Глава 1. Заземление и зануление электрооборудования. Исполнения зануления. Монтаж устройств защитного заземления

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

(ДИПЛОМНАЯ РАБОТА)

На тему: «Технология монтажа и проверки систем заземления»

 

 

Выполнил:

Студент III курса, группа№Э-33ф

Пепеляев Павел Алексеевич

___________________

Руководитель:

мастер производственного обучения

___________________

Руководитель:

преподаватель профессиональной

подготовки

Стрелков Сергей Александрович

___________________

 

«К защите допущен»

Заведующий ОПКРС

___________________

 

 

Пермь, 2020

Содержание

Введение
Глава 1. Заземление и зануление электрооборудования. Исполнения зануления. Монтаж устройств защитного заземления
1.1. Общие сведения
1.2. Наружный контур заземления и его монтаж
1.3. Измерение сопротивлений заземляющих устройств
1.4. Монтаж внутренней заземляющей сети
1.5. Требования ПУЭ к заземлению электроустановок
Глава 2. Техника безопасности
2.1. Организация рабочего места электромонтера
2.2. Требования безопасности перед началом работы
2.3. Требования безопасности во время работы
2.4. Требования безопасности в аварийных ситуациях
2.5. Требования безопасности по окончании работы
Глава 3. Характеристика предприятия
3.1. Общие сведения предприятия
3.2. Характеристика выполняемых работ
Заключение
Список использованной литературы
Приложение

 

 

Введение

Электротехническая промышленность играет важную роль в решении задач электрификации, технического перевооружения всех отраслей народного хозяйства, механизации, автоматизации и идентификации производственных процессов.

Объем производства электроэнергии в России к 2005 году превышает 1 трлн. кВ/ч. Установленная электрическая мощность отдельных предприятий достигает 3 млн. кВт, а количество электрических машин на них - 100 тыс. шт. годовое потребление электроэнергии на ряде предприятий уже сегодня превышает 5 млрд. кВ/ч. За каждые 10 лет производство и потребление электроэнергии в мире увеличивается примерно в два раза. Рост производительности труда, развитие электроемких электротехнических процессов, реализация мероприятий по охране окружающей среды, внедрение прогрессивных технологий приведут в период 1999-2010 гг. к дальнейшему повышению электровооруженности предприятий.

Важную роль в развитии отечественной электротехники сыграли труды русских ученных и изобретателей П.Н. Яблочкова, А.Н. Лодыгина, М.О. Доливо-Добровольского и др. приоритет в создании и применении трехфазной системы переменного тока принадлежит М.О. Доливо-Добровольскому, который в 1891 г. Осуществил передачу электрической энергии мощностью около 150 кВт при напряжении 15 кВ на расстоянии 175 км. Им же были созданы синхронный генератор, трехфазный трансформатор и асинхронный двигатель.

В 1920 г. Всероссийский съезд Советов утвердил Государственный план электрификации России (ГОЭЛРО), который предусматривал в течение 10-15 лет строительство тридцати новых районных электростанций с объемом производства энергии до 8,8 млрд кВт*ч в год. Этот план был выполнен за 10 лет. С 1930 г. Крупные городские районные тепловые электростанции стали постепенно объединять в электрические системы, которые и настоящее время остаются главными производителями электроэнергии для подавляющего большинства предприятий.

До 1960 г. Мощность крупных генераторов тепловых электростанций составляла 100 МВт. На одной электростанции устанавливали шесть - восемь генераторов. Поэтому мощность крупных ТЭЦ составляла 600-800 МВт. После освоения блоков 150-200 МВт мощность крупных электростанций повысилась до 1200 МВт, а после освоения блоков 300 МВт - до 2400 МВт. В настоящее время вводят тепловые электростанции мощностью 6000 МВт с блоками 500-800 МВт.

Эффективность объединения энергосистем экономией суммарной установленной мощности генераторов за счет совмещения максимумов нагрузки энергосистем, сдвинутых во времени.

В период рыночных реформ в России электроэнергетика, как и прежде является важнейшей жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее составе свыше 700 электростанций общей мощностью 215,6 млн. кВт.

Единая энергосистема России - один из крупнейших в мире высокоавтоматизированных электроэнергетических комплексов, обеспечивающих производство, передачу и распределение электроэнергии и централизованное оперативно-диспечерское управление этими процессами. В составе ЕЭС России параллельно работают около 450 крупных электростанций различной ведомственной принадлежности, суммарной мощности более 200 млн. кВт, а также имеются свыше 2,5 млн. км линий электропередачи различных напряжений, в том числе 30 тысяч км системообразующих ЛЭП напряжением 500, 750, 1150 кВ.

