Минимальное сечение заземляющего проводника пуэ: Какого сечения должны быть заземляющие провода? Всё о защитных проводниках – по ПУЭ | ASUTPP

Содержание

Какого сечения должны быть заземляющие провода? Всё о защитных проводниках – по ПУЭ | ASUTPP

Заземление – это безопасность. Даже в многоэтажных домах прошлого века применяли хитрую систему зануления (про системы заземления более подробно описано в главе 1.7.3 ПУЭ), чтобы обезопасить жильцов квартир при, например, неожиданном пробое на корпус. Как правильно выполнять заземление, и, основной вопрос: какого сечения необходимо покупать защитный проводник? Далее в статье.

Рисунок 1: Провод заземления

Рисунок 1: Провод заземления

Какой провод выбрать для линии заземления

Если электропроводка выполняется с нуля, то не следует для контура заземления проводить отдельный кабель – его можно включить в общий проводник, как дополнительная жила к уже имеющейся фазной и нулевой. Это означает, что любой кабель в квартире должен быть трёхжильным: «фаза», «ноль» и «земля».

Отдельный параграф в ПУЭ посвящён PE-проводникам или проводам заземления.

И пункт 1.7.121. ясно говорит, что:

  • Провод «земли» может быть проложен вместе с фазным проводником.
  • Допускается использовать как изолированный, так и неизолированный PE-проводник.

Третий подпункт 1.7.121. гласит, что заземляющий проводник допускается прокладывать стационарно, как сейчас делают многие электромонтажные компании, что вполне оправдано.

Расчёт сечения заземляющего проводника

Многие мастера-электрики сильно не вникают в суть вопроса и всегда приобретают кабель с жилами одинакового сечения. В итоге провод «земли» не отличается от фазного или рабочего «нуля». Но ПУЭ предусмотрены наименьшие размеры проводников заземления и занесены в виде формул в отдельную таблицу.

Рисунок 2: Провода заземления с уже готовой обжатой клеммой

Рисунок 2: Провода заземления с уже готовой обжатой клеммой

Основные формулы определения наименьшего сечения PE-проводника:

  • При фазном сечении S ≤ 16 мм2, сечение PE-проводника: S.
  • При фазном сечении 16 < S ≤ 35, сечение PE-проводника: 16.
  • При фазном сечении S > 35, сечение PE-проводника: S/2.

Следует сразу уточнить, что такие расчёты выполняют только на серьёзных промышленных предприятиях, а во время прокладки электропроводки в ломах или квартирах ими очень часто пренебрегают.

Какое сечение должно быть у отдельно проложенного PE-проводника

Данный вопрос подробно расписан в пункте 1.7.127. ПУЭ, который гласит, что сечение отдельно проложенного провода заземления, если он имеет дополнительную механическую защиту, должно составлять не менее 2,5 мм2. Если такой защиты не предусмотрено, то сечение увеличивается до 4 мм2, в зависимости от предназначения кабеля. Лучше всего использовать в качестве заземления только медные жилы.

Также несколько слов о маркировке PE-проводников, которую регламентирует пункт 1.1.29 ПУЭ: провода заземления могут быть обозначены как продольными, так и поперечными полосами желто-зелёного цвета. ГОСТ Р 50462-92 запрещает использование данной индикации с каким-либо другим значением. Пунктом 1.7.118 также предусмотрен опознавательный знак, который сейчас можно приобрести практически в любом строительном магазине или магазине электротехнических изделий.

Рисунок 3: Знак заземления, установленный ПУЭ

Рисунок 3: Знак заземления, установленный ПУЭ

Вышеприведённая информация актуальна только для сетей напряжением до 1000 В. Свыше 1 кВ параметры защитных проводников совсем другие.

Сечение кабеля заземления. ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7


Сечение провода заземления — Группа Компаний КабельСнабСервис

Такой параметр как поперечное сечение проводов лишь на первый взгляд может казаться незначительным. На самом же деле его значение сложно переоценить. От толщины провода в электричестве может зависеть очень многое. К примеру, провод, являющийся чересчур тонким, не сможет выполнять свою задачу – то есть пропускать необходимую силу тока.

МОНТИРОВАНИЕ ПРОВОДА ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Провод заземления (или, иными словами, зануления) применяется в том случае, когда разделываются концы у кабелей. Целью является обеспечение безопасности для окружающих, а также предохранение выплавления металлических оболочек при пробое кабельной изоляции. Чаще всего заземлению подлежат оболочки из металла, а также корпуса муфт, брони, экранов.Для заземления используются многопроволочные медные провода, имеющие сечение:•    6 мм2 – для кабеля, в котором сечение жил не более 10 мм2;•    10 мм2 – если сечение жил кабеля составляет 16, 25 или 35 мм2;•    16 мм2 – для кабеля, где сечение жил 50, 70, 95 и 120 мм2;•    25 мм2 – при сечении жил кабеля 150, 185 или 240 мм2.

Процесс монтирования соединительных муфт марки СС подразумевает выполнение работ по припайке свинцового корпуса, после чего монтируется провод заземления:а) к бронелентам, а также к оболочкам (алюминиевой либо свинцовой) одного из концов кабеля;б) к центру выполненного из свинца корпуса муфты.

В процессе монтирования эпоксидных муфт соединения марки СЭ, как правило, осуществляется припайка заземляющего провода к одному из соединительных кабелей и к бронелентам.

После этого одна из полумуфт временно монтируется на место для того, чтобы было возможным произвести примерку прокладываемого в пазу корпуса провода заземления. После проведения проверки муфта убирается, а провод сначала прикрепляется, а впоследствии припаивается к оболочке второго кабеля, а также к бронелентам. 

