uzemnenie vodivých krabíc a vaničiek sa inštalácia vykonáva rovnakým spôsobom - aspoň na niekoľkých miestach sú na oboch koncoch vedenia prispájkované.
Ak je kábel položený na káble, potom sú všetky vodivé časti vrátane samotného kábla uzemnené. Oceľové rúry používané na uzemnenie sú bezpečne pripojené k neutrálnemu vodiču alebo k uzemňovaciemu zariadeniu.
Aby sa zachovala bezpečnosť personálu údržby a aby sa chránil olovený alebo hliníkový plášť kábla v prípade porušenia izolácie voči zemi, všetky kovové plášte a pancierovanie kábla sú uzemnené, telesá vodičov konektorov a nosné štruktúry.
Dúfame, že tento článok bol pre vás užitočný a že teraz máte predstavu o tom, ako a prečo sa uzemnenie používa v elektrických inštaláciách.