Содержание

Назначение заземления, отличие заземления от зануления

Покупая любое электрооборудование, будь то стиральная машина или холодильник он не рассчитан на пожизненный срок службы и в процессе работы как любое другое оборудование может сломаться. Чтобы защитить электрооборудование от ненормальных режимах работы (перегрузка или короткое замыкание) применяются различные защитные аппараты (автоматы, пробки и т.д.)

Но бывают ситуации, когда защитные устройства не реагируют на возникшие повреждения. Одним из таких случаев является повреждение внутренней изоляции и возникновении на металлическом корпусе оборудования высокого напряжения.

В этом случае защита необходима самому человеку, который попадет под напряжение прикоснувшись к поврежденному оборудованию. Для защиты от таких повреждений и было придумано заземление, основное назначение которого – снизить величину этого напряжения.

То есть, основное назначение заземления – снизить напряжение прикосновения до безопасной величины.

Предположим, что у вас дома имеется потолочный светильник, корпус которого не подключен к заземлению. В следствии повреждения изоляции металлическая часть светильника оказалась под напряжением. В тот момент когда вы попытаетесь поменять лампочку вас ударит током, так как прикоснувшись к корпусу вы становитесь проводником и электрический ток будет протекать через ваше тело в землю.

Если же светильник будет заземлен, большая часть тока будет стекать в землю по заземляющему проводу и в момент касания, напряжение на корпусе, будет намного меньше, а соответственно и величина тока проходящий через вас будет также меньше.

Заземлением – называется соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки с землей (контуром заземления) которые в нормально состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться из-за повреждения изоляции.

Также, заземление необходимо для функциональности таких аппаратов как УЗО. Если корпуса электроустановок не будут соединены с землей, то ток утечки протекать не будет, а значит УЗО, не среагирует на неисправность.

Отличие заземления от зануления

Наряду с заземлением вам наверняка приходилось слышать такой термин как зануление.

Занулением – называется соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки с нулем (нулевым проводником сети).

По своему назначению заземление и зануление выполняют одну и туже задачу – защищают человека от поражения электрическим током. Однако обеспечивают они эту защиту немного разными способами. В сетях с занулением происходит отключение от сети электрооборудования, корпус которого из-за пробоя изоляции оказался под напряжением.

Рассмотрим пример, в котором обеспечивается защита электроустановки с помощью зануления.

Как видно из рисунка при пробое фазы на соединенный с нулем корпус возникает замкнутый контур между фазой и нулем, то есть однофазное короткое замыкание. На возникшее короткое замыкание реагируют защитные устройства, такие как автоматы или предохранители, в результате происходит отключение поврежденной электроустановки от источника питания.

Рассмотренные выше примеры дают возможность сделать вывод что:

– заземление осуществляется защиту снижением напряжения прикосновения.
– зануление осуществляется защиту отключением электроустановки от сети.

Наверняка у вас возникал вопрос в каких случаях выполняют защиту заземлением, а в каких занулением. Применение в разных случаях заземления и зануления вызвано разными системами заземления электроустановок. В электроустановках напряжением до 1000 В применяются пять систем заземления: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.

Зануление используют в качестве защиты в таких системах, в которых присутствует PEN, PE или N проводник. Это сети с глухо заземленной нейтралью, TN-C, TN-S и TN-C-S.

Заземление применяют в электроустановках с системами заземления TT и IT.

Рассмотренные выше способы заземления и зануления больше подходят для применения в промышленных электроустановках на производстве. Более детально рассмотреть подключение и монтаж заземления для бытовых электроустановок можно здесь: заземление в квартире и заземление в частном доме.

Понравилась статья – поделись с друзьями!

 

ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СИСТЕМА СТАНДАРТОВ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ.
ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ, ЗАНУЛЕНИЕ

ГОСТ 12.1.030-81

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

Содержание

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НАПРЯЖЕНИЕМ ОТ 110 ДО 750 кВ

3. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

4. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В В СЕТИ С ЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

5. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

6. ПЕРЕДВИЖНЫЕ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ И РУЧНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ КЛАССА I В СЕТЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

7. КОНТРОЛЬ УСТРОЙСТВ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ, ЗАНУЛЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТАНДАРТЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ В КАЧЕСТВЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное Соединение арматуры железобетонных конструкций

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Справочное Соединение металлической колонны с арматурой железобетонного фундамента

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Система стандартов безопасности труда

ГОСТ 12.

1.030-81

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ.

ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ, ЗАНУЛЕНИЕ

Occupational safety standards system.

Electric safety.

Protective conductive earth, neutralling

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15 мая 1981 г. № 2404 срок действия установлен

с 01.07 1982 г.

Настоящий стандарт распространяется на защитное заземление и зануление электроустановок постоянного и переменного тока частотой до 400 Гц и устанавливает требования по обеспечению электробезопасности с помощью защитного заземления, зануления.

Стандарт не распространяется на защитное заземление, зануление электроустановок, применяемых во взрывоопасных зонах, на электрифицированном транспорте, судах, в металлических резервуарах, под водой, под землей и для медицинской техники.

Термины, используемые в стандарте, и их пояснения, приведены в справочном приложении 1.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3230-81 в части защитного заземления.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.1. Защитное заземление или зануление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.

1.1.1. Защитное заземление следует выполнять преднамеренным электрическим соединением металлических частей электроустановок с «землей» или ее эквивалентом.

1.1.2. Зануление следует выполнять электрическим соединением металлических частей электроустановок с заземленной точкой источника питания электроэнергией при помощи нулевого защитного проводника.

1.2. Защитному заземлению или занулению подлежат металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, обеспечивающих электробезопасность.

1.3. Защитное заземление или зануление электроустановок 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.

1.4. В качестве заземляющих устройств электроустановок в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители.

При использовании железобетонных фундаментов промышленных зданий и сооружений в качестве естественных заземлителей и обеспечении допустимых напряжений прикосновения не требуется сооружение искусственных заземлителей, прокладка выравнивающих полос снаружи зданий и выполнение магистральных проводников заземления внутри здания. Металлические и железобетонные конструкции при использовании их в качестве заземляющих устройств должны образовывать непрерывную электрическую цепь по металлу, а в железобетонных конструкциях должны предусматриваться закладные детали для присоединения электрического и технологического оборудования (см. справочные приложения 2, 3 и 4).

1.5. Допустимые напряжения прикосновения и сопротивления заземляющих устройств должны быть обеспечены в любое время года.

1.6. Заземляющее устройство, используемое для заземления электроустановок одного или различных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок.

1.7. В качестве заземляющих и нулевых защитных проводников следует использовать специально предназначенные для этой цели проводники, а также металлические строительные, производственные и электромонтажные конструкции. В качестве нулевых защитных проводников в первую очередь должны использоваться нулевые рабочие проводники. Для переносных однофазных приемников электрической энергии, светильников при вводе в них открытых незащищенных проводов, приемников электрической энергии постоянного тока в качестве заземляющих и нулевых защитных проводников следует использовать только предназначенные для этой цели проводники.

(Измененная редакция, Поправка, Изм. № 1).

1.8. Материал, конструкция и размеры заземлителей, заземляющих и нулевых защитных проводников должны обеспечивать устойчивость к механическим, химическим и термическим воздействиям на весь период эксплуатации.

1.9. Для выравнивания потенциалов металлические строительные и производственные конструкции должны быть присоединены к сети заземления или зануления. При этом естественные контакты в сочленениях являются достаточными.

2.1. В электроустановках напряжением от 110 до 750 кВ должно быть выполнено защитное заземление.

2.2. Заземляющие устройства следует выполнять по нормам на напряжение прикосновения или по нормам на их сопротивление.

Заземляющее устройство, которое выполняют по нормам на сопротивление, должно иметь в любое время года сопротивление не более 0,5 Ом. При удельном сопротивлении «земли» r , большем 500 Ом·м, допускается повышать сопротивление заземляющего устройства в зависимости от r .

2.3. Напряжение на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания на «землю» не должно превышать 10 кВ.

Напряжение выше 10 кВ допускается на заземляющих устройствах, с которых исключен вынос потенциалов за пределы зданий и внешних ограждений электроустановки.

При напряжениях на заземляющем устройстве выше 5 кВ должны предусматриваться меры по защите изоляции отходящих кабелей связи и телемеханики.

2.4. В целях выравнивания потенциала на территории, занятой электрооборудованием, должны быть проложены продольные и поперечные горизонтальные элементы заземлителя и соединены сваркой между собой, а также с вертикальными элементами заземлителя.

3.1. В электроустановках напряжением выше 1000 В в сети с изолированной нейтралью должно быть выполнено защитное заземление, при этом рекомендуется предусматривать устройства автоматического отыскания замыкания на «землю». Защиту от замыканий на «землю» рекомендуется устанавливать с действием на отключение (по всей электрически связанной сети), если это необходимо по условиям безопасности.

3.2. Наибольшее сопротивление заземляющего устройства R в Ом не должно быть более

где I – расчетная сила тока заземления на землю, А.

При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1000 В

Расчетная сила тока замыкания на землю должна быть определена для той из возможных в эксплуатации схемы сети, при которой сила токов замыкания на землю имеет наибольшее значение.

3. 3. При удельном сопротивлении земли r , большем 500 Ом·м, допускается вводить на указанные значения сопротивлений заземляющего устройства повышающие коэффициенты, зависящие от r .

4.1. В стационарных электроустановках трехфазного тока в сети с заземленной нейтралью или заземленным выводом однофазного источника питания электроэнергией, а также с заземленной средней точкой в трехпроводных сетях постоянного тока должно быть выполнено зануление.

4.2. При занулении фазные и нулевые защитные проводники должны быть выбраны таким образом, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой проводник, возникал ток короткого замыкания, обеспечивающий отключение автомата или плавление плавкой вставки ближайшего предохранителя.

4.3. В цепи нулевых защитных проводников не должно быть разъединяющих приспособлений и предохранителей.

В цепи нулевых рабочих проводников, если они одновременно служат для целей зануления, допускается применение разъединительных приспособлений, которые одновременно с отключением нулевых рабочих проводников отключают также все проводники, находящиеся под напряжением.

4.4. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генераторов (трансформаторов) или выводы однофазного источника питания электроэнергией, с учетом естественных заземлителей и повторных заземлителей нулевого провода должно быть 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.