Обслуживание электроустановок промышленных предприятий осуществляют сотни тысяч электромонтеров, от квалификации которых во многом зависит надежная и бесперебойная работа электроустановок. Персонал должен знать основные требования Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей, ГОСТов и других директивных материалов, а также устройство электрических машин, трансформаторов и аппаратов, умело использовать материалы, инструмент, приспособление и оборудование, применяемые при эксплуатации электроустановок.

· Актуальность выбранной мной темы в последние годы существенно возрастает актуальность проблемы обеспечения электробезопасности. Это происходит из-за опасности поражения человека электрическим током вследствие широкого использования машин и механизмов с электродвигателями, электроинструментов
и электрических устройств с нарушениями правил их эксплуатации; случайного прикосновения к токоведущим частям или металлическим нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением из-за неисправности
изоляции или заземляющих устройств; неиспользования защитных
средств при работе в электроустановках; использования в работе неиспытанных или с просроченным сроком очередного испытания защитных
средств и т.д. Поражение электрическим током можно получить не толь-
ко при прикосновении или при недопустимом приближении к металлическим частям электроустановки, но и при перемещении по земле вблизи
мест повреждения изоляции или замыкания токоведущих частей на землю. Электрический ток относится к неощущаемым опасностям, так как не
воздействует на органы чувств до момента соприкосновения с частями,
находящимися под напряжением, а поэтому человек не может предвидеть грозящей ему опасности.

Целью работы является: рассмотрение монтаж устройств защитного заземления.

Для достижения поставленной цели в работе ставятся следующие задачи:

· изучение заземления и зануления электрооборудования;

· рассмотрение монтажа устройств защитного заземления;

· раскрытие основных проблем, методов стимулирования продажи товаров и целесообразности их использования;

· рассмотрение техники безопасности на предприятии;

· анализ характеристики предприятия.

Объектом исследования данной работы является предприятие завод

  Предметом исследования является технология монтажа и проверки систем заземления

Письменная выпускная квалификационная работа состоит из введения, теоретической и двух практических частей, заключения, список использованной литературы, приложения. Во введении описывается актуальность темы, ставятся цели и задачи написания работы. В главе 1 рассматриваются теоретические вопросы, во 2 главе дается характеристика магазина, в 3 главе мероприятия по улучшению работы. Заключение содержит основные выводы по выполненной работе.

 

 

Глава 1. Заземление и зануление электрооборудования. Исполнения зануления. Монтаж устройств защитного заземления

Общие сведения

При повреждении изоляции электрооборудования различные его металлические нетоковедущие части могут случайно оказаться под напряжением, создавая опасность поражения человека электрическим током. Прикасаясь к оборудованию с поврежденной изоляцией, человек становиться проводником для тока в землю. Токи от 0,05 А опасны для человека, а токи 0,1 А смертельны.

Значение тока, проходящего в землю, зависит от электрического сопротивления тела человека и напряжения поврежденной установки. Сопротивления тела человека колеблется в широких пределах: от нескольких сотен до тысяч Ом, поэтому опасность для его жизни и здоровья могут представлять установки и с относительно небольшим напряжением по отношению к земле. Напряжением относительно земли при замыкании на корпус является напряжение между этим корпусом и точками земли, находящиеся вне зоны растекания токов в земле, но не ближе 20 метров от этой зоны.

Одной из основных мер защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к установкам, случайно оказавшиеся под напряжением, является устройство защитного заземления.

Заземление - это преднамеренное электрическое соединение какой-либо части установки с землей, выполняемое при помощи заземлителей и заземляющих проводников.

Заземлитель - это металлический проводник или группа проводников, заложенных в грунт.

Заземляющий проводник - это металлический проводник, соединяющий заземляемые части электроустановки с заземлителями.

Заземляющим устройством называют совокупность заземлителей и заземляющих проводников. Безопасность людей достигается только в том случае, если заземляющие устройство будет иметь во много раз меньшее сопротивление, чем наименьшее сопротивление тела человека.