Для разделки конца кабеля, концевых муфт и заделок подбирается такая длина провода заземления, чтобы она позволяла обеспечить его подсоединение без особого труда к экрану, броне кабеля, оболочке, зателке, а также болту заземления корпуса, состоящего из металла конструкции опоры. Места, в которые будет монтироваться провод, необходимо облудить тщательным образом:•    оловянно-свинцовый припой – для брони и свинцовой оболочки;•    припой А, а затем оловянно-свинцовый припой – для алюминиевой оболочки;•    припой А – для тонких экранов кабельных концов из алюминия, имеющих изоляцию из пластмассы.

Гибкий заземляющий провод из меди в муфтах и концевых заделках выводится от оболочки кабеля, чтобы в дальнейшем быть присоединенным к внешним нулевым проводникам. Функцию перемычки исполняет гибкий медный провод, имеющий сечение 16-77 мм2 (в зависимости от сечения жил кабеля). Для того, чтобы присоединить и припаять провод из меди к алюминиевой оболочке кабеля и к броне, необходимо облудить и защитить оболочку, а также обе ленты брони. Провод заземление (перемычка), облуженный заранее, закрепляется при помощи проволочного бандажа и паяется не более 3 минут.

 

 

kabelsnabservis.satom.ru

Заземляющие проводники / ПУЭ 7 / Библиотека / Элек.ру

1.7.113. Сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ должны соответствовать требованиям 1.7.126 к защитным проводникам.

Наименьшие сечения заземляющих проводников, проложенных в земле, должны соответствовать приведенным в табл. 1.7.4.

Прокладка в земле алюминиевых неизолированных проводников не допускается.

1.7.114. В электроустановках напряжением выше 1 кВ сечения заземляющих проводников должны быть выбраны такими, чтобы при протекании по ним наибольшего тока однофазного КЗ в электроустановках с эффективно заземленной нейтралью или тока двухфазного КЗ в электроустановках с изолированной нейтралью температура заземляющих проводников не превысила 400 °С (кратповременный нагрев, соответствующий полному времени действия защиты и отключения выключателя).

1.7.115. В электроустановках напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью проводимость заземляющих проводников сечением до 25 мм2 по меди или равноценное ему из других материалов должна составлять не менее 1/3 проводимости фазных проводников. Как правило, не требуется применение медных проводников сечением более 25 мм2, алюминиевых — 35 мм2, стальных — 120 мм2.

1.7.116. Для выполнения измерений сопротивления заземляющего устройства в удобном месте должна быть предусмотрена возможность отсоединения заземляющего проводника. В электроустановках напряжением до 1 кВ таким местом, как правило, является главная заземляющая шина. Отсоединение заземляющего проводника должно быть возможно только при помощи инструмента.

1.7.117. Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медный — 10 мм2, алюминиевый — 16 мм2, стальной — 75 мм2.

1. 7.118. У мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен опознавательный знак

www.elec.ru

Выбор сечения защитного проводника — Руководство по устройству электроустановок

Данные на рис. G60 ниже основаны на французском национальном стандарте NF С 15-100 для низковольтных установок. В этой таблице даны два метода определения подходящего сечения, как для нулевых защитных проводников (PE), так и для совмещенных защитных и рабочих проводников (PEN), а также для проводника заземляющего электрода.

Описание двух методов:

Сечение фазовых проводников Sph (мм2) Мин.сечение PE-проводника (мм2) Мин.сечение PEN-проводника (мм2)
Медь Алюминий
Упрощенный метод [1] Sph ≤ 16 Sph[2] Sph[3] Sph[3]
16 < Sph ≤ 25 16 16
25 < Sph ≤ 35 25
35 < Sph ≤ 50 Sph/2 Sph/2
Sph > 50 Sph/2
Адиабатический метод Любой размер    [3][4]

[1] Данные действительны, если предлагаемый проводник выполнен из того же материала, что и линейный проводник; если нет, то необходимо применить корректирующий коэффициент.

[2] Когда РЕ-проводник отделен от фазных, необходимо соблюдать следующие минимальные значения:

  • 2,5 мм2, если PE механически защищен;
  • 4 мм2, если PE не является механически защищенным.

[3] Из условия механической прочности PEN-проводник должен иметь сечение не менее 10 мм2 для меди или 16 мм2 для алюминия.

[4] Применение данной формулы показано в таблице G55.

Рис. G60: Минимальное сечение для РЕ-проводников и заземляющих проводников (к заземляющему электроду установки)

  • Адиабатический метод (совпадает с описанным в МЭК 60724):

Данный метод, достаточно экономичный и обеспечивающий защиту проводника от перегрева, дает в результате меньшие значения сечения, по сравнению с сечением фазных проводников цепи. Результат иногда бывает несовместим с необходимостью в схемах IT и TN минимизировать полное сопротивление петли короткого замыкания на землю, чтобы обеспечить правильную работу быстродействующих реле максимальной защиты. Таким образом, на практике этот метод используется для установок типа TT и для определения размеров заземляющего проводника[5].

  • Упрощенный метод:

Этот метод основан на связи сечений заземляющих проводников с сечениями фазных проводников соответствующей цепи, предполагая, что в каждом случае используется один и тот же материaл провода.

Таким образом, на рис. G60:   —  для Sph ≤ 16 мм2: SPE = Sph;  —  для 16 < Sph ≤ 35 мм2: SPE = 16 мм2;

  —  для Sph > 35 мм2:

Примечание: когда в схеме TT заземляющий электрод установки находится вне зоны влияния заземляющего электрода источника, сечение заземляющего провода можно ограничить до 25 мм2 (для меди) или 35 мм2 (для алюминия).

Нейтральный проводник можно использовать как PEN-проводник только тогда, когда его сечение равно или более чем: 10 мм2 (медь) или 16 мм2 (алюминий).

Более того, использование PEN-проводника в гибком кабеле не разрешается. Так как PEN-проводник также действует в качестве нейтрального провода, его сечение в любом случае не может быть меньше, чем сечение, необходимое для нейтрального провода, согласно подразделу Определение сечения нейтрального провода.