При удельном электрическом сопротивлении «земли» r выше 100 Ом·м допускается увеличение указанной нормы в r /100 раз.

(Измененная редакция, Поправка, Изм. № 1).

4.5. На воздушных линиях электропередачи зануление следует осуществлять нулевым рабочим проводом, проложенным на тех же опорах, что и фазные провода.

5.1. В электроустановках переменного тока в сетях с изолированной нейтралью или изолированными выводами однофазного источника питания электроэнергией защитное заземление должно быть выполнено в сочетании с контролем сопротивления изоляции.

5.2. Сопротивление заземляющего устройства в стационарных сетях должно быть не более 10 Ом. При удельном сопротивлении земли, большем 500 Ом·м, допускается вводить повышающие коэффициенты, зависящие от r .

6.1. Режим нейтрали и защитные меры передвижных источников питания электроэнергией, используемых для питания стационарных приемников электрической энергии, должны соответствовать режиму нейтрали и защитным мерам, принятым в сетях стационарных приемников электрической энергии.

6.2. При питании передвижных приемников электрической энергии и ручных электрических машин класса I от стационарных сетей с заземленной нейтралью или от передвижных электроустановок с заземленной нейтралью зануление следует выполнять в сочетании с защитным отключением.

Допускается выполнять зануление – для ручных электрических машин класса I; зануление или зануление в сочетании с повторным заземлением – для передвижных приемников электрической энергии.

6.3. При питании передвижных приемников электрической энергии и ручных электрических машин класса I от стационарной сети или передвижного источника питания электроэнергией, имеющих изолированную нейтраль и контроль сопротивления изоляции, защитное заземление должно применяться в сочетании с металлической связью корпусов электрооборудования или защитным отключением.

6.4. Сопротивление заземляющего устройства в передвижных электроустановках с изолированной нейтралью при питании от передвижных источников электроэнергии определяется по значениям допустимых напряжений прикосновения при однополюсном замыкании на корпус либо устанавливается в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.

(Измененная редакция, Поправка, Изм. № 1).

6.5. Защитное заземление передвижного источника питания электроэнергией с изолированной нейтралью и постоянным контролем сопротивления изоляции допускается не выполнять:

если расчетное сопротивление заземляющего устройства больше сопротивления заземляющего устройства рабочего заземления прибора постоянного контроля сопротивления изоляции;

если передвижной источник питания электроэнергией и приемники электрической энергии расположены непосредственно на передвижном механизме, их корпуса соединены металлической связью и источник не питает другие приемники электрической энергии вне этого механизма;

если передвижной источник питания электроэнергией предназначен для питания конкретных приемников электрической энергии, их корпуса соединены металлической связью, а их число и длина кабельной сети определяются либо величиной допустимого напряжения прикосновений при однополюсном замыкании на корпус, либо установлены нормативно-технической документацией.

6.6. В передвижных электроустановках с источником питания электроэнергией и приемниками электрической энергии, расположенными на общей металлической раме передвижного механизма, и не имеющих приемников электрической энергии вне этого механизма, допускается применять в качестве единственной защитной меры металлическую связь корпусов оборудования и нейтрали источника питания электроэнергией с металлической рамой передвижного механизма.

(Измененная редакция, Поправка, Изм. № 1 ).

7.1. Соответствие устройств защитного заземления или зануления требованиям настоящего стандарта должно устанавливаться при приемосдаточных испытаниях электроустановок после их монтажа на месте эксплуатации по «Правилам устройства электроустановок», утвержденным Госэнергонадзором СССР, а также периодически в процессе эксплуатации указанных устройств по «Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденным Госэнергонадзором СССР.

Термин

Пояснение

1. Заземлитель

Проводник или совокупность металлически соединенных проводников, находящихся в соприкосновении с землей или ее эквивалентом

2. Естественный заземлитель

Заземлитель, в качестве, которого используют электропроводящие части строительных и производственных конструкций и коммуникаций

3. Заземляющий проводник

Проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем

4. Заземляющее устройство

Совокупность конструктивно объединенных заземляющих проводников и заземлителя

5. Магистраль заземления (зануления)

Заземляющий (нулевой защитный) проводник с двумя или более ответвлениями

6. Заземленная нейтраль

Нейтраль генератора (трансформатора), присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление

7. Изолированная нейтраль

Нейтраль генератора (трансформатора), не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление

При использовании железобетонных фундаментов промышленных зданий в качестве заземлителей сопротивление растеканию заземляющего устройства  в Ом должно оцениваться по формуле

                                                                                   (1)

где S – площадь, ограниченная периметром здания, м2;

r э – удельное эквивалентное электрическое сопротивление земли, Ом·м.

Для расчета r э в Ом·м следует использовать формулу

                    (2)

где r 1 – удельное электрическое сопротивление верхнего слоя земли, Ом·м;

r 2 – удельное электрическое сопротивление нижнего слоя, Ом·м;

h 1 – мощность (толщина) верхнего слоя земли, м;

a , b – безразмерные коэффициенты, зависящие от соотношения удельных электрических сопротивлений слоев земли.

Если , a = 3,6, b = 0,1;

если , a =1,1 ´ 102, b = 0,3 ´ 10 .

Пример расчета:

Пусть r 1 =500 Ом·м; r 2 =130 Ом·м; h 1 = 3,7 м;  = 55 м.

Тогда в соответствии с формулой (2) получим

  Ом·м.

Под верхним слоем следует понимать слой земли, удельное сопротивление которого r 1 более чем в 2 раза отличается от удельного электрического сопротивления нижнего слоя r 2 .

В электроустановках напряжением от 110 до 750 кВ не требуется прокладка выравнивающих проводников, в том числе у входов и въездов, кроме мест расположения заземления нейтралей силовых трансформаторов, короткозамыкателей, вентильных разрядников и молниеотводов, если выполняется условие

где I к.з – расчетная сила тока однофазного замыкания, стекающего в «землю» с фундаментов здания, кА.

(Измененная редакция, Поправка, Изм. № 1).

1 – молниеприемная сетка; 2 – токоотвод; 3 – арматура колонны; 4 – заземляющая перемычка; 5 – арматура фундамента

1 – арматура подошвы; 2 – арматура фундамента; 3 – фундамент; 4 – фундаментные болты (не менее двух), соединенные с арматурой фундамента; 5 – стальная колонна; 6 – пластины для приварки проводников заземления

РАЗРАБОТАН Министерством монтажных и специальных строительных работ СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ:

Р. Н. Карякин, д-р техн. наук; В. А. Антонов, канд. техн. наук; Л. К. Коновалова; В. К. Добрынин; В. И. Солнцев; М. П. Ратнер, канд. техн. наук; В. П. Коровин; А. И. Кустова; В. И. Сыроватка, д-р. техн. наук; А. И. Якобс, д-р техн. наук; В. И. Бочаров, канд. техн. наук; В. Н. Ардасенов, канд. техн. наук

ВНЕСЕН Министерством   монтажных и специальных строительных работ СССР

Зам. министра К. К. Липодат

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15 мая 1981 г. № 2404

Защитное заземление

Защитным заземлением называют преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических не-токоведущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.

Заземляют все электроустановки, работающие при номинальном напряжении переменного тока более 50 В, постоянного и выпрямленного тока более 120 В (кроме светильников, подвешенных в помещениях без повышенной опасности поражения электрическим током на высоте не менее 2 м при условии изоляции крючка для подвески светильника пластмассовой трубкой).

Область применения защитного заземления:

сети напряжением до 1000 В — трехфазные трехпроводные с изолированной нейтралью, однофазные двухпроводные, изолированные от земли, а также двухпроводные постоянного тока с изолированной средней точкой обмоток источника тока;

сети переменного и постоянного тока с любым режимом нейтральной или средней точки обмоток источников тока напряжением свыше 1000 В.

Заземляющее устройство (рис. 8.3) состоит из заземлителя и проводника, соединяющего металлические части электроустановок с заземлителем. В качестве искусственных заземлителей применяют заглубляемые в землю стальные трубы, уголки, штыри или полосы; естественных — уложенные в земле водопроводные или канализационные трубы, кабели с металлической оболочкой (кроме алюминиевой), обсадные трубы артезианских колодцев и т. п.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения и шага в случае появления электрического потенциала вследствие замыкания тока на металлические корпуса электрооборудования, разряда молнии или других причин.

Так как сопротивление тела человека Rч значительно больше сопротивления заземляющего устройства Rз, то сила тока Iч, протекающего через человека, оказывается намного меньшей, чем сила тока /з, стекающего на землю через заземлитель. Однако в этом случае полностью опасность поражения током не исключают, что относят к первому недостатку защитного заземления. Второй недостаток — значительное увеличение опасности поражения током при обрыве в цепи заземляющего устройства или ослаблении крепления заземляющего проводника. Третий недостаток проявляется в трехфазных сетях с изолированной нейтралью при хорошем состоянии изоляции двух фаз электроустановки и пробое изоляции третьей. В этом случае напряжение первых двух фаз относительно земли возрастает с фазного до линейного, что может вызвать повреждение изоляции в другой электроустановке со своим защитным заземлением. Возникает большой ток замыкания на землю, близкий по значению к току короткого замыкания двух фаз. Напряжение на корпусах обеих электроустановок зависит от линейного напряжения и приводит к появлению опасности поражения током даже при нормативных значениях сопротивления заземляющих устройств.

Рис. 8.3. Принципиальная схема защитного заземления

Каждую электроустановку следует присоединять к заземляющей магистрали отдельным проводником. Последовательное соединение заземляемых частей не допускается. Соединения должны быть надежными, обычно их выполняют сваркой или с помощью болтов. Не разрешается прокладывать в земле неизолированные алюминиевые проводники из-за их быстрой коррозии. С целью защиты от нее заземляющие проводники в сырых помещениях устраивают на расстоянии не ближе 10 мм от стен.

Наибольшие допустимые значения сопротивления заземляющего устройства Rз для электроустановок с напряжением до 1000 В составляют:

10 Ом при суммарной мощности генераторов или трансформаторов, питающих данную сеть, не более 100 кВ· А;

4 Ом во всех остальных случаях.

Рис. 8.4. Схемы заземлителей:

а — стержневого вертикального круглого сечения у поверхности земли; б — стержневого круглого сечения, вертикально заглубленного в землю; в — горизонтальной полосы, заглубленной в землю

Сопротивление заземляющего устройства можно определять двумя методами: расчетным (теоретическим) и практическим.