Сопротивлением заземляющего устройства называется сумма сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников, и оно должно быть в пределах, определенных предварительным расчетом. Максимально допустимое сопротивление заземляющих устройств определяется напряжением установки, значениями токов замыкания на землю, наличием нейтрали и некоторыми другими условиями и устанавливаются действующими ПУЭ (правила устройства электроустановок). Ток замыкания на землю - ток, проходящий через землю в месте замыкания.

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции металлические нетоковедущие части электрооборудования заземляют. Комплекс мер и технических устройств, предназначенных для этой цели, называют защитным заземлением. Защитное заземление представляет собой преднамеренное соединение с землей под средством заземляющих проводников и заземлителей нетоковедущих металлических частей электроустановок (рукояток приводов разъединителей, кожухов трансформаторов, фланцев опорных изоляторов, корпусов трансформаторных подстанций и т.п.).

Задача защитного заземления заключается в создании между металлическими конструкциями или корпусом защищаемого устройства и землей электрического соединения достаточно малого сопротивления; при однофазных замыканиях на землю или на корпус токопроводящих поврежденных частей электроустановок такое соединение обеспечивает снижения тока до значения, не угрожающие жизни и здоровью человека, так как электрическое сопротивление его тела во много раз выше сопротивления металлического проводника, соединенного с землей. Замыкание на землю — это случайное электрическое соединение находящихся под напряжением частей электроустановки непосредственно с землей или с ее конструктивными частями, не изолированы от земли.

Защитное заземление принимают во всех сетях с изолированной нейтралью и в сетях с напряжением выше 1000 В с заземленной нейтралью. В последних точки однофазного замыкания протекают через землю и вызывают отключение аварийного участка.

Рисунок 1. − Схема трехфазной сети с изолированной нейтралью (а) и

режимы ее работы при прикосновении человека к линейному проводу

(б); заземление одного линейного провода и прикосновение человека к

другому (в); прикосновение человека к линейному проводу в системе с

заземленной нейтралью (г) и в системе с заземленными нейтралью и

другими линейными проводом (д)

 

В сети с глухозаземленной нейтралью электроприемники получают питание от обмоток источника тока, соединенных в звезду, нулевая точка которых надежно соединена с землей. Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

Заземление нейтрали. В ПУЭ указывается, что городские электрические сети свыше 1000 В должны выполняться трехфазными с изолированной нейтралью, а распределительные сети в новых городах трехфазными четырехпроводными с наглухо заземленной нейтралью при напряжении 380/220 В. Однако распространены также сети с напряжением 220/127 В с изолированной нейтралью, в которых применяются пробивные предохранители.

Обмотки силовых трансформаторов отечественного производства с напряжением 110 кВ и выше также рассчитываются на работу с заземленной нейтралью, так как они имеют неполную изоляцию нулевых выводов.

Рассмотрим, зачем в сетях до 1000 В заземляют нейтраль, по каким причинам иногда отдают предпочтение изолированной нейтрали и для чего служат пробивные предохранители.

На рис. 1 показаны вторичные обмотки трансформатора Тр, питающего четырехпроводную сеть напряжением 380/220 В, нейтраль которой изолирована. Пусть в рассматриваемый момент изоляция совершенно исправна. Тем не менее три сопротивления R,соединенные в звезду, нейтралью которой является земля, условно показывают не совершенство изоляции проводов, которая в какой-то степени все же проводит ток. Три конденсатора С, соединены в звезду, нейтралью которой также служит земля, условно изображают электрическую емкость проводов относительно земли, что в электроустановках переменного тока весьма важно, так как емкость проводит переменный ток.

Какие же напряжения действуют в рассматриваемой электроустановке? Между линейными проводами напряжение 380 В, а между каждым линейным проводом и нейтралью трансформатора - 220 В, так как земля оказалась нейтралью соединений звезд из трех равных сопротивлений R и трех равных емкостей С. Если же линейным проводом относительно нейтрали трансформатора имеет такое же напряжение, как и относительно земли, то между нейтралью трансформатора и землей напряжение равно нулю, но, конечно, только если сеть не нагружена либо нагрузка всех фаз одинакова.

 

Рисунок 2. − Работа схемы трехфазной сети с глухозаземленной

нейтралью при прикосновении человека к токопроводящему проводу

(а), заземления (б) и занулении (в) электродвигателя

 

Прикосновение человека, стоящего на земле, к одному из линейных проводов небезопасно, так как через несовершенную изоляцию провода и тело человека пройдет ток (рис. 2). Сила этого тока, а следовательно, и степень опасности определяются значениями сопротивлений, емкостей конденсаторов и фазным напряжением. В этом случае человек находится под напряжением 220 В.

