Тема 1.8 Монтаж заземляющих устройств

23.03.2020

Основы технической эксплуатации и обслуживание электрического и электромеханического оборудования, оборудования подстанций и распределительных устройств

Гр.ТЭО-17.

Проработать лекцию (см. ниже)

Подготовится к тестовому опросу по всему разделу «Монтаж электрооборудования»

Тема 1.8 Монтаж заземляющих устройств

1.8.2. Монтаж заземления и нулевых защитных проводников  электроустановок.

 

Заземляющие устройства (заземление и зануление) выполняют для защиты людей от поражения электрическим током при повреждениях изоляции. Электросети выполняют проводниками, изолированными друг от друга и от земли. Прикосновение не только к оголенным, но и к изолированным частям, находящимся под напряжением, фактически включает человека в электрическую цепь Ток, проходящий через тело человека, будет тем больше, чем выше напряжение сети, чем больше ее емкость и меньше сопротивление ее изоляции. Электрическое сопротивление тела человека изменяется от 800 до 100 000 Ом. Оно зависит от многих факторов: состояния здоровья, нервной системы, психического состояния, влажности кожи, состояния одежды, обуви и других причин. Сопротивление заземляющих устройств в электроустановках до 1 кВ с изолированной нейтралью согласно [3] должно быть не более 4 Ом, а в электроустановках 220, 380 и 660.  В с глухозаземленной нейтралью — соответственно не более 8, 4, 2 Ом.

Заземляющий проводник — проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителей. Нулевой защитный проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ — проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сети постоянного тока.

Нулевой рабочий проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ — проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях многофазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в трехпроводных сетях постоянного тока.

Защитное заземление применяется с целью обеспечения электробезопасности и выполняется при помощи заземляющего устройства, основными элементами которого являются: искусственный или естественный заземлитель, магистраль заземления (cбopная заземляющая шина) и заземляющие проводники. Конструкция и параметры защитного заземления электроустановок должны отвечать требованиям ПУЭ.

Заземлители.В качестве заземлителей рекомендуется использовать естественные заземлители — находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий, сооружений и др. такие заземлители по сопротивлению растекания и токовым нагрузку не соответствуют требованиям ПУЭ, то должны применяться искусственные заземлители — специально помещаемые в землю металлические электроды. Для электродов применяют круглую, прямоугольную угловую сталь, не имеющую окраски, с размерами не менее приведенных ниже: d=10 мм круглых неоцинкованных заземлителей, d=6мм оцинкованных; 48 мм2 прямоугольных заземлителей, 4 мм — толщин прямоугольных заземлителей и полок угловой стали.

Магистраль заземления должна быть связана не менее, чем двумя проводниками с заземлителями, размещенными в разных местах.Размещать заземлители в местах, где возможно подсушивание земли по действием тепла трубопроводов, не разрешается. Сооружения заземлителей могут быть вертикальными, углубленными или горизонтальными. При устройстве углубленных заземлителей электроды закладывают на дно котлована после установки опалубки с максимально возможным удалением от фундамента. Для вертикальных заземлителей в качестве электродов применяют круглые стержни длиной 4,5—5 м или угловую сталь длиной 2,5—3 м. Заземлители вворачивают с помощью буров или ручных приспособлений с приводом или забивают в дно котлована или траншеи глубиной 0,7—0,8 м непосредственно после окончания рытья. Погружение вертикальных электродов возможно также с копров, вибраторами, гидропрессами и т. п. После погружения верхний конец заземлителя должен выступать над дном на 0,1—0,2 м.

В горизонтальных заземлителях электроды прокладывают по дну траншей глубиной 0,7—0,8 м. Они выполняются из круглой или по­лосовой стали как самостоятельно, так и для связи между собой вертикальных заземлителей.Изготовление конструкции для заземляющих устройств (электродов, полос, магистралей заземления, крепежных и соединительных деталей), их сварка в транспортабельные узлы должны выполняться в мастерских монтажных организаций. Соединение частей заземлителя между собой, а также заземлителей с заземляющими проводниками должно выпол­няться сваркой. Длина нахлестки для прямоугольных проводников должна быть не менее ее ширины, а для круглых — не менее шести диаметров. Траншеи с заземлителями должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора, с последующей утрамбовкой грунта. Перед засыпкой траншей проверяют качество монтажа и составляют акт освидетельствования скрытых работ.

Заземляющие проводники.В сетях с заземленной нейтралью в качестве нулевых защитных и заземляющих проводников используют нулевые рабочие проводники (исключения составляют переносные при­емники однофазного и постоянного тока), а также специально пре­дусмотренные или естественные проводники (металлические конструк­ции зданий, арматура железобетонных строительных конструкций и фундамента, металлические конструкции производственного назначения, стальные трубы электропроводок, алюминиевые оболочки кабеля и др.). При этом должна быть обеспечена непрерывность электрической цепи на всем протяжении использования. В сетях с изолированной нейтралью во всех случаях должны применяться специальные заземляющие про­водники. Допускается выполнение соединения болтами, если обеспечи­ваются меры против ослабления и коррозии контактных соединений. В помещениях сухих, без агрессивной среды, заземляющие и нуле­вые защитные проводники допускается прокладывать непосредственно по стенам, а во влажных, сырых с агрессивной средой — на расстоянии не менее 10 мм от стен на специальных опорах для крепления. Рас­стояния между креплениями должны быть, мм: 1000 — на прямых участ­ках, 100 — на поворотах и от мест ответвления; 400—600 — от уровня пола помещения.