Сопротивление, Ом, стержневого вертикального заземлителя с диаметром Округлого сечения у поверхности земли (рис. 8.4, а).

Значения р могут быть от 1 (морская вода) до 106 (граниты). При колебаниях влажности грунтов сильно изменяется их удельное сопротивление, например, при снижении влажности красной глины с 20 до 10 % оно возрастает в 13 раз. Значительно увеличивается ρ в случае промерзания грунта. Вот почему стержневые заземлители рекомендуют забивать на глубину, большую глубины промерзания, и по возможности ниже уровня грунтовых вод.

Сопротивление, Ом, стержневого вертикально заглубленного заземлителя круглого сечения (рис. 8.4, б).

Сопротивление заземлителя, Ом, выполненного в виде горизонтальной полосы (рис. 8.4, в), заглубленной в землю.

Рис. 8.5. Схема измерения сопротивления заземления с помощью вольтметра и амперметра

Сопротивление заземления проверяют специальными приборами-измерителями М-416, МС-08 и др. Если его контролируют не в период максимального промерзания грунта, то показания прибора следует умножить на коэффициент сезонности.

При отсутствии специальных приборов можно использовать вольтметр и амперметр. В этом случае в качестве источника тока служит трансформатор (обычный сварочный) мощностью около 5 кВт со вторичным напряжением 36…120 В, который может обеспечить достаточно большую силу тока (I= 15…20 А), так как при малых значениях I не достигают необходимой точности замеров.

Для измерения забивают дополнительный заземлитель Дз и зонд Зз (рис. 8.5). Сопротивление заземлителя определяют по закону Ома:

Rз = U/I.

С помощью омметров М-372 обычно измеряют сопротивление цепи “оборудование — заземлитель”. Сопротивление контура вместе с сопротивлением проводника и есть полное сопротивление заземляющего устройства.

Сопротивление заземляющих устройств измеряют не реже 1 раза в год. Внешний осмотр проводят не реже 1 раза в 6 мес, а в помещениях с повышенной опасностью поражения электрическим током и особо опасных — не реже 1 раза в 3 мес.
Полезная информация:

Заземление электроустановок и оборудования – правила и требования

Заземление – соединение корпуса электроустановки с заземляющим контуром, с целью предотвращения поражения током работающих и находящихся в непосредственной близости людей. Является обязательным элементом комплекса мер по обеспечению безопасности. Существуют различные виды электроустановок, и каждый требует особого подхода к организации заземления, поэтому важно уделить внимание технической стороне вопроса. 

Классификация заземляющих устройств

Система заземления электроустановок – комплекс, состоящий из заземляющего контура и проводников, соединяющих его с корпусами оборудования для обеспечения стекания в землю  избыточного тока, появившегося в результате попадания фазы на корпус. Действующая в России  классификация устройств заземления (далее УЗ) подразумевает градацию по следующим признакам:

  • Виду нейтрали. По наличию соединения с заземляющим устройством:
    • заземленная;
    • изолированная.
  • Способу прокладывания от понижающей подстанции до электроустановки.
  • Способ подключения нагрузки к нейтрали.

Организация системы заземления регулируется правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Документ регламентирует порядок и признаки классификации заземляющих систем. Для обозначения маркировки используются буквы английского алфавита:

T – заземление;

N – нейтраль;

I – изолированное;

C – общая;

S – раздельная.

Такой вид маркировки позволяет определить используемый способ защиты генератора тока и предпочтительные схемы заземления электроустановок на стороне потребителя.

При монтаже линий электроснабжения общепринятыми для России считаются три системы заземления:

  • TN-C – обозначает, что нулевой рабочий и защитный проводники объединены в общую шину на всем протяжении трассы.
  • TN-S – нулевой рабочий и защитный проводники прокладываются раздельно.
  • TN-C-S – нулевой рабочий и защитный проводники на части трассы объединены, а на остальной прокладываются раздельно.

Реже встречаются следующие системы:

  • TT – нулевой рабочий и защитный проводники заземляются раздельно. Чаще всего этот способ используют в случае неудовлетворительного состояния питающей воздушной ЛЭП или для предотвращения поражения людей через токопроводящие поверхности временных сооружений.
  • IT – в этой схеме нейтраль изолируется от земли или заземляется через специальное оборудование. Такой вариант чаще всего используют, если необходимо обеспечить высокий уровень защиты оборудования. Поскольку при таком варианте подключения риск искрообразования минимален.


Технические требования к организации заземления электроустановок

УЗ используют для защиты людей и оборудования от разрушительного действия электрического тока. Безопасность обеспечивается путем соединения защищаемых корпусов электроустановок с землей. Работы по организации заземляющих сетей регламентируются положениями ГОСТ 12.1.030-81, согласно которым  защитное заземление электроустановки следует выполнять при следующих параметрах:

  • при значениях номинального напряжения 380 B и более переменного тока и более 440 B и более постоянного тока – при любых значениях;
  • при значениях номинального напряжения 42-380 B переменного тока 110-440 B. Для работ связанных с повышенной опасностью.

Правильно организованная система заземления электроустановок способна нейтрализовать избыточный потенциал любой мощности и защитить людей, оборудование и здания от воздействия электрического тока будь то скачки, вызванные включением или отключением силового оборудования или грозовое воздействие.

Принцип работы основан на разнице сопротивлений человеческого тела и УЗ. Избыточный потенциал отводится в направлении меньшего показателя, т. е. в сторону защитного контура.

Выбор естественных заземлителей

Согласно правилам устройства электроустановок, их корпуса должны быть подключены к искусственным или естественным заземлителям. В качестве естественных используют следующие металлические объекты:

  • каркасы подземных металлоконструкций, имеющие непосредственный контакт с грунтом;
  • защитные кожухи кабелей, проложенных под землей;
  • металлические трубы, за исключением газо- и нефтепроводов;
  • железнодорожные рельсы.

Контакт объекта с естественным заземлителем должен осуществляться минимум в двух местах. Преимущества этого метода в простоте, эффективности и сокращении затрат на организацию системы электробезопасности.

Нельзя выбирать в качестве естественных заземлителей следующие объекты:

  • трубопроводы горючих и взрывчатых газов и жидкостей;
  • трубы, покрытые антикоррозийной изоляцией;
  • канализационные трубопроводы;
  • трубы централизованного отопления.

Сопротивление стеканию тока

Заземление работает по следующему принципу: ток, стекающий в землю через место замыкания, проходит вначале на корпус электроустановки и с него через УЗ в грунт. Очевидно, что при организации сетей заземления до 1000 Вольт, важно создать цепочку, обеспечивающую стекание избыточного заряда в землю.

Значения сопротивления заземления для сетей различного назначения:

Назначение сети

Максимальное значение сопротивления, Ом

Частные дома 220, 380 Вольт

30

Промышленное оборудование

4

Источник тока при напряжении 660, 380 и 220 Вольт

2, 4, 8

Частный дом при подключении газопровода

10

Устройства защиты линий связи

2 (реже 4)

Телекоммуникационное оборудование

2 или 4

Чтобы получить показатели сопротивления, установленные нормативами, следует придерживаться типовых процедур:

  • Увеличить площадь соприкосновения деталей заземляющего устройства с грунтом.
  • Обеспечить качественный контакт между элементами устройства и соединительными шинами.
  • Усилить проводимости почвы увлажнением или повышением ее солености.

Для контроля за соответствием сопротивления предписанным нормам следует проверять его уровень не реже одного раза в шесть лет.

Работа УЗ при нарушении защитной изоляции электрооборудования

Нарушение целостности защитной изоляции нередко приводит к замыканию фазы на корпус. Дальнейшее развитие событий зависит от качества системы электробезопасности. Возможны следующие варианты:

  1. Заземление отсутствует, устройство защитного отключения не установлено. Самая неблагоприятная ситуация. При прикосновении к корпусу ощущается сильный удар.
  2. Корпус подключен к системе заземления, УЗО отсутствует. Если ток утечки будет велик, сработает автомат и отключит питающую линию или цепочку. Этот вариант может привести к накоплению избыточного потенциала на корпусе, если сопротивление переходов и номинал предохранителей будут велики. Такая ситуация опасна для людей.
  3. Заземление отсутствует, устройство защитного отключения установлено. Ток утечки вызовет срабатывание УЗО и человек успеет ощутить только слабый удар током.
  4. Корпус подключен к заземлению, УЗО установлено – наиболее надежный вариант, обеспечивающий защиту людей и техники благодаря тому, что защитные устройства дополняют и отчасти дублируют друг друга. При замыкании фазы на корпус, избыточный потенциал стекает через систему заземления. Одновременно устройство защитного отключения реагирует на утечку и отключает подачу тока, исключая возможность поражения током людей. Если ток утечки значительно превышает возможности УЗО, может сработать автомат и продублировать его функцию.

Заземление цехового оборудования

Согласно правилам устройства электроустановок до 1000 Вольт, их классифицируют по виду заземляемых устройств:

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

Заземление типового станочного оборудования

Для заземления цехового оборудования используют контур системы уравнивания потенциалов (далее СУП).

Система уравнивания потенциалов  – это элемент устройства заземления, представляющий из себя контур из проводящих элементов для подключения корпусов оборудования с целью достижения равенства потенциалов.

 Важно уделить внимание  следующим техническим вопросам: 

  • Определить расположение контура СУП в рабочей зоне.
  • Рассчитать толщину шины, используемой для соединения корпуса станка с УЗ.
  • Определить место наложения стационарного заземления.
  • Выяснить какие устройства используются для защиты опасных частей оборудования.

Контроль этих вопросов – обязанность цехового электрика, владеющего информацией о структуре и расположении элементов системы заземления и порядке подсоединения к ней корпусов станков, в том числе предписанном конструкцией станка расположении точки подключения заземляющей шины.

Заземление электродвигателей

Согласно нормам, заземление электродвигателей также является обязательным, кроме случаев, когда оборудование устанавливается на металлический пьедестал, имеющий контакт с грунтом. В остальных случаях необходимо соединить корпус с системой заземления при помощи медной жилы. Правилами указывается, что контакт с заземлением должно быть прямым у каждого электродвигателя и последовательное подключение нескольких устройств через заземляющую цепочку недопустим, поскольку обрыв линии приводит к потере контакта сразу всех электродвигателей.