Это сечение не может быть меньше, чем сечение фазных проводников, кроме случаев:

  • номинальная мощность в кВА однофазных нагрузок меньше, чем 10% от общей величины нагрузки в кВА;
  • ток Imax, который, как ожидается, будет проходить через нейтраль при нормальных обстоятельствах, меньше, чем ток, допустимый для выбранного сечения кабеля.

Более того, должна быть обеспечена защита нейтрального проводника защитными устройствами, установленными для защиты фазных проводников (см. подраздел Защита нейтрального провода).

Значения коэффициента К для использования в формуле

Эти значения одинаковы для нескольких национальных стандартов, а диапазоны превышения температуры, взятые вместе со значениями коэффициента К и верхними пределами температуры для различных классов изоляции, соответствуют значениям, опубликованным в МЭК 60724 (1984). Данные, представленные на рис. G61, наиболее часто используются для проектирования низковольтной установки.

Значения К Тип изоляции Поливинилхлорид (ПВХ) Сшитый полиэтилен (XLPE)Этиленпропиленовый каучук (EPR)
Конечная температура (°C) 160 250
Начальная температура (°C) 30 30
Изолированный провод,не встроенный в кабели или неизолированный провод в контакте с оболочкой кабеля Медь 143 176
Алюминий 95 116
Сталь 52 64
Провода многожильного кабеля Медь 115 143
Алюминий 76 94

Рис. G61: Значения коэффициента К для низковольтных PE-проводников, обычно используемые в национальных стандартах и удовлетворяющих стандарту МЭК 60724

Примечания

[5] Заземляющий электрод.

ru.electrical-installation. org

Сечение — заземляющий провод — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Сечение — заземляющий провод

Cтраница 1

Сечение заземляющего провода должно удовлетворять требованиям к соответствующим заземляющим проводникам данной установки.  [1]

Сечение заземляющего провода должно удовлетворять требования к соответствующим проводникам данной установки.  [2]

Сечение заземляющего провода должно удовлетворять требованиям к соответствующим заземляющим проводникам данной установки.  [3]

Сечение спусков от проводов линии к схеме защитного устройства, сечение заземляющего провода, а также параметры разрядников и разделительных конденсаторов Ср выбираются такими, чтобы они обеспечивали безопасность операторов при возможных аварийных ситуациях и грозовых перенапряжениях.  [5]

При работах в открытых распределительных устройствах и в охранной зоне действующей ВЛ машины и грузоподъемные краны должны быть заземлены. Сечение заземляющего провода должно быть не менее принятого для электроустановки, на территории которой размещен кран. Машины и грузоподъемные краны на гусеничном ходу при установке их непосредственно на грунте заземлять не требуется.  [6]

Все части стационарных и передвижных электросварочных установок, находящиеся под напряжением, должны быть надежно заземлены. Сечение заземляющего провода и устройство заземления должны удовлетворять требованиям руководящих указаний по устройству заземлений и зану-лений. Кроме того, обязательно заземляется сам свариваемый предмет. Провода, подводящие ток от машин к распределительному щиту и от него к местам сварки, надежно изолируются. Эти провода должны быть защищены от действия высокой температуры и механических повреждений.  [7]

В сетях с глухо заземленной нейтралью замыкание фазного провода на заземленный корпус электрооборудования или нулевой провод является однофазным коротким замыканием на землю, которое вызывает срабатывание защиты и автоматическое отключение аварийного участка. Сечение заземляющего провода выбирают таким, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой провод возникал ток короткого замыкания, превышающий по силе не менее чем в 3 раза номинальный ток, на который рассчитана плавкая вставка ближайшего предохранителя или расцепитель автоматического выключателя. Если автомат имеет только электромагнитный расцепитель ( отсечка), то заземляющий проводник выбирают таким, чтобы в петле фаза-нуль возник ток короткого замыкания, равный 1 25 — 1 4 величины уставки тока мгновенного срабатывания.  [9]

Корпус контактной машины независимо от способа установки необходимо заземлять подключением заземляющего провода к общему цеховому заземлению. Сечение медного заземляющего провода должно быть не менее 6 мм2, а железного не менее 12 мм. Кроме того, стыковые машины необходимо снабжать щитами для предохранения работающих от брызг расплавленного металла.  [10]

Во избежание поражения рабочих током напряжением 220 или 380 в при случайных пробоях изоляции первичной обмотки трансформатора или обмоток мотора преобразователя корпуса этих машин заземляются. На корпусе каждого агрегата или трансформатора имеется болт, который должен быть надежно соединен с цеховой сетью заземления. Сечение заземляющего провода должно быть не менее б мм2 для медного и не менее 12 мм2 для стального провода.  [11]

Во избежание поражения рабочих напряжением 220 или 380 в при случайных пробоях изоляции первичной обмотки трансформатора или обмоток мотора преобразователя корпусы этих машин заземляются. На корпусе каждого агрегата плп трансформатора имеется болт, который должен быть надежно соединен с цеховой сетью заземления. Сечение заземляющего провода должно быть не менее 6 мм для медного и не менее 12 мм2 для стального провода.  [12]

Вторичные обмотки трансформаторов напряжения и их корпусов должны быть заземлены. Вторичные обмотки трансформаторов тока и их корпуса при высоком напряжении также должны быть заземлены. Сечение медного заземляющего провода должно быть не менее 16 мм2 с тем, чтобы он мог длительно выдерживать токи короткого замыкания. При включении трансформаторов тока при низком напряжении вторичные обмотки их не должны быть заземлены, но должны иметь одну общую точку с первичной обмоткой, чтобы разности потенциалов в обмотках измерительных приборов были наименьшими.  [14]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Цветовое обозначение заземления. Цвет и сечение провода для заземления

В квартирах и домах заземление используется для обеспечения безопасности человека. Используется оно для защиты его от случайного поражения электрическим током. При организации защитного заземления провод электроприбора и других электроприемников намеренно соединяется с землей. Осуществляется эта процедура путем использования заземляющих проводников. Ими могут выступать как одножильный провод, так и жила многожильного кабеля.Заземляющий проводник должен выполняться из меди и бывает одинарным или многопроволочным. Сечение его подбирают с учетом мощности электросети и электроприемников. Основным условием тут выступает то, что сечение провода заземления не меньше сечения жил электропроводки.