Магистрали заземления или зануления и ответвления от них, а также их соединение должны быть доступны для осмотра.В местах прохода через стены и перекрытия проводники прокладывают в открытых проемах, металличесеих трубах и др. В этих местах они не должны иметь соединений или ответвлений.Каждая часть электроустановки должна быть присоединена к ма­гистрали заземления при помощи отдельного ответвления. Под один болт (зажим) на магистрали заземления допускается присоединять только один проводник электрооборудования и не более двух заземля­ющих проводников кабельных линий. Места болтовых соединений должны иметь покрытия для защиты их от влияния агрессивной среды. Оборудование с частым демонтажом или установленное на движущихся частях, подверженное частым сотрясениям или вибрации, должно за­земляться гибкими проводниками.

Заземление элементов электроустановок

Трансфор­маторы. Силовые трансформаторы заземляются присоединением с помощью гибкой перемычки   заземляющего провод­ника к заземляющему зажиму   на корпусе. В установках с изолированной нейтралью напря­жением до 1000 В обмотка трансформатора должна заземляться через пробивной предохранитель. Нейтраль трансформаторов с глухозаземленной нейтралью вторичной обмотки напряжением до 1000 В соединяют с заземлителем отдельным проводником. При этом заземлитель располагают по возможности ближе к трансформа­тору. В трансформаторах напряжения нулевая точка обмотки высшего напряжения присоединяется медным проводом к заземляющей шине; нулевая точка или фазный провод обмотки низшего напряжения к заземляющему болту на корпусе трансформатора. У трансформаторов тока помимо корпуса заземляют вторичные обмотки с помощью гибкой перемычки между одним зажимом обмотки и заземляющим винтом на корпусе. Каждая вторичная обмотка должна заземляться только в од­ной точке.

Электродвигатели устанавливаемые на вибрирующем основании или на салазках, должны заземляться с помощью гибкой перемычки. При установке электродви­гателей на металлических заземленных основаниях дополнительно за­землять не требуется.

Комплектные распределите­льные устройства, панели уп­равления и защит должны присоеди­няться не менее, чем в двух местах сваркой к закладным элементам или обрамлениям каналов, образующим магистраль зазем­ления. Отдельные участки такой магист­рали должны быть надежно сварены меж­ду собой. Отдельно установленные аппараты, шкафы, ящики, щитки должны соединять­ся с заземляющей сетью путем болтово­го соединения заземляющего провод­ника. Отдельные части этих аппаратов, тре­бующие заземления, присоединяются к общей заземляющей (нулевой) шине, предусмотренной в аппаратах. Если на дверях установлено оборудование, тре­бующее заземления, то оно должно быть заземлено (занулено) с помощью гибких медных перемычек между дверью и металлическим каркасом щита, шка­фа, ящика и т. п.

Бронированный кабель. Металлические оболочки и броня кабелей соединяются между собой металлическими соединительными, ответвительными и концевыми муфтами и коробками, а также метал­лическими корпусами электрооборудования. Для этого используют пере­мычки из гибкого многопроволочного медного проводника. Присоединение перемычки осуществляется пайкой. Заземляющую пере­мычку   присоединяют к алюминевой или свинцовой оболочке   и к броне: при ленточной броне — к обеим бронелентам; при проволоч­ной — по окружности ко всем проволокам. Места присоединения зачи­щают до блеска и облуживают припоем. После этого заземляющая перемычка крепится бандажом из оцинкованной стальной проволоки диаметром 1 —1,5 мм и припаивается.

Воздушные линии электропередач. В сетях напряжением до 1000 В заземляются: при изолированной нейтрали — крюки и штыри фазных проводов, устанавливаемых на железобетонных опорах, и ар­матура этих опор; при заземленной нейтрали эти элементы должны быть присоединены к нулевому проводу. В сетях напряжением выше 1000 В заземляют: опоры, имеющие устройства грозозащиты; железобетонные и металлические опоры, на которых установлены силовые или измерительные трансформаторы и аппараты (разъединители, предохранители и др.).

Заземляющие перемычки. Заземляемые элементы с нулевым проводником присоединяют к опоре перемычкой из голого провода. Эту перемычку присоединяют к бол­товому зажиму или нулевому проводнику специальным ответвительным зажимом.