Для грамотного подключения заземления необходимо предусмотреть на подводящем силовом кабеле 380 Вольт дополнительную шину, одним концом подключенную клемме заземления в распредкоробке двигателя, а вторым – к корпусу силового шкафа. При этом важно соблюсти последовательность подключения и соединить с системой заземления вначале электрический щиток. Важно также обеспечить соответствие диаметра сечения проводников установленным нормам.


Заземление сварочных аппаратов

Правила устройства электроустановок регламентируют также порядок заземления сварочных аппаратов. Заземление корпусов оборудования в данном случае является обязательным. Кроме корпуса заземляться должна и трансформаторная вторичная обмотка через один из выводов. Другой используется для подключения держателя электродов.

Возле заземляемого вывода на корпусе расположен соответствующий знак и приспособление для фиксации шины, соединяющей его с защитным контуром. Переходное сопротивление защитного контура или устройства не должно быть выше 10 Ом.

Для повышения электропроводимости системы заземления следует увеличить контактную площадь соединений, в том числе площадь соприкосновения с землей. Подключение к ЗУ должно быть индивидуальным у каждого сварочного аппарата и не должно осуществляться через заземляющую цепочку, поскольку в случае обрыва контакт с УЗ будет потерян сразу всеми аппаратами.


Защита передвижных установок

Особое внимание стоит уделить заземлению передвижных установок. Для защиты передвижных установок используют заземлители для передвижных установок  ГОСТ 16556-02016. Поскольку особенности их эксплуатации затрудняют выполнение требований по обеспечению показателей переходного сопротивления, поэтому правилами устройства электроустановок допускается повышение показателя до 25Ом. Это относится только к установкам, снабженным автономным питанием и имеющим изолированную нейтраль.

Этот вид УЗ может применяется для установок с пониженным искрообразованием, не являющихся источниками питания для иного оборудования, а также для передвижных агрегатов, имеющих собственные заземлители, не задействованные в данный момент.

Передвижные установки, оснащенные автономным питанием, требуют регулярного освидетельствования на наличие повреждений защитной оболочки, поскольку имеют изолированную нейтраль и повышенный риск образования трущихся сочленений.

Защита электроприборов

При работе с электроприборами разных типов можно ориентироваться на стандартные правила обеспечения безопасности:

  • Защитить открытые токоведущие части.
  • Нарастить защитную изоляцию.
  • Использовать специальные приспособления для ограничения доступа к корпусам оборудования.
  • Если позволяет конструкция, можно как меру использовать понижение напряжения.

 Во избежание пробоев изоляции и попадания фазы на корпус электроприбора эффективными являются традиционные методы:

  • Наличие системы заземления.
  • Система уравнивания потенциалов.
  • Усиление изоляции токоведущих частей.
  • В некоторых случаях как меру безопасности при работе с электрооборудованием можно использовать ограничение доступа в помещения, представляющие потенциальную опасность за счет повышенной влажности, запыленности и т.п.

Важно учесть, если помимо заземления используются другие методы защиты людей – они не должны быть взаимоисключающими и снижать эффективность друг друга.

Задействовать естественные заземлители для обеспечения защиты возможно только при отсутствии вероятности повреждения подземных конструкций, в случае протекания по ним аварийного тока.

Защита с помощью заземления и зануления

Для обеспечения электробезопасности людей нередко используют комбинированный метод заземления и зануления электрооборудования. Зануление обеспечивается соединением защитных корпусов с нейтралью подводящей силовой линии. Это позволяет преобразовать сетевое напряжение, попавшее на корпус установки, в однофазное короткое замыкание. И заземление и зануление выполняют защитную функцию, но разными методами.

При заземлении для обеспечения снижения избыточного потенциала используется дополнительное устройство. Для работы системы зануления достаточно соединить корпус электроустановки с нейтралью питающей сети.

При работе в потенциально опасных помещениях использование одного из описанных методов является обязательным. Ответственные сотрудники должны четко понимать отличие одного способа защиты от другого и знать каким должен быть контур заземления у каждого вида оборудования.

Контроль состояния защитных устройств

Правила устройства электроустановок предписывают проводить периодическую проверку работоспособности системы заземления. Она позволяет установить соответствие параметров сопротивления стеканию тока заземляющих контуров нормативным. Проверка происходит с использованием специальных измерительных приборов, подключаемых к заземляющим устройствам по определенным схемам.

Правилами также регламентируется периодичность проведения проверки. Она зависит от класса обследования, конструкции заземляющих устройств, типа и мощности используемого оборудования. Визуальный осмотр состояния системы заземления должен проводиться каждые полгода. Проверки, сопровождаемые вскрытием грунта в местах, связанных с повышенным риском – раз в 12 лет или чаще.

Грамотный подход к организации системы заземления электроустановок, четкое понимание структуры и особенностей разных типов УЗ, а также своевременный контроль их состояния, в соответствии с действующими регламентами, обеспечит безопасность сотрудников предприятия, сохранность оборудования и зданий.

Заземление. Зачем нужно заземлять оборудование, назначение заземления.

Заземление. Зачем нужно заземлять оборудование, назначение заземления.

Любое электрооборудование как бытовое (холодильник, стиральная машинка и др.) так и промышленное (станки, стабилизаторы напряжения, электрокотлы и др.), имеет гарантийный срок службы и номинальный срок службы. Гарантийный срок службы устанавливают производители оборудования и этот срок может быть от 6 месяцев до 5 лет. Номинальный срок службы оборудования определяется в нормативных документах: технические условия или в системе государственных стандартов (ГОСТ). Тем не менее, на срок службы влияют многие факторы: от условий эксплуатации и до правильности выбора параметров оборудования для целей его использования. Все электрооборудование имеет различные защиты как внутренние (программные виды отключения техники) так и внешние (автоматические выключатели при перегрузке или коротком замыкании).

Однако бывают ситуации, когда защитные устройства не реагируют на возникшие внештатные ситуации. Частным случаем внештатной ситуации может стать повреждение внутренней изоляции (проводника, схемы) и возникновении на металлическом корпусе оборудования напряжения. И такое напряжение может колебаться от нескольких вольт до нескольких десятков вольт и даже может быть больше 100Вольт.

Прикоснувшись к такому оборудованию сквозь человека пройдет переменный ток, и как известно смертельно опасным считается напряжение переменного тока с номиналом более 24В. Многие испытывали «покусывание» металлических частей оборудования, так вот это небольшие потенциалы напряжения. Для защиты от таких повреждений и было придумано заземление, основное назначение которого – снизить величину этого напряжения. То есть другими словами, главное предназначение заземления – максимально снизить напряжение появившееся на корпусе электрооборудования до безопасного значения.

Допустим, что у вас установен металлический светильник, корпус которого не заземлен. В ситуации, если изоляция будет повреждена, на металлической части светильника окажется напряжение. И вот вы собрались поменять лампочку в светильнике, притронулись к корпусу – вас ударит током, т.к. дотронувшись к корпусу светильника вы окажетесь проводником, а электрический ток потечет через ваше тело в землю.
Если светильник будет заземлен, то значительная часть напряжения уйдет в землю поскольку сопротивление заземления, как правило, меньше чем сопротивление вашего тела.

Что такое заземление?
Заземлением – называется такое соединение (цепь заземления) металлических  элементов электрооборудования (в обычном состоянии не токоведущими) с землей (схемой заземления, контуром), которые в обычном состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции.

Заземление очень необходимо для работы таких устройств как Устройство защитного отключения, сокращенно УЗО. Так вот, если корпус электрооборудования не будет заземлен, то ток утечки протекать не будет, и устройство защитного отключения не сработает.

Зануление? Главное отличие заземления от зануления?
Наряду с заземлением вам наверняка приходилось слышать такой термин как зануление.
Зануление это схемное соединение металлических частей электрооборудования, которые в нормальном режиме работы не являются токоведущими с нулевым проводником сети (с нулем). Принципиально  заземление и зануление выполняют одну и ту же задачу – защищают человека от поражения электрическим током, но обеспечивают такую защиту немного разными подходами. В сетях где применяется метод зануления происходит отключение от сети электрооборудования, корпус которого из-за пробоя изоляции оказался под напряжением.

При пробое фазы на соединенный с нулем корпус возникает замкнутый контур между фазой и нулем, другими словами возникает однофазное короткое замыкание. На возникшее короткое замыкание должны реагировать защитные устройства, такие как автоматы или предохранители, в результате происходит отключение поврежденной электроустановки от сети электропитания.

Краткий вывод:
– заземление обеспечит защиту методом снижения напряжения на корпусе электрооборудования при прикосновении человека к нему.
– зануление осуществляет защиту метедом отключения электрооборудования (группы защищаемых нагрузок) от сети.

В каких случаях используется «зануление», а в каких «заземление»?

Заземление и зануление – обеспечения безопасности людей, работающих с электроустановками и сетями, пользующихся бытовыми или промышленными приборами, работающими от электричества. Любая авария таких устройств, связанная с нарушением изоляции, грозит попаданием опасного напряжения на оголенные токопроводящие части корпуса.
Эффективная защита возможна при четком понимании физического смысла и сути «земли» и «ноля», правильном использовании их на практике.

Термины, определения


Чтобы исключить разную трактовку понятий «ноль» и «земля», нужно обратиться к установленным нормам и принятым стандартам. Проектирование, монтаж и эксплуатация отражены в основном руководящем документе энергетика – Правилах Устройства Электроустановок (ПУЭ). Глава 1.7 первого раздела содержит полные сведения о заземлителях, заземляющих защитных проводниках, системах и схемах. Раздел 3 описывает схемы защиты и автоматики. Седьмой раздел указывает как оборудуются сети, в том числе в общественных и жилых помещениях.

Заземлитель – искусственно сделанный из проводящих элементов контур, находящийся в непосредственном контакте с землей.

Нейтраль – точка соединения вместе одного из концов всех фазных обмоток источника напряжения переменного тока (трехфазного генератора или понижающего трансформатора подстанции). В идеальных условиях сбалансированной нагрузки, токи каждой фазы равны, взаимно компенсируют сами себя. Поэтому такая точка не имеет потенциала и называется нулем.