Но что произойдет, если один из линейных проводов заземлится, а человек, стоящий на земле, прикоснется к другому линейному проводу? Из рис. 3 видно, что человек окажется теперь не под фазным, а под линейным напряжением 380 В, что значительно опаснее.

В сетях с заземленной нейтралью человек, стоящий на земле и прикоснувшийся к линейному проводу, попадает под фазное напряжение. Если при этом заземляется другой линейный провод, то предохранитель перегорит, но повышения напряжения с фазного до линейного не произойдет.

Прикосновение к токопроводящему элементу в сети с глухозаземленной нейтралью очень опасно, так как при этом образуется замкнутая цепь, по которой под действием напряжения с фазы А через тело человека, обувь, пол, землю и заземление нейтрали течет поражающий ток. Опасно также прикосновение к электроприемнику, в котором произошло замыкание на заземленный корпус.

Кроме обеспечения минимального сопротивления заземляющего устройства, важно также обеспечить равномерное распределения напряжения вокруг защищаемого аппарата и по всей площади электроустановки. Максимальный потенциал (U₃) имеют заземлитель, соединенный с корпусом поврежденного аппарата, и грунт, соприкасающийся с заземлителем. По мере удаления от заземлителя потенциал на поверхности земли падает, достигая постепенно нулевого значения. Сопротивления грунта на этом расстоянии называется сопротивлением растеканию.

Человек, прикасающийся к корпусу аппарата с поврежденной изоляцией, оказывается под напряжением, значение которого определяется падением потенциала на участке между точкой прикосновения его к аппарату и точкой касания земли ногами. Это напряжение называется напряжением прикосновения (U_прик). Между ступнями человека, приближающегося к поврежденному аппарату, также будет разность потенциалов, называемая напряжением шага (U_шаг), значение которого зависит от ширины шага и расстояния до места повреждения.

 

Рисунок 3. − Схема возникновения шагового напряжения

 

Напряжение шага и напряжение прикосновения возникает, если в заземленной сети происходит однофазное замыкание на землю. Пусть через вертикальный заземлитель З (рис. 3.), расположенный в точке 0, в землю течет ток однофазного замыкания. По мере удаления от заземлителя плотность тока и вызываемое им падение напряжения непрерывно уменьшается, т.е. если в точке 0 максимальный потенциал, то потенциал в точке грунта, расположенной далее 20 м от заземлителя, практически равен нулю. Изменение потенциала грунта в зависимости от расстояния от точки 0 характеризуется кривой АМ. Разделив расстояние 0М на отрезки длиной 0,8 м (средняя ширина шага человека), по этой кривой легко узнать, под какое напряжение попадает человек, находящийся на определенном расстоянии от заземлителя. Например, если ноги идущего человека находятся на расстоянии 1,6 и 2,4 м от заземлителя, то потенциалы грунта характеризуются точками В и Г кривой АМ, а отрезок ВЖ в определенном масштабе определяет разность потенциалов, т.е. напряжение.

Напряжение, под которым может оказаться человек, идущий в зоне растекания по земле тока однофазного замыкания, называют напряжением шага. Это напряжение уменьшается по мере удаления от заземлителя (ВЖ<БЕ<АД) и на расстоянии более 20 м от заземлителя оно практически исчезает.

Поражения людей из-за появления напряжения шага в случае однофазного замыкания на землю очень редки вследствие малых значений этого напряжения. Но если это напряжение возникает при падении на землю оборвавшегося провода воздушной линии, оно может достигать больших значений. В таких случаях выходить из зоны действия напряжения шага следует, используя сухие доски, листы пластика и другие изоляционные материалы, а при их отсутствии - мелкими шагами.

Опасно также напряжение, возникшее при работе защитного заземления, в режиме однофазного замыкания на землю. Если через заземлитель в землю течет ток I₃, то на сопротивление заземляющего устройства R₃ он создает падения напряжения I₃ R₃, т.е. напряжения прикосновения. Прикасаясь в этом случае к корпусу аппарата с поврежденной изоляцией, человек может попасть либо под полное напряжение I₃ R₃, либо под его часть. Наиболее опасны случаи, когда приемник с поврежденной изоляцией и человек, прикоснувшиеся к нему, находятся на расстояниях более 20 м от заземлителя, и если человек стоит непосредственно на земле в сырой подбитой гвоздями обуви.