Заземление или зануление корпусов светильников общего освещения с лампами накаливания и с лампами ДРЛ, ДРИ, натриевыми и люминесцентными (с встроенными внутрь светильника пускорегулирующими аппаратами) делают в сетях с заземленной нейтралью при вводе в светильник кабеля, защищенного провода, незащищенных проводов в трубе или металлорукаве. Заземление можно выполнять также скрыто без труб как исключение, а также ответвлением от нулевого рабочего провода внутри светильника, а при вводе в светильник открытых незащищенных проводов — гибким изолированным проводом, присоединяемым к заземляющему винту корпуса светильника и к рабочему нулевому проводу у ближайшей к светильнику неподвижной опоры или коробки. Заземление или зануление корпуса светильников общего освещения с лампами ДРЛ, ДРИ, натриевыми и люминесцентными (с вынесенными пускорегулирующими аппаратами) осуществляют с помощью перемычки между заземляющим винтом заземленного (зануленного) пускорегулирующего аппарата и заземляющим винтом светильника. Металлические отражатели светильников, укрепленные на корпусах из изолирующих материалов, заземлять или занулять не требуется.

Заземление подстанции и распределительных устройств включает в себя монтаж шин заземления внутри подстанции и наружного заземляющего контура. Наиболее эффективными способами погружения заземлителей в грунт являются ввертывание вертикальных стержневых электродов с помощью приспособления с приводом от электросверлилки и вдавливание от привода автоямобура. Монтаж заземляющих проводников внутри помещений состоит из подготовки трассы и прокладки заземляющих проводников. Сначала размечают линии прокладки на высоте 400—600 мм от уровня пола, определяют места проходов, обходов и ответвлений, а также места креплений (на прямых участках — на расстоянии 600—1000 мм друг от друга, а на поворотах — на расстоянии 100 мм от вершины угла поворота). Пробивают или сверлят отверстия для проходов сквозь стены и перекрытия, закладывают обоймы из листовой стали или обрезки труб, устанавливают крепежные детали, на которых закрепляют предварительно заготовленные шины заземления и соединяют их между собой сваркой. После монтажа заземлителей составляют акт на скрытые работы и на чертежи наносят привязки заземляющих устройств к стационарным ориентирам. Прокладываемые в земле заземлите ли и заземляющие проводники окраске не подлежат. На подстанциях заземляют все элементы электрооборудования и металлические конструкции.

Разъединители заземляют через раму, плиту привода и опорный подшипник; корпус вспомогательных контактов заземляют присоединением к шине заземления. Если разъединители в приводы смонтированы на металлических конструкциях, то заземление выполняют путем приваривания к ним заземляющего проводника. Места установки изоляторов на металлических конструкциях зачищают до блеска и смазывают техническим вазелином. Выключатели высокого напряжения и приводы к ним заземляют путем присоединения заземляющего проводника к заземляющему болту на крышке, баке или раме выключателя, а также на корпусе привода. При установке выключателя или привода на стальной конструкции заземляющий про водник приваривают к опорной конструкции.

Предохранители на напряжение 6—10 кВ заземляют путем присоединения зазёмляющего проводника к фланцам опорных изоляторов, раме или металлической конструкции, на которой предохранители установлены. Разрядники надежно заземляют через чугунное основание (цоколь) или выходной зажим счетчика срабатывания, присоединяя заземляющий проводник к заземляющему болту основания каждой фазы непосредственно или через счетчик срабатывания. При монтаже измерительных трансформаторов заземляют корпус трансформатора напряжения или корпус трансформатора тока. Кроме того, заземляют нулевую точку обмотки высокого напряжения (ВН) трансформатора напряжения, присоединяя медный гибкий провод к заземляющему болту на корпусе трансформа тора. Нулевую точку или фазный провод обмотки низкого напряжения (НН) также крепят к заземляющему болту или заземляют на сборке зажимов. Закороченный зажим (неиспользованный) обмотки присоединяют к заземляющему болту трансформатора тока медным проводом.

Реакторы при горизонтальном расположении фаз заземляют путем присоединения заземляющих проводов к заземляющим болтам изоляторов. При вертикальном расположении фаз заземляют только опорные изоляторы низшей фазы. Заземляющие провода не должны образовать вокруг реакторов замкнутых контуров во избежание их перегрева.

Металлические части щитов и пультов, изолированные от частей, находящихся под напряжением, соединяют с заземляющими про водниками, фундаментную раму приваривают к магистрали заземления не менее чем в двух точках. Каждую панель присоединяют к каркасу в двух-трех точках. Также заземляют камеры сборных распределительных устройств КРУ и КСО, комплектные трансформаторные подстанции КТП в т. д. Кроме того, заземляющий проводник приваривают к раме дверей и сетчатых ограждений.

Для присоединения временных переносных заземлений при ремонтных работах на заземляющих шинах устанавливают планки или барашки, зачищенные до металлического блеска и смазанные вазелином. Места для наложения переносного заземления на шинах РУ оставляют неокрашенными. Отдельные элементы электрооборудования присоединяются к заземляющим проводникам параллельно, а не последовательно, так как при обрыве заземляющего проводника часть оборудования может оказаться незаземленной.