Защита заключается в создании физического соединения токопроводящих частей корпуса оборудования, которые при повреждении изоляции могут оказаться под опасным напряжением, с различными точками сети:
  • Зануление – соединение провода с нейтралью. При аварии фаза замыкается на ноль, вызывая срабатывание защитного автомата или предохранителя. В нулевом проводнике под нагрузкой протекает ток, равный фазному. Изоляция такого провода синяя.
  • Защитное заземление – подключение на контур заземлителя, уводящее опасное напряжение с корпуса на землю. В заземляющем проводе ток протекает только при аварии. Он окрашен в желто-зеленую полоску.


Оба подключения обеспечивают защиту. Но реализуют ее разными способами, в зависимости от места подключения.

Способы подачи электроэнергии


Электроустановки до 1000 вольт разделены на системы, в которых нейтраль источника энергии бывает:
  • глухозаземленная, когда нулевой провод сознательно подсоединен к заземлителю;
  • изолированная от земли.

Непромышленный потребитель обычно запитан по двухпроводной схеме используя два проводника – фазный и нулевой. По такой схеме питались все потребители электроэнергии раньше, а сейчас она допустима только для новых строений, которым электричество подается по воздушной линии.
Современные требования ПУЭ диктуют условия подачи электричества, используя:
  • 3 провода – фаза (L), ноль (N), защитный (PE) от заземлителя для однофазной сети;
  • 5 проводов – три фазы (L1-L3), N, PE для трехфазного питания.

Примером может послужить подключение жилого многоквартирного дома к трансформаторной подстанции. Оно выполнено кабелем с пятью жилами. Внутри здания три фазы через групповые распределительные устройства раздаются тремя проводами однофазным потребителям, равномерно распределяя нагрузку. Это легко выполнить на новом строительстве, но в существующих домах проводка уже есть. Всю ее переделать немедленно под новые требования, с постройкой заземлителей, невозможно.

Используемые способы организации защиты


Продается и эксплуатируется много бытовых приборов с трехпроводными шнурами и розетками, заземление корпусов которых обязательно. Особенности построения используемых стандартных систем питания помогут решить эту проблему, если невозможно построить отдельный контур заземления у потребителя.
В многоэтажные здания старой постройки электроэнергия подается по схеме TN-C-S, когда на трансформаторе нейтраль глухо заземлена, двумя проводами. Подается на щиток или шкаф проводником PEN, распределяясь дальше по группам и потребителям вместе с фазой L.
Если нужно включить, например, водяной электрический бойлер, нужно обязательно обеспечить защиту. При пробое изоляции нагревателя возникнет утечка на корпус, внутри которого вода. Водопроводная сеть окажется под напряжением. Чтобы предотвратить это, требуется заменить розетку на трехконтактную, соответствующую вилке. От нее вывести в подъезд дома на распределительный щиток дополнительный защитный провод желто-зеленой раскраски. Он под болт соединяется с корпусом щитка, а в квартире подключается на земляной контакт розетки.
Категорически запрещается объединять нулевой и корпусной контакты непосредственно в розетке.

Смотрите видео


Заземление: Понимание основ построения фундамента электрической системы здания | NFPA

Заземление – это термин, который электрик, инженер-электрик или руководитель предприятия очень хорошо знает и часто использует, но что он означает? Первоначальная мысль заключается в том, что это просто подключение заземляющего проводника к земле. Проще говоря, это правильно, но это нечто большее. Во-первых, мы должны понять, что такое заземление, чтобы можно было установить надлежащую систему заземления.

Заземлен или заземлен, как определено в NFPA 70® издания 2020 г., Национальных электротехнических правилах ® (NEC®), ст. 100, подключается к земле или к проводящему телу, который расширяет заземление. Итак, я уверен, что многие из вас думают, просто воткните провод в землю и назовите это хорошим, не так ли? Не совсем. Сначала должен быть создан эффективный путь тока замыкания на землю, чтобы гарантировать безопасную электрическую систему. По сути, это создание электропроводящего пути с низким импедансом, который облегчает работу устройства защиты от перегрузки по току.Этот путь должен быть способен безопасно пропускать максимальный ток замыкания на землю, который может быть наложен на него из любой точки системы электропроводки, где может произойти замыкание на землю. Сама земля не считается эффективной цепью тока замыкания на землю, поэтому просто воткнуть провод в землю недостаточно.

Заземление – это фундамент электрической системы здания или сооружения. В соответствии с 250.20 (B) NEC 2020 системы переменного тока (AC) напряжением от 50 до 1000 вольт должны быть заземлены, что означает привязку к земле.Это достигается за счет правильно установленной системы заземляющих электродов. Наличие надежной системы заземляющих электродов стабилизирует напряжение и помогает устранять замыкания на землю. В разделе 250.50 NEC 2020 приводится схема системы заземляющих электродов, а в разделе 250.52 перечислены утвержденные заземляющие электроды. Вот несколько наиболее эффективных заземляющих электродов для зданий и сооружений:

  • Металлическая труба для подземного водоснабжения
  • Металлические опорные конструкции в земле
  • Электрод в бетонном корпусе (также известный как «нижний колонтитул» или «Ufer-заземление»).
  • Кольцо заземления

Система заземляющих электродов – это соединение с землей через заземляющие электроды, требуемые согласно нормам. Затем заземляющие электроды снова подключаются к электросети здания через провод заземляющего электрода (GEC). GEC, обслуживающий здание или сооружение, оканчивается на нейтральной шине внутри электрооборудования рядом с заземленным (нейтральным) проводником. Нейтральная шина соединена (подключена) к корпусу сервисного оборудования через главную перемычку, которая, в свою очередь, создает эффективный путь тока замыкания на землю для электрической системы.

Но что тогда, когда эффективный путь тока замыкания на землю был установлен на землю? Как будет заземлено электрическое оборудование в зданиях и сооружениях? Он проходит через заземляющий проводник оборудования параллельной цепи (EGC). EGC бывают разных размеров, типов и материалов, как указано в NEC 2020, раздел 250.118. Вот некоторые из них:

  • Медные, алюминиевые или плакированные медью алюминиевые жилы
  • Жесткий металлический кабелепровод (RMC)
  • Промежуточный металлический трубопровод (IMC)
  • Электрометаллические трубки (EMT)

Часто EGC представляют собой систему дорожек качения, RMC, IMC или EMT. Эти типы EGC соединяются вместе и с корпусом оборудования с помощью ряда перечисленных установочных винтов или компрессионных муфт и соединителей. В большинстве разъемов используются стопорные гайки или соединительные втулки для подключения к электрическому оборудованию или корпусам. Если используются соединительные втулки, для них требуется дополнительный провод, называемый перемычкой для подключения оборудования, который необходим для завершения соединения с корпусом, нейтральной шиной или шиной EGC. Это помогает завершить эффективный путь тока замыкания на землю.Использование соединительной втулки с соединительными перемычками оборудования может быть более подвержено ошибкам человека или механическим сбоям, поэтому эффективный путь тока замыкания на землю может быть не таким надежным. EGC, которые представляют собой электрические проводники, такие как медные, алюминиевые или покрытые медью алюминиевые проводники, могут быть более эффективными из-за прямого подключения к электрическому оборудованию, корпусу, нейтральной шине или шине EGC. Вероятность отказа у этого типа EGC меньше из-за меньшего количества точек подключения.

Как правило, при установке EGC одобренный EGC должен находиться в том же кабельном канале, желобе, кабеле или шнуре от электрической службы или подпанели, что и проводники фидера или ответвительной цепи, которые обеспечивают питание электрооборудования.С точки зрения электробезопасности и глядя на NFPA 70E®, стандарт по электробезопасности на рабочем месте ® , раздел 120.5 (8), где существует вероятность индуцированного напряжения, все проводники цепи и части цепи должны быть заземлены перед касаясь их. Это один из возможных шагов для создания электрически безопасных условий работы (ESWC), поэтому слабый или нефункционирующий EGC затруднит или сделает невозможным создание ESWC, когда возникает необходимость в замене или обслуживании электрического оборудования.

Чтобы узнать больше о правильном склеивании, более подробно изучите Art. 250 NEC 2020 года. Наш новейший информационный бюллетень по заземлению и соединению также будет полезным ресурсом. Загрузите его здесь.

Неспособность установить эффективный путь тока замыкания на землю посредством надлежащего заземления может помешать нормальной работе устройств защиты от сверхтоков и, следовательно, неэффективному устранению замыкания на землю, что может привести к поражению электрическим током, электрошоку или вспышке дуги. Создав эффективный путь тока замыкания на землю, вы не только будете правильно выполнять свою работу, но и обезопасите себя и других при загрузке.

NFPA 70 Национальный электротехнический кодекс® (NEC®) теперь доступен в NFPA LiNK ™ , платформе доставки информации ассоциации с кодами и стандартами NFPA, дополнительным контентом и наглядными пособиями по безопасности зданий, электричества и жизни. профессионалы и практики. Узнайте больше на nfpa.org/LiNK .

Зачем нужно заземлять электрические цепи?

Электрические устройства «заземляются», когда они подключаются к заземляющим устройствам из соображений безопасности. Заземление обеспечивает безопасный «путь наименьшего сопротивления» для следования паразитному напряжению. Системы заземления направляют паразитное напряжение в землю, где оно безопасно разряжается, а не накапливается в опасных местах.

Без заземления скачки напряжения или повреждение оборудования могут сделать электрические цепи опасными или разрушительными. Они могут повредить подключенные электроприборы, поразить окружающих людей или даже вызвать возгорание. Заземление – важный элемент безопасности для электрической системы любой конструкции.Фактически, электрические нормы требуют этого для всех новых построек. Вот что вам следует знать об электрическом заземлении и зачем оно вам нужно:

Как работает электрическое заземление?

Электрические цепи обычно содержат три провода: «горячий» провод, «нейтральный» провод и заземляющий провод. Горячий провод содержит активное напряжение, питающее электрические приборы. Активное напряжение заряжено отрицательно. Отрицательно заряженное электричество естественным образом стремится разрядить свою отрицательную энергию, чтобы вернуться в состояние нейтрального заземления. Для этого он проходит через нейтральный провод и возвращается к положительному заряду главной сервисной панели. Когда цепи замыкаются, отрицательные заряды проходят через горячий провод и возвращаются на землю через нейтральный провод. Если все исправно, заземляющий провод никогда не вступит в игру.