По поводу цвета провода защитного заземления имеется много неточностей. И в ПЭУ по этому поводу имеются расхождения. Особенно это касается бытовой электропроводки. Поэтому при рассмотрении данного вопроса часто приходится полагаться на опыт квалифицированных электриков и устоявшиеся традиции.

Выделение цветом изоляции – это один из наиболее распространенных способов их маркировки. Различные цвета позволяют визуально определить, какую функцию выполняет провод, независимо от того, используется сеть трех- или однофазного тока. Если в электрощите большое количество разных проводов, то цветовая маркировка облегчает процесс монтажа.Так в какой же цвет окрашиваются различные провода, в частности защитного заземления? Если рассматривать промышленные сети, в которых цветовая маркировка жестко регламентирована, то окраска следующая:

  • Фаза (L) окрашивается в красный или коричневый цвет;
  • Нулевой (N) – синий;
  • Защитный (PE) – желто-зеленый.

Если в доме или квартире проводка прокладывалась квалифицированным электриком, то такая маркировка будет присутствовать и в домашней электросети. В этом случае вопросы по поводу того, какого цвета могут быть провода защитного заземления могут быть закрыты. В некоторых случаях могут быть незначительные расхождения. Иногда он окрашивается в чисто желтый цвет.Если же процесс монтажа электропроводки сопровождается использованием бесцветного провода (марки ППВ с одинарной изоляцией), то какой провод идет на заземление? У электриков правилом хорошего тона считается использовать для земли средний проводник.

Какие марки кабеля могут использоваться для заземления

Марку следует выбирать с учетом типа его типа: переносное (нестационарное) или стационарное. К стационарному относится защита квартир, зданий, электрощитов, электрооборудования и т.д. Тут допустимо использование многожильных многопроволочных (ПВГ, ВВГ) и однопроволочных (NYM) кабелей. В них должна присутствовать заземляющая жила с изоляцией желто-зеленого цвета. При использовании бесцветного кабеля заземление идет на среднюю жилу, но вероятность путаницы при этом очень велика. Рассмотрим более подробно наиболее подходящие для рассматриваемых целей марки кабелей.

NYM

Используется для распределения электрической энергии в стационарных установках. Рассчитан на переменное напряжение не более 0,66 кВ частотой 50 Гц. К нему можно подсоединять электрооборудования первого класса защиты по электробезопасности.Особенности:

  • Жила выполнена из меди;
  • Имеется промежуточная оболочка;
  • Расцветка выполнена согласно нормам ПЭУ, т.е. изоляция заземляющей шины имеет желто-зеленую окраску;
  • Очень удобный при монтаже.
ВВГ

Жилы выполнены из меди I и II класса скрутки. Имеется изоляция из поливинилхлорида. Может иметь несколько жил. 3-, 4- и 5-жильный кабель имеет ноль и заземление. Изоляция жилы, идущей на землю, выполнена с использованием желто-зеленого ПВХ пластиката.

ПВ-3

Конструктивно представляет собой одну жилу, состоящую из скрученных медных проводков. Окраска оболочки имеет несколько вариантов. Для защиты от пор

masters220v.ru

Сечение — заземляющие проводы — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Сечение — заземляющие проводы

Cтраница 1

Сечения заземляющих проводов должны быть выбраны из условий допустимого нагрева при протекании по ним тока однофазного замыкания и механической прочности, но не менее 24 мм при прямоугольном сечении и диаметром не менее 6 мм при круглом сечении.  [1]

Сечения заземляющих проводов в электроустановках, расположенных во взрывоопасных помещениях, напряжением до 1000 в с заземленной нейтралью следует дополнительно проверять на термическую устойчивость.  [3]

Сечения заземляющих проводов должны быть достаточными в отношении электрического сопротивления и механической прочности.  [4]

Сечение заземляющих проводов выбирают из условия допустимой для них температуры при протекании по ним расчетных токов: не более 150 С для надземной прокладки и 100 С для подземной.  [5]

Сечения заземляющих проводов должны быть выбраны из условия допустимого нагрева проводов при протекании по ним тока однополюсного замыкания: до 400 С в сетях с глухо заземленными нейтралями, до 150 С для надземной части и до 100 С для подземной части в сетях, не имеющих глухого заземления нейтрали.  [6]

При выборе сечения заземляющих проводов для сварочных машин руководствуются следующими нормами: для открытой прокладки сечение медного провода не менее 4 мм2, диаметр стального провода не менее 5 мм; для скрытой прокладки диаметр стального провода не менее 6 мм, сечение стальной полосы не менее 48 мм2 при толщине не менее 4 мм.  [7]

В установках с изолированной нейтралью сечения заземляющих проводов выбираются не менее 50 % пропускной способности фазных проводов линии, а заземляющие проводники отдельных электроприемников — не менее V допустимой нагрузки фазных проводов линии, питающей электроприемник.  [8]

Для кабелей в алюминиевой оболочке сечения заземляющих проводов применяются такими же, как и для кабелей в свинцовой оболочке.  [9]

При соблюдении перечисленных требований к сечению заземляющих проводов трехкратное превышение тока короткого замыкания над током аппаратов защиты можно считать гарантированным и проверка соблюдения этого условия требуется только в протяженных воздушных сетях.  [10]

На каждом переносном заземлении необходимо указать его номер и сечение заземляющих проводов.  [11]

На каждом переносном заземлении необходимо указать его номер и сечение заземляющих проводов.  [12]

На каждом переносном заземлении должны быть обозначены его номер и сечение заземляющих проводов.  [13]

Расчеты показывают, что для здания с линейными размерами пола, превышающими 30 м, сечение заземляющих проводов получается очень большим, поэтому рационально использовать сеточное заземление.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Монтаж системы защитного заземления в частном доме. Провода для заземления

Cтраница 1

Сечение заземляющего провода должно удовлетворять требования к соответствующим проводникам данной установки.  

Сечение заземляющего провода должно удовлетворять требованиям к соответствующим заземляющим проводникам данной установки.  

Схема защитного устройства. | Частотная характеристика входного сопротивления защитного устройства.  

Сечение спусков от проводов линии к схеме защитного устройства, сечение заземляющего провода, а также параметры разрядников и разделительных конденсаторов Ср выбираются такими, чтобы они обеспечивали безопасность операторов при возможных аварийных ситуациях и грозовых перенапряжениях.  

При работах в открытых распределительных устройствах и в охранной зоне действующей ВЛ машины и грузоподъемные краны должны быть заземлены. Сечение заземляющего провода должно быть не менее принятого для электроустановки, на территории которой размещен кран. Машины и грузоподъемные краны на гусеничном ходу при установке их непосредственно на грунте заземлять не требуется.  

Все части стационарных и передвижных электросварочных установок, находящиеся под напряжением, должны быть надежно заземлены. Сечение заземляющего провода и устройство заземления должны удовлетворять требованиям руководящих указаний по устройству заземлений и зану-лений. Кроме того, обязательно заземляется сам свариваемый предмет. Провода, подводящие ток от машин к распределительному щиту и от него к местам сварки, надежно изолируются. Эти провода должны быть защищены от действия высокой температуры и механических повреждений.  

В сетях с глухо заземленной нейтралью замыкание фазного провода на заземленный корпус электрооборудования или нулевой провод является однофазным коротким замыканием на землю, которое вызывает срабатывание защиты и автоматическое отключение аварийного участка. Сечение заземляющего провода выбирают таким, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой провод возникал ток короткого замыкания, превышающий по силе не менее чем в 3 раза номинальный ток, на который рассчитана плавкая вставка ближайшего предохранителя или расцепитель автоматического выключателя. Если автомат имеет только электромагнитный расцепитель (отсечка), то заземляющий проводник выбирают таким, чтобы в петле фаза-нуль возник ток короткого замыкания, равный 1 25 — 1 4 величины уставки тока мгновенного срабатывания.

Корпус контактной машины независимо от способа установки необходимо заземлять подключением заземляющего провода к общему цеховому заземлению. Сечение медного заземляющего провода должно быть не менее 6 мм2, а железного не менее 12 мм. Кроме того, стыковые машины необходимо снабжать щитами для предохранения работающих от брызг расплавленного металла.  

Во избежание поражения рабочих током напряжением 220 или 380 в при случайных пробоях изоляции первичной обмотки трансформатора или обмоток мотора преобразователя корпуса этих машин заземляются. На корпусе каждого агрегата или трансформатора имеется болт, который должен быть надежно соединен с цеховой сетью заземления. Сечение заземляющего провода должно быть не менее б мм2 для медного и не менее 12 мм2 для стального провода.  

Во избежание поражения рабочих напряжением 220 или 380 в при случайных пробоях изоляции первичной обмотки трансформатора или обмоток мотора преобразователя корпусы этих машин заземляются. На корпусе каждого агрегата плп трансформатора имеется болт, который должен быть надежно соединен с цеховой сетью заземления. Сечение заземляющего провода должно быть не менее 6 мм для медного и не менее 12 мм2 для стального провода.  

Страницы:      1

Какого цвета провод заземления? Такой вопрос часто встает перед многими нашими согражданами при подключении современного высокотехнологичного оборудования, которое выполнено согласно всем нормам и правилам соответствующих нормативных документов.

Ведь заземление стало неотъемлемой частью любых электрических приборов, начиная от обычного светильника и заканчивая мощными электродвигателями. Поэтому в этой статье мы уделим особое внимание вопросу заземления электрооборудования.

Зачем нужен, и какие виды заземления бывают?

Прежде всего следует определиться, зачем вообще нужно это заземление и какие виды заземления бывают? Для ответа на этот вопрос воспользуемся ПУЭ (Правила устройства электроустановок), в которой данному вопросу посвящена целая глава 1.7.

Зачем необходимо заземление?

Для ответа на этот вопрос воспользуемся п. 1.7.29 ПУЭ, которое говорит, что защитное заземление – это заземление, выполняемое в целях электробезопасности. Как следует из определения, основная цель данного соединения — обеспечение защиты человека. Как оно действует и зачем — давайте разберем подробнее.

Итак:

  • Как известно, любая электроустановка или электроприбор имеет проводники и детали схемы, находящиеся под напряжением. Данные проводники и детали схемы имеют изоляцию, которая препятствует наведению напряжения на корпусе электроприбора. Это может быть как изоляционный материал, так и воздушный зазор, достаточный для исключения соприкосновения с корпусом.
  • В случае нарушения изоляционных свойств проводника либо попадания воды на детали схемы, находящиеся под напряжением, возможно появление напряжения на корпусе. Вследствие этого при прикосновении к корпусу такого устройства возникнет ток, цепь которого будет проходить через человека на землю.
  • Как гласит инструкция по оказанию первой помощи, смертельным для человека является ток в 100мА. Это очень маленькая величина. А для цепей постоянного тока она еще меньше.

Обратите внимание! Кто-то сейчас начнет говорить, что это все ерунда и его било током значительно большего значения. Но, во-первых, он вряд ли замерял величину тока, протекавшего через его тело. А во-вторых, здесь многое зависит от цепи протекания тока по человеку, его изоляции, которая достаточно существенно меняется в течение дня, состояния сердца и многих других параметров. Поэтому мы советуем довериться в этом вопросе медикам.

  • В случае же, если корпус устройства заземлен, то при появлении на его корпусе напряжения, через защитное заземление потечет ток. При этом напряжение на самом корпусе будет близким к нулю. Поэтому при прикосновении к нему человека нечего не произойдет, ведь какой бы не был человек он имеет большее сопротивление, чем заземляющий проводник.

Виды заземления

На данный момент существует несколько видов заземления. Причем большинство из них обусловлены не столько вопросами электробезопасности, сколько вопросами работы электрических установок.

Мы рассмотрим только вопросы, связанные с защитным заземлением в цепях с глухозаземлённой нейтралью, которая используется в большинстве сетей с напряжением до 1кВ.

Согласно п. 1.7.3 ПУЭ, на данный момент в сети до 1кВ с глухозаземленной нейтралью используются системы TN – C, TN – S, TN – C – S и TT. Каждая из этих систем имеет свои особенности образования нулевого и защитного провода и практически все из них можно создать своими руками.

Итак:

  • Система TN – S предполагает раздельное подключение и пролегание провода нейтрали и защитного заземления по всей длине, в нашем случае от понижающего трансформатора на подстанции до нашего электроприбора.
  • Система TN – C предполагает совместную прокладку провода нейтрали и защитного заземления. Но для данной системы есть определенные ограничения, которые позволяют применять ее только в распределительных устройствах, ведь в противном случае цена использования такой системы будет не целесообразна. Но об этом мы поговорим чуть ниже.
  • Система TN – C – S предполагает совместную прокладку провода нейтрали и защитного заземления с его последующем разделением. Например, от понижающего трансформатора на подстанции до вашего дома они проложены совместно, а для разводки по дому и квартирам разделены на отдельные проводники.
  • И наконец, система TT предполагает прокладку отдельного провода нейтрали от понижающего трансформатора до конечного потребителя. При этом провод защитного заземления подключается к независимому контуру.

Правила обозначения нулевого и защитного проводника

Теперь мы вплотную подошли к вопросу, каким цветом провод заземления обозначается в схемах и по месту. Ведь данный вопрос имеет четкие предписания, которые оговорены в главе 1.1 ПУЭ.

Итак:

  • Начнем с обозначения нулевого провода. Согласно п.1.1.29 ПУЭ, данный проводник должен быть обозначен голубым цветом. Причем сделано это должно быть по всей длине проводника. Исключение составляют места, не доступные для обслуживания.

Обратите внимание! При нанесении цветовой окраски непосредственно на проводник краска должна отвечать требованиям по нагреву, а также должна сохранять стойкость цвета в процессе эксплуатации.

  • Кроме цветового обозначения для нулевых проводов предусмотрено еще и буквенная маркировка. Ее зачастую используют при обозначении нулевых проводников в схемах. Согласно п.1.1.29 ПУЭ, они должны иметь обозначение – N.
  • Цвет заземляющего провода, предназначенного для электробезопасности, должен быть выполнен в виде желто-зеленых полос. Причем при нанесении окраски непосредственно на проводник это могут быть равные полосы шириной от 15 до 100 мм.
  • Буквенное обозначение для проводников защитного заземления используется в основном в схемах, но может быть применено и на самих проводниках. Согласно п1.1.29 ПУЭ, оно должно быть – РЕ.
  • А вот провод заземления какого цвета необходимо применять для систем TN – C и TN – C – S? Ведь данные системы предполагают использование одной шины в качестве нулевой и в качестве защитной. В этом случае проводник должен иметь голубую окраску по всей длине, а на концах проводников должна быть нанесена желто-зеленая окраска.
  • Отличия данные системы имеют и в плане буквенного обозначения. В системах TN – C и TN – C – S для обозначения нулевого и защитного проводника используются символы PEN.

Выбор сечения нулевых и защитных проводников

Но не только вопрос: какого цвета заземляющий провод, должен вас интересовать при создании контура заземления. Одним из важнейших вопросов в этом плане является сечение проводников и непосредственно конструкций, которые можно использовать в качестве заземления.

  • Для заземления могут быть использованы искусственные и естественные заземлители. К естественным заземлителям, согласно п. 1.7.109 ПУЭ, относятся железобетонные и металлические элементы зданий, металлические водопроводные трубы, пролегающие в земле, металлические оболочки кабелей, проложенных в земле, обсадные трубы скважин и многое другое.
  • В то же время в качестве естественных заземлителей запрещено использовать газовые, канализационные и трубы системы отопления, алюминиевые оболочки кабелей и предварительно напряженную арматуру железобетонных конструкций.

Обратите внимание! Запрет на использование данных систем в качестве заземлителей не исключает их подключение к заземлению для выравнивания потенциалов.

  • Искусственные заземлители обязательны для использования в сетях выше 1кВ. В домашних же условиях зачастую можно обойтись искусственными заземлителями. Если же вы собрались монтировать собственный контур заземления, то видео на страницах нашего сайта должно помочь вам в этом вопросе.
  • Искусственный заземлитель должен изготавливаться из медных, оцинкованных или просто металлических изделий. Причем размеры и сечение таковых строго нормируются. Все эти требования сведены в табл.1.7.4 ПУЭ.
  • Что касается сечения проводников заземления, то они должны быть такого же сечения, как и фазный провод. Данное правило распространяется на все проводники сечением до 16 мм 2 . Для проводников большего сечения имеется табл. 1.7.5 ПУЭ.

Для полноценного функционирования защитной системы, снижающей при авариях уровень напряжения до безопасного, используется соответствующий провод заземления. Его выбирают по материалу, площади сечения и другим параметрам, которые регламентированы действующими нормами. В этой статье будут рассмотрены вопросы выбора таких изделий для бытовых сетей 220 V, их монтажа и эксплуатации.

Провод заземления с комплектом монтажных деталей

Критерии и ограничения

Чтобы не ошибиться при комплектации электротехнического проекта, используют положения «Правил устройства электроустановок» (в дальнейшем «ПУЭ», или «Правила»). В настоящее время действует седьмая версия издания нормативных актов. Она утверждена Министерством энергетики России приказом от 08. 07. 2002 г.

Для исключения сомнений в любой момент можно обратиться к первоисточнику, проверить новейшие изменения в законодательстве. На практике применяют следующие правила для определения, какой кабель системы заземления можно использовать для оснащения дома по площади в разрезе. Для проверки используют сечение фазного проводника имеющейся сети питания (S ) в мм 2:

  • S – при площади проводника меньшей, или равной 16 мм 2 ;
  • 16 мм 2 – если сечение фазного проводника больше 16 мм 2 , но меньше или равно 35 мм 2 ;
  • S/2 – при площади, превышающей 35 мм 2 .

Таким образом, если электрическая проводка дома площадью 20 мм 2 , то подойдет кабель системы заземления сечением 16 мм 2 .

Эти нормативы применяют в тех случаях, когда фазный и защитный проводники изготовлены из одинаковых материалов.

Чтобы сделать более точный расчет, используют специальную формулу. Она пригодна для ситуаций, когда время отключения защитного автомата меньше или равно 5 с:

/ k , где используются следующие обозначения:

  • S – сечение, которое должен иметь кабель системы заземления в мм 2 .
  • I – ток, который проходит через заземляющий проводник при коротком замыкании. Его величина должна быть достаточна для срабатывания автоматического устройства отключения питания за время, не превышающее пяти секунд.
  • t – это время в секундах, которое нужно автоматическому защитному устройству для прерывания электрической цепи питания.
  • k – комплексный коэффициент.

Точное значение последнего параметра берут из таблиц 1.7.6., 1.7.7., 1.7.8. и 1.7.9. ПУЭ. Он рассчитывается с учетом того, какой материал использован для изготовления проводника, в какую оболочку заключен кабель системы заземления. Имеет значение также, какие предполагаются начальные и конечные температуры.

Например, если используется медный заземляющий многожильный кабель, то для разных оболочек надо в формулу добавлять следующие коэффициенты.

Таблица зависимости комплексного коэффициента от температуры и материала кабеля

Если результат вычислений получился меньше типового размера, выбирают кабель системы заземления с ближайшим большим сечением.

Особенности монтажных операций

В ПУЭ отдельно рассмотрена ситуация, когда заземляющий провод не изолирован, а прокладывается он так, что поблизости будут находиться металлические изделия. Это возможно при использовании монтажных лотков из металла, если рядом расположены проводящие детали каркаса дома. При достаточной близости даже сравнительно небольшое напряжение 220 V способно создать искры. Они, в свою очередь, могут разрушить полимерный слой изоляции фазных проводов.

Чтобы обеспечить высокий уровень безопасности, в подобных случаях применяют изолированный заземляющий защитный кабель. Диэлектрические параметры его изолирующего слоя должны быть не хуже, чем в расположенных рядом фазных проводах.

Также надо проверить дома линию прокладки с учетом предотвращения следующих негативных факторов:

  • При отсутствии качественной изоляционной оболочки металлический проводник будет плохо защищен от разрушительных процессов окисления. Коррозия возникает при наличии кислорода и воды, поэтому надо исключить подобные воздействия.
  • Если заземляющий защитный проводник устанавливается рядом с трубопроводом, рельсовыми путями, в иных местах, где возрастает риск механического повреждения, его надо защитить дополнительно, либо выбрать иной маршрут.
  • При жестком монтаже проверяют совместимость линии прокладки и размещение швов, предназначенных для компенсации изменения размеров при повышении/снижении температуры. При необходимости делают запас длины проводника, применяют иные конструкторские решения для обеспечения целостности электрической цепи.


Прокладка провода заземления выполняется с учетом особенностей конструкции строения (на рисунке видно, что ввод в здание защищен от механических повреждений)

Иные варианты заземления

Выше описан один из вариантов подключения оборудования к системе заземления дома. В качестве проводников можно использовать не только специализированный медный кабель. Правила допускают применение следующих инженерных решений:

  • провод, который находится в единой изоляционной оболочке с фазной линией;
  • металлические защитные слои шинопроводов;
  • части конструкций зданий, арматуру в железобетонных изделиях;
  • лотки, в которых проложены сети питания.

Последний вариант допустимо применять, если такое целевое назначение предусмотрено заводом-производителем. Соответствующие записи должны присутствовать в официальных инструкциях, в сопроводительной технической документации.


Присоединение проводника заземления к элементам строительной конструкции

Проводники других типов могут использоваться, если они соответствуют требованиям к целостности цепи, а их электротехнические параметры не хуже, чем в рассмотренных выше примерах. В Правилах приведены уточнения требований. Так, необходимо, чтобы подобные части были хорошо защищены от механических и других внешних воздействий. Должны быть предусмотрены меры, препятствующие демонтажным работам, способным случайно прервать электрический контакт в цепи заземления.

  1. Металлические трубы водоснабжения, если в соответствующей системе имеются прокладки из диэлектрических материалов.
  2. Трубопроводы систем отопления, канализации, газоснабжения. Иные элементы, использующиеся для транспортировки взрывоопасных соединений и химических веществ.
  3. Оболочки из свинца кабельной продукции, металлические гофры, тросы, использующиеся для крепления проводов.

Если используется медный проводник, который не является составным элементом кабеля цепи питания, или он находится не в общей изоляционной защитной оболочке с фазными проводами, то минимальное сечение в мм 2 ограничено следующими правилами:

  • проводник защищен от механических воздействий – 2,5;
  • защитные конструкции отсутствуют – 4.

При использовании алюминиевого проводника, изготовленного из менее прочного, по сравнению с предыдущим примером, металла, в случае отдельной прокладки сечение должно быть равно или более 16 мм 2 .

Кабельная продукция и ее выбор

Выше были рассмотрены критерии выбора подходящей продукции, нюансы, которые надо учитывать при создании прокладки линии заземления дома. Для ускорения идентификации при проверках, облегчения монтажа коммутационных шкафов и другого стационарного оборудования применяется специальная система стандартов. Кабель заземления соответствующий вводным данным этой статьи, обозначается на схемах буквами PE. Желто-зеленый цвет (чередующиеся полоски) должна иметь его изоляция.


Наличие цветовой маркировки упрощает монтаж

Определенные правильные выводы можно сделать даже при визуальном изучении ассортимента магазина. Если это желто-зеленый кабель, значит, он подойдет для создания системы защитного заземления дома.

Некоторые продавцы для удешевления проекта предлагают недорогие изделия типа ППВ, с тремя жилами. Цветовые обозначения там не соответствуют требованиям ПУЭ, но возникает естественное желание сэкономить, ведь электрические параметры могут быть вполне достаточны.

При таком выборе возрастает вероятность ошибок в процессе монтажа. Повреждение дорогостоящего оборудования после включения питания, нивелирует подобное чрезмерно «рациональное» использование денежных средств.

В следующем списке приведены параметры подходящих видов кабельной продукции:

  • NYM – здесь есть желто-зеленый кабель, поэтому ошибки при монтаже исключены. Дополнительный толстый слой внешней изоляции позволяет использовать изделие даже во взрывоопасных помещениях. Дома такие изделия можно использовать при прокладке линий в подвале, гараже, в комнате отдыха сауны, в других местах, где не исключены перепады влажности и температуры.
  • Желто-зеленый кабель установлен центральной жилой в марке ВВГ. «Плоская» конструкция облегчает выполнение монтажных операций дома. Если необходимо, то приобретают изделие со слоем бронирования. Оно устойчиво к механическим воздействиям.
  • Когда в названии есть буквы «НГ», это значит, что использован негорючий полимер. Оболочка «LS» выделяет минимум дыма при горении. «FRLS» – сохраняет стойкость даже при воздействии открытым пламенем. Такая продукция дороже, но ее использование повышает общий уровень безопасности дома.
  • Желто-зеленый слой изоляции покрывает проводник скрученных медных жил. Это – кабель серии ПВ-3. Его используют для отдельной прокладки.

Видео

При выборе кабельной продукции для оснащения собственного дома торговая марка имеет значение. Ответственный производитель с безупречной репутацией предложит не просто желто-зеленый кабель, соответствующий внешне действующим стандартам. Он обеспечит наличие одинаковых параметров изделий в каждой товарной партии.

Заземление в квартире и частном доме необходимо для обеспечения защиты человека от поражения электрическим током. Защитное заземление — это преднамеренное соединение электрической проводки, электрооборудования и электрических приемников с землей, так как почва является средой, способной принять на себя ток. Электропроводка, оборудование и электроприемники соединяются с землей с помощью заземляющих проводников. В их качестве могут выступать как жила многожильного кабеля, так и одножильный провод. Более подробно можно прочесть в статьях: « и « .
При этом заземляющий провод в любом случае должен быть медным, многопроволочным или одинарным. Сечение провода заземления зависит от характеристик электросети, т.е. от мощности электроприемников и электрооборудования, которые он защищает. Главное — сечение заземляющего провода должно быть не менее сечения жил кабеля электропроводки.
Рассмотрим подходящие марки кабеля и провода , используемого для заземления , которые допускаются нормами ПУЭ (Правила Устройства Электрооборудования).

Марка кабеля с заземляющим проводником выбирается в зависимости от типа заземления: стационарное или нестационарное (переносное). К стационарному (т.е. неподвижному) заземлению можно отнести следующие примеры — заземление зданий, электропроводки в квартире и частном доме, неподвижное электрооборудование, электрощиты и т.д.
При стационарном заземлении допустимо использовать как многопроволочные (гибкие) медные трехжильные кабеля марок ВВГ, ПВГ, так и многожильные однопроволочные — например, марки NYM. Они должны иметь заземляющую жилу с желто-зеленой окраской изоляции. Бывают случаи, когда применяют более дешевый трехжильный кабель марки ППВ без желто-зеленой изоляции заземляющей жилы, в качестве которой используется средняя жила. Однако при использовании такого кабеля высока вероятность путаницы при подключении или последующем .

Также для заземляющего проводника в квартире и частном доме могут быть использованы отдельные медные одножильные многопроволочный (гибкие) провода. Например, провод марки ESUY (Германия). В таком случае электропроводка (фаза + ноль) выполняется двухжильным медным кабелем, плюс сюда же прокладывается и заземляющий одножильный провод, например, ESUY.

Краткая характеристика некоторых марок кабеля и провода для заземления

Кабель для электропроводки и заземления NYM

Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках
на переменное напряжение до 0,66 кВ частотой 50 Гц, в том числе в электроустановках зданий и сооружений для безопасного применения электрооборудования класса защиты 1 по электробезопасности. Кабель может применяться для прокладки силовых и осветительных сетей даже во взрывоопасных зонах классов В1 б, В1 г, ВПа, а также для осветительных сетей во взрывоопасных зонах класса В1а.

Отличительные особенности NYM:
— медная жила;
— промежуточная оболочка;
— расцветка жил в соответствии с нормами ПУЭ;
— удобство разделки и монтажа.

Кабель ВВГ

Материал: жилы — медь I или II класса скрутки, изоляция — поливинилхлорид, оболочка — поливинилхлорид, броня — две стальные ленты, наружный покров — обмотка стекловолокном с поливкой битумным составом.
Оболочка кабеля устойчива к солнечному излучению и не распространяет горение.
Кабели изготавливают 1-, 2-, 3