К сожалению, цепи могут ломаться или работать неправильно, как и все остальное. При повреждении или обрыве проводов в цепи электричество может выходить из системы и попадать в другие материалы.В зависимости от того, где протекает ток, он может шокировать вас, что-то повредить или вызвать пожар. Заземляющие провода предотвращают это. При поиске нейтрали напряжение всегда следует по пути наименьшего сопротивления, даже когда оно выходит из замкнутой системы. Провода заземления обеспечивают этот путь наименьшего сопротивления. Они подключаются к шине заземления в земле под вашей цепью. Когда в системе возникает паразитное напряжение, заземляющий провод «ловит» его и передает на землю, где он не может повредить вам.

Почему важно электрическое заземление?

Заземление электрических цепей – очень важная процедура безопасности. Заземление помогает защитить вас и ваш дом от опасностей повреждения цепей или электрических перегрузок. Когда случаются скачки напряжения, избыточное электричество, введенное в систему, может выскочить из проводки. Без электрического заземления это паразитное напряжение может вызвать возгорание, повредить приборы или шокировать окружающих.

Правильное заземление защитит электрическую систему вашего дома даже в случае сильного скачка напряжения или удара молнии.Заземление предотвращает возникновение электрической дуги на других проводящих материалах, таких как вода и металл, где оно может повредить вам. Заземляющие провода также предотвращают перегрузку напряжением и повреждение ваших приборов, что помогает им прослужить дольше и лучше работать. В целом, заземление – одна из важнейших мер безопасности, защищающих современные домашние электрические системы.

Как узнать, заземлены ли мои цепи?

Может быть трудно определить, правильно ли заземлен ваш дом, без тестера цепей или профессионального осмотра.Однако есть пара вещей, которые помогут вам составить представление. Прежде всего: у ваших розеток два или три контакта? Нижний третий контакт розетки подключается к заземляющему проводу. Если в вашем доме есть двухконтактные розетки, они представляют собой незаземленные электрические цепи. Если у вас есть двусторонние розетки, обновите их до GFCI ASAP .

Даже если каждая из ваших розеток имеет три контакта, у вас все равно может не быть эффективного заземления. Иногда дома, которые когда-то были заземлены, теперь имеют неэффективное заземление из-за повреждений или ошибок в электропроводке.Дома, построенные в 50-х и 60-х годах, часто не имеют заземления или неэффективного заземления, даже если в них есть трехконтактные розетки. Если вы хотите точно знать, заземлен ли ваш дом, приобретите домашний тестер цепей или запланируйте осмотр.

Что делать, если мои цепи не заземлены?

Лучше всего вызвать электрика для немедленной установки заземления. Специалисты Early Bird могут перемонтировать весь ваш дом, чтобы включить безопасное и современное заземление в каждую из ваших цепей.Если вы не хотите переделывать свой дом для заземления, вам следует как минимум заменить двухконтактные розетки на GFCI.

GFCI, или «прерыватели цепи замыкания на землю», могут обеспечить вам уровень защиты даже без заземления. Эти розетки автоматически прерывают подачу электричества при возникновении опасности поражения электрическим током, возгорания или повреждения. У вас должны быть розетки GFCI на кухне и в ванных комнатах вашего дома, независимо от того, заземлили вы свой дом или нет! Розетки GFCI не защитят вашу технику так же эффективно, как заземление, но они помогут защитить вас.

Если вы хотите установить заземление, заменить двухконтактные розетки на GFCI или у вас есть другой вопрос по электрике, свяжитесь с Early Bird Electric в любое время. Наши лицензированные и опытные специалисты помогут вам решить любые проблемы с электричеством. Мы хотим помочь сделать ваш дом безопасным.

Почему заземление оборудования так важно?

Автор Ли Маршессо – Опубликовано 6 февраля 2020 г., 19:54

EPG – Отсутствует заземление

EPG Технические специалисты обучены определять и понимать, что является активным, а что нет.Мы часто думаем о незаземленных «горячих» проводах как о частях, находящихся под напряжением, которых следует избегать. Мы также знаем, что нам необходимо подключить заземленный провод «нейтраль», чтобы замкнуть цепь и чтобы подключенные нагрузки работали, как задумано. Нейтраль заземляется заземляющим проводом («заземление»), который служит опорой для защитных устройств. Это важная причина для установки системных оснований. Все защитные устройства имеют кривую время-ток, которую важно понимать для защиты электрической инфраструктуры и координации системы. Однако иногда существует неправильное представление о том, что заземление оборудования или корпуса необязательно. Провода заземления являются неотъемлемой частью электробезопасности и всегда требуют серьезного рассмотрения.
Вот несколько причин, по которым заземляющее оборудование так важно.

  1. Защита от электрической перегрузки
    Одной из наиболее важных причин заземления электрических токов является то, что оно защищает оборудование от замыканий на землю, скачков напряжения в энергосистеме или близлежащих ударов молнии.Эти аномалии вызывают опасно высокое напряжение в электрической системе. Если установлено надлежащее заземление, все избыточное электричество уйдет в землю, а не разрушит все, что связано с электрической системой.
  2. Обеспечивает альтернативный путь для прохождения тока
    Эффективное заземление вашего электрического оборудования означает, что будет путь с низким сопротивлением, позволяющий электрическим токам безопасно и эффективно проходить через вашу электрическую систему на землю.
  3. Помогает стабилизировать уровни напряжения
    Заземление электрического оборудования облегчает распределение нужного количества энергии во всех нужных местах, что может сыграть огромную роль в обеспечении того, чтобы цепи не были перегружены и не взорвались. Земля является общей точкой отсчета для многих источников напряжения в электрической системе.
  4. Земля – ​​лучший проводник
    Одна из причин, по которой заземление помогает обезопасить вас, заключается в том, что земля является таким отличным проводником, и поскольку ток обратно пропорционален сопротивлению, большая часть тока проходит по пути с наименьшим сопротивлением.Заземлив ваше электрическое оборудование, альтернативный путь прохождения тока вызывает гораздо меньшее сопротивление, чем если бы вы, – возможно, спасая вашу жизнь.
  5. Предотвращает повреждение, травмы и смерть
    Без должным образом заземленного электрического оборудования существует более высокий риск повреждения в результате короткого замыкания или замыкания на землю. В худшем случае перегрузка электросети может вызвать пожар, что может привести не только к значительному материальному ущербу, но и к человеческим жизням.
  6. Заземление и соединение создают равный потенциал
    Соединение всего оборудования в пределах досягаемости на временных установках (6 футов.) создает равнопотенциальную зону. Если происходит замыкание на землю и мгновенно возбуждается питание корпуса, другие близлежащие проводящие объекты могут поддерживать потенциал земли, если они не подключены к корпусу генератора. Это может быть смертельная разница в потенциале, вызывающая тяжелый или фатальный шок. Кроме того, склеивание металлических частей, таких как барабаны, корпуса батарей или другого оборудования в легковоспламеняющихся атмосферных условиях, важно для предотвращения статических разрядов.

Таким образом, по существу, существует 3 части электрической системы, которые имеют решающее значение для функциональности и безопасности.Незаземленные провода от источника питания (обычно называемые «горячими» проводами, заземленный провод «нейтралью», который является обычным токопроводящим проводом, и заземляющий провод, который соединяет нейтраль с землей и используется для заземления и соединения оборудования. Надлежащее заземление и соединение является важной частью электрической инфраструктуры, которую нельзя упускать из виду.

Перегретый выключатель

Категория: Электричество

Требования к электрическому заземлению Бесплатное онлайн-обучение OSHAcademy

Ресурсы по технике безопасности: электрическое оборудование


Требования безопасности при установке

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

В этом разделе содержатся требования к заземлению систем, цепей и оборудования.Заземление электрических цепей и электрического оборудования необходимо для защиты сотрудников от поражения электрическим током, защиты от пожара и защиты от повреждения электрического оборудования. Существует два типа заземления: (1) заземление электрической цепи или системы и (2) заземление электрического оборудования. Заземление электрической системы достигается, когда один провод цепи намеренно заземлен. Это сделано для защиты цепи в случае удара молнии или другого контакта с высоким напряжением.Заземление системы также стабилизирует напряжение в системе, поэтому ожидаемые уровни напряжения не превышаются при нормальных условиях. Второй вид заземления – заземление оборудования. Это достигается, когда все металлические каркасы оборудования и корпуса, содержащие электрическое оборудование или проводники, заземлены посредством постоянного и непрерывного соединения или соединения. Заземляющий провод оборудования обеспечивает путь опасному току короткого замыкания для возврата к заземлению системы в источнике питания цепи в случае нарушения изоляции.При правильной установке заземляющий провод оборудования представляет собой путь тока, который позволяет защитным устройствам, таким как автоматические выключатели и предохранители, срабатывать при возникновении неисправности. На рисунке ниже показаны оба типа заземления.

ПУТЬ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Путь к земле от цепей, оборудования и корпусов должен быть постоянным и непрерывным.

Это требование было извлечено из NEC 250-51, Эффективный путь заземления, который является более полным и фундаментальным для понимания электробезопасности.В нем указано, что путь к земле:

  • должен быть постоянным и непрерывным. (Если тракт проложен таким образом, что повреждение, коррозия, расшатывание и т. Д. Могут нарушить целостность цепи в течение срока службы установки, возникнет опасность удара током и ожога.)
  • должен быть способен безопасно проводить любой ток короткого замыкания, который может быть наложен на него. (Токи повреждения могут во много раз превышать нормальные токи, и такие высокие токи могут расплавить или сжечь металл в точках с плохой проводимостью.Эти высокие температуры могут представлять опасность сами по себе и могут нарушить целостность цепи замыкания на землю.)
  • должен иметь достаточно низкий импеданс, чтобы ограничить напряжение относительно земли и облегчить работу защитных устройств цепи. (Если цепь замыкания на землю имеет высокий импеданс, при каждой попытке протекания токов короткого замыкания будут возникать опасные напряжения. Кроме того, если полное сопротивление велико, ток короткого замыкания будет ограничен до некоторого значения, настолько низкого, что предохранитель или автоматический выключатель сработает. не действовать быстро, если вообще.)

В отношении безопасных путей заземления важно помнить следующее:

  • Ток повреждения в цепях переменного тока будет ограничен суммой сопротивления и реактивного сопротивления, и единственный путь с низким реактивным сопротивлением – это тот, который следует за проводниками цепи.
  • Если используется металлическая система дорожек качения, убедитесь, что металлическая система является непрерывной и постоянной.
  • В случаях, когда система металлических кабельных каналов не используется, обеспечьте зеленый или неизолированный провод заземления оборудования рядом с проводниками питания, чтобы гарантировать, что все корпуса соединены вместе и с источником.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ, ПОДКЛЮЧЕННОГО ШНУРОМ И РАЗЪЕМОМ

При любом из условий, описанных ниже, открытые нетоковедущие металлические части оборудования, подключенного к шнуру и вилке, которые могут оказаться под напряжением, должны быть заземлены.

  • а. Если в опасном (засекреченном) месте.
  • г. При работе от напряжения более 150 вольт относительно земли, за исключением защищенных двигателей и металлических каркасов электроприборов, если каркасы приборов постоянно и эффективно изолированы от земли.
  • г. Если оборудование следующих типов:
    • Холодильники, морозильники и кондиционеры;
    • Машины для стирки, сушки белья, посудомоечные машины, водоотливные насосы и электрическое аквариумное оборудование;
    • Инструмент ручной с мотором;
    • Электроприводы следующих типов: кусторезы, газонокосилки, снегоочистители, скрубберы мокрые;
    • Приборы, подключаемые к электросети и с розеткой, используемые во влажных или влажных помещениях, или работниками, стоящими на земле или на металлических полах или работающими внутри металлических резервуаров или котлов;
    • Переносное и передвижное рентгеновское оборудование и сопутствующее оборудование;
    • Инструменты, которые могут использоваться во влажных и токопроводящих местах; и
    • Переносные ручные фонари.

В условиях, описанных выше, открытые нетоковедущие металлические части оборудования, подключенного к сети и вилке, должны быть заземлены. Заземление металлических частей не требуется, если оборудование питается через изолирующий трансформатор с незаземленной вторичной обмоткой с напряжением не более 50 вольт или если переносные инструменты защищены утвержденной системой двойной изоляции. Для заземления оборудования, подключенного к шнуру и вилке, в комплекте шнура обычно предусматривается третий провод, а в вилке – третий контакт.Третий провод служит заземляющим проводом оборудования, который подключается к металлическому корпусу переносного инструмента и металлической шине заземления внутри оборудования служебного входа. Служебное входное оборудование расположено на входе в систему электроснабжения здания или завода и содержит или обслуживает другие щитовые панели, которые содержат защитные устройства параллельных цепей, такие как предохранители и автоматические выключатели. Третий провод обеспечивает путь для тока короткого замыкания в случае нарушения изоляции.Таким образом, опасный ток короткого замыкания будет направлен обратно к источнику, к служебному входу, и позволит сработать автоматическим выключателям или предохранителям, тем самым размыкая цепь и останавливая прохождение тока.

На рисунке ниже показана потенциальная опасность поражения электрическим током, которая существует, когда не используется третий провод, заземляющий провод. В случае неисправности большая часть тока будет проходить по пути наименьшего сопротивления. Если рабочий обеспечивает путь к земле, как показано, некоторая часть тока уйдет от заземленного белого проводника (нейтрали) и вернется на землю через рабочего.Сила полученного разряда будет зависеть от силы тока, протекающего через рабочего.

На рисунке ниже показаны преимущества правильно подключенного заземленного проводника. Следует отметить, что правильно подключенный кабелепровод и связанные с ним металлические корпуса также могут служить заземляющим проводом.

Предотвращение удара с помощью надлежащих методов заземления – охрана труда и безопасность

Предотвращение удара током с помощью надлежащих методов заземления

Восемьдесят процентов всех проблем с качеством электроэнергии обнаруживаются в системе распределения электроэнергии и заземления.

  • Чад Рейнольдс
  • 1 ноября 2003 г.

AN по оценкам 58 человек каждую неделю теряют жизнь в результате поражения электрическим током. В электрической системе система заземления является основной защитой от поражения электрическим током. Он обеспечивает заземление с низким сопротивлением для защиты от электрических повреждений. Использование надлежащих методов заземления, проверка и поддержание хорошего электрического заземления, а также установка защитных устройств – лучшие способы защитить людей и оборудование от поражения электрическим током.

Поддержание качественного заземления начинается с правильного подключения цепи. Национальный электрический кодекс (NEC) требует, чтобы удаление любого устройства не могло прервать заземление. Производители розеток в ответ поставили розетки только с одним заземляющим контактом. Это запретило бы электрикам подключать устройство последовательно с цепью заземления.



= “центр”>

Распространенным методом обеспечения целостности заземления является использование гибкого кабеля.Чтобы сделать косичку, возьмите оба провода заземления и соедините их 6-дюймовым проводом того же цвета, который был зачищен с обоих концов. Крепко возьмите все три и свяжите их вместе проволочным соединителем. Обязательно используйте разъем, размер которого соответствует размеру и количеству проводов.

Доступны специальные соединители, облегчающие эту работу. В одном из них через отверстие в верхней части разъема вставляется неизолированный медный провод. Затем все провода связывают, скручивая разъем до упора.Готовые косички становятся все более популярными из-за экономии времени. Например, в некоторых разъемах теперь совмещен скручивающийся провод с предварительно обжатым жгутом. Сверхгибкий 6-дюймовый провод обеспечивает беспроблемное размещение в распределительной коробке, а заземляющие кабели оснащены предварительно обжатым вилочным соединением для быстрой и простой установки устройства.


Эта статья была впервые опубликована в ноябрьском номере журнала «Охрана труда и безопасность» за 2003 год.

Связь между заземлением и качеством электроэнергии

Бесчисленные объекты поддерживают кластеры электронных устройств, особенно компьютеры и другие сетевые машины. Установка надлежащего заземления и выполнение регулярных проверок заземления может обеспечить стабильное качество электроэнергии.

Заземление – это проводящее соединение с низким сопротивлением между электрическими цепями, оборудованием и землей. Это влияет на стабильность опорного напряжения в энергосистеме.Правильная проводка и заземление необходимы в любой электрической системе для безопасной работы оборудования. Очень важно, чтобы система заземления прослужила предполагаемый срок службы электрической системы, которую она поддерживает, даже после выдерживания больших токовых замыканий.

Выборочные испытания на сопротивление заземления и заземления без стоек должны быть выполнены при первоначальной установке, чтобы убедиться, что соблюдаются минимальные требования к сопротивлению. Испытания заземления обязательно завершать после:

  • Строительство или модификация здания
  • Система заземления установлена ​​(до подачи электроэнергии)
  • Строительство здания завершено и здание полностью готово к эксплуатации
  • Один раз в год для профилактического обслуживания

Наряду с испытанием заземления необходимо испытание удельного сопротивления грунта для определения оптимального места для установки в соответствии с нормами и отраслевыми стандартами.В идеале сопротивление заземления должно составлять ноль Ом. Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) и Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) рекомендуют значение сопротивления заземления 5,0 Ом или меньше. Многие военные и критические объекты связи предусматривают сопротивление значительно ниже 1 Ом.

Влияние заземления на качество электроэнергии

Помимо предотвращения катастрофических событий, таких как пожары и серьезные травмы, правильное заземление ограничивает проблемы с качеством электроэнергии, которые приводят к неправильной работе систем, цепей и оборудования.

Национальный электротехнический кодекс (NEC®) не допускает подключения нейтрали к земле, которые создают контуры заземления, поскольку это может вызвать поражение электрическим током и проблемы с качеством электроэнергии. Контур заземления – это электрическая цепь, которая имеет более одной точки заземления, подключенной к заземлению, с разницей потенциалов между точками заземления, достаточно высокой для создания циркулирующего тока в системе заземления.

Надлежащее заземление требуется для создания отдельно производной системы (SDS), электрической системы, которая подает электроэнергию, получаемую или получаемую от генераторов, фотоэлектрических систем, аккумуляторных батарей, трансформаторов или ветряных турбин.Большинство SDS производится вторичной обмоткой силового распределительного трансформатора.

Теоретически не должно быть тока утечки в оборудовании или параллельных цепях. Некоторый ток утечки на землю будет присутствовать через систему заземления здания. Ток утечки возникает из-за того, что источник питания сети заземлен на трансформаторе, а система заземления здания заземлена на служебном входе. Большой ток может вызвать проблемы, а высокая утечка на землю обычно вызвана плохим, ослабленным или поврежденным соединением нейтрали, что увеличивает общее сопротивление нейтрального проводника.

Установка надлежащей системы заземления может не только спасти жизни и снизить риски, но также остановить распространение несоответствующих токов по линиям связи и электрическим соединениям.

Заземление оборудования в целях безопасности – журнал IAEI

Электрические системы и оборудование заземлены для повышения уровня безопасности от поражения электрическим током людей и имущества. Статья 250 NEC устанавливает минимальные требования к заземлению и соединению электрических систем и оборудования. В NEC -2008 внесены изменения, относящиеся к терминологии электрического заземления и соединения, что приводит к большей ясности и удобству использования правил, содержащих такие термины. В этой статье дается обзор некоторых изменений и более конкретный обзор того, для чего предназначено заземление оборудования.

Фото 1. Земля

Рисунок 1. Соединение обеспечивает целостность и проводимость

Общий язык общения

Для адекватного понимания требований необходимо всегда знать определенные термины, относящиеся к предмету изучения.Использование определенных терминов в коде дает пользователям лучшее понимание того, как правила применяются к установкам и системам. Все дело в развитии и поддержании общего языка общения; Другими словами, использование условий заземления и соединения, определенных в NEC , для повышения точности их применения.

Упрощенные термины, определенные NEC

Подключается для обеспечения непрерывности и электропроводности (см. Рисунок 1).

Земля. Земля (см. Фото 1).

Заземлен (заземление). Подключен (подключается) к земле или к какому-либо проводящему телу, расширяющему заземление (см. Рисунок 2).

Заземляющий провод, оборудование (EGC). Токопроводящая дорожка, устанавливаемая для соединения обычно нетоковедущих металлических частей оборудования вместе и с заземленным проводом системы, или с проводом заземляющего электрода, или с обоими (см. Рисунок 3).

Рисунок 2.Заземление означает «соединение с землей или проводящим телом, которое расширяет заземление».

Рис. 3. Заземляющий провод оборудования выполняет заземление, соединение и служит в качестве эффективного пути тока замыкания на землю.

Эффективный путь тока замыкания на землю.

Специально сконструированный токопроводящий путь с низким импедансом, спроектированный и предназначенный для передачи тока в условиях замыкания на землю от точки замыкания на землю в системе электропроводки до источника электропитания, и который облегчает работу устройства защиты от сверхтоков или заземления. -детекторы неисправностей в системах с высокоомным заземлением (см. рисунок 4).

Рис. 4. Эффективный путь тока замыкания на землю важен для работы устройства максимального тока

Заземление и соединение оборудования

Раздел 250.4 (A) (2) дает четкое объяснение того, почему электрическое оборудование заземлено. Этот язык характеристик означает, что, когда оборудование заземлено (подключено к земле), оно ограничивает напряжение относительно земли на этих проводящих материалах. Процесс заземления электрического оборудования приводит к тому, что проводящие части подключаются к земле таким образом, чтобы поддерживать проводящий объект на уровне или близком к потенциалу земли при нормальной работе и во время аномальных событий, таких как замыкания на землю.Раздел 250.4 (A) (3) объясняет, почему электропроводящие материалы и другое оборудование соединяются или соединяются для обеспечения непрерывности и электропроводности между ними. С точки зрения производительности, соединение не только устанавливает электрическую непрерывность и проводимость для путей тока замыкания на землю, что облегчает работу устройства максимального тока, но также минимизирует разницу потенциалов между проводящими частями, например, что требуется для сетей уравнивания потенциалов для водных сред, охватываемых статьей 680. .

Какое оборудование выполняют заземляющие провода

Заземлители оборудования по существу выполняют три основные функции. Этот компонент схемы заземления и соединения в электрической системе является многозадачным проводником. Давайте рассмотрим три аспекта характеристик заземляющих проводов оборудования.

Первой задачей, выполняемой заземляющим проводом оборудования, является установление проводящего соединения с землей (землей) для электропроводящих частей оборудования.Процесс заземления оборудования с использованием заземляющего проводника оборудования электрически соединяет токопроводящие части оборудования с землей и пытается удерживать эти токопроводящие части на уровне потенциала земли или как можно более близком к нему во время нормальной работы. Это помогает свести к минимуму возможность поражения электрическим током людей, контактирующих с этим оборудованием.

Рисунок 5. Функции заземляющего провода оборудования

Вторая задача, выполняемая заземляющим проводом оборудования, – это соединение.В определении заземляющего проводника , оборудования (EGC) ясно, что соединение является характеристикой этой цепи безопасности. Текст определения включает слова «соединять» и «вместе», поясняющие в рамках определения, что соединение осуществляется заземляющим проводом оборудования. Новое примечание мелким шрифтом после определения заземляющего проводника, оборудования (EGC) указывает, что EGC выполняет соединение. Пример соединения, выполняемого EGC, – это соединение двух светильников друг с другом с помощью секции металлических электрических трубок.Несмотря на то, что электрическая металлическая трубка является подходящим заземляющим проводом оборудования в соответствии с 250.118 (4), она также выполняет функцию соединения этих двух частей оборудования вместе.

Третья задача, выполняемая заземляющим проводом оборудования, заключается в том, что он служит в качестве эффективного пути тока замыкания на землю для облегчения работы устройства максимального тока в случае замыкания на землю в системе (см. Рисунок 5).

Фото 2. Заземляющий провод заземления оборудования кабельного типа Металлические электрические трубки

Таким образом, при таком понимании требований к характеристикам заземляющего проводника оборудования можно четко понять его важность при установке цепи электрической безопасности.Цепи электробезопасности – это цепи заземления и соединения, которые создаются для электрических систем, включая те, которые требуются для обслуживания, фидеров и ответвлений, а также отдельно производных электрических систем. Эти требования к рабочим характеристикам одинаковы для систем, рассчитанных на напряжение 600 вольт или меньше, и для тех систем и установок, которые имеют напряжение более 600 вольт.

Типы заземляющих проводов оборудования

Фото 3. Сечение заземляющего жилы проводного оборудования


Рисунок 6.Расчет заземляющих проводов оборудования основан на номинальных характеристиках устройства защиты от сверхтоков в соответствии с таблицей 250.122.

Подбор размеров заземляющих проводов оборудования

Важно понимать, что критерии выбора размеров, приведенные в таблице 250.122, являются минимальными, и может потребоваться, чтобы фактический размер заземляющего проводника оборудования был больше, чем указанные в таблице значения, чтобы обеспечить эффективную работу заземляющего проводника оборудования во время замыканий на землю. . Примечание внизу таблицы является обязательным, а не мелким шрифтом, и оно ссылается на критерии эффективности в 250.4, которые должны соблюдаться в целях безопасности. Обычное условие установки, которое часто требует увеличения минимального размера заземляющего проводника оборудования, – это когда незаземленные фазные проводники фидера или ответвленной цепи должны быть отрегулированы по размеру для управления эффектами падения напряжения в конструкции. Другое условие, которое может потребовать увеличения размеров заземляющих проводов оборудования, – это наличие большого количества доступного тока короткого замыкания, питающего объект. Проблема здесь в том, что заземляющие провода оборудования обладают достаточной пропускной способностью для безопасного проведения любого тока короткого замыкания, который может быть наложен на них.

Фото 4. Хорошее качество изготовления обеспечивает эффективные пути тока замыкания на землю

Хорошее качество изготовления

Все эти элементы влияют на эффективность пути тока замыкания на землю во время замыкания на землю. Национальная ассоциация подрядчиков по электротехнике (NECA) публикует серию стандартов, аккредитованных ANSI, которые предоставляют электрикам дополнительную информацию и информацию о том, что составляет хорошее мастерство при заключении контрактов на электромонтажные работы.Эти публикации доступны для всей электротехнической промышленности в качестве концентрированного усилия по продвижению более единообразного и последовательного подхода к качеству и целостности электрических установок. Это семейство стандартов называется Национальными стандартами по электромонтажу (NEIS).

Фото 5. Для фидеров среднего напряжения требуется заземляющий провод

Эффективный путь тока замыкания на землю

  1. Путь должен быть электрически непрерывным.
  2. Путь должен иметь достаточную пропускную способность.
  3. Путь должен иметь низкое сопротивление.

Эти три задачи требуются для любого эффективного пути тока замыкания на землю, который установлен с фидерами или ответвленными цепями. Код требует, чтобы эффективная цепь тока замыкания на землю была электрически непрерывной. Чтобы заземляющие проводники оборудования проводного типа были электрически непрерывными, они должны быть подключены к корпусам одним из методов, указанных в 250.8. Если заземляющий провод оборудования является кабелепроводом, трубкой или другим кабельным каналом, фитинги (контргайки, муфты, соединители и т. Д.) Являются ключом к соблюдению требований к непрерывности электрического тока.

Чтобы эффективные пути тока замыкания на землю имели достаточную пропускную способность, их размер должен соответствовать минимальным требованиям NEC . Заземляющие проводники оборудования проводного типа должны иметь размер в соответствии с минимальными значениями, указанными в 250.122, но может потребоваться, чтобы их размер был больше, чтобы обеспечить адекватную пропускную способность.

Рис. 7. Заземляющие провода оборудования должны проходить с проводниками цепи

Эффективный путь тока замыкания на землю также должен иметь минимально возможное полное сопротивление. Код Код включает требования к заземляющим проводам оборудования, которые должны быть проложены с проводниками цепи, чтобы поддерживать низкие значения импеданса при нормальной работе и при работе в условиях замыкания на землю. Разделы 300.3 (B) и 250.134 (B) обычно требуют, чтобы заземляющие провода оборудования проходили вместе с проводниками цепи (см. Рисунок 7).

Заземление оборудования свыше 600 В

Требования к заземлению и соединению для систем и цепей с напряжением более 600 В представлены в Части X Статьи 250. В Разделе 250.180 четко указано, что для заземленных высоковольтных систем требования всех частей Статьи 250 применяются в дополнение к любым положениям. которые могут изменять или дополнять эти общие требования, как предусмотрено в 250.182–250.190. По сути, это означает, что там, где требуются заземляющие провода оборудования для фидеров или ответвленных цепей с напряжением более 600 В, требования к размерам заземляющих проводов такого оборудования одинаковы.Если фидер на 200 ампер и 12 470 вольт установлен в ПВХ-кабелепроводе от точки A до точки B, он должен включать заземляющий проводник оборудования, размер которого соответствует правилам 250.122. Минимальный требуемый размер не меньше меди 6 AWG для данной конкретной установки.

Фото 6. Экраны кабелей должны быть заземлены в соответствии с 310.6

.

Помните, что заземление оборудования требуется для всего стационарного, переносного и мобильного оборудования и связанных с ними ограждающих конструкций, корпусов, электрических шкафов и поддерживающих конструкций.Раздел 250.190 требует наличия заземляющего проводника оборудования с минимальным сечением не менее меди 6 AWG или алюминия 4 AWG. Важно отметить, что экранирование кабелей среднего и высокого напряжения обычно не подходит для использования в качестве заземляющего проводника оборудования для этих цепей. Это экранирование требуется для отвода избыточной емкости и электростатических полей, присутствующих на концах этих кабелей. Это достигается за счет использования надлежащим образом установленного экранирующего проводника (либо ленточной ленты, либо концентрической скрутки), который соединяет экраны кабеля с заземляющим электродом, заземляющей шиной в оборудовании или с проводником заземляющего электрода [см. NEC 310.6 для получения дополнительной информации о подключении экранов кабелей] (см. Фото 5 и 6).

Рисунок 7

Сводка

Заземление оборудования необходимо для безопасности в электрических системах, работающих при напряжении 600 вольт или меньше, и в системах, работающих при напряжении более 600 вольт. Хотя требования для обеих систем незначительно различаются, требования к характеристикам заземления оборудования одинаковы. В этой статье представлен базовый обзор требований к заземлению оборудования в NEC и рассматривается, какое оборудование заземления предназначено для выполнения с точки зрения производительности.Заземляющий провод оборудования – это цепь безопасности, которая преднамеренно создается при установке фидеров или ответвлений. Провода заземления оборудования и процесс заземления оборудования приводят к созданию цепи безопасности, которая выполняет три важные задачи, обеспечивая безопасность электроустановки. Процесс обеспечивает путь к заземлению для электрического оборудования, которое необходимо заземлить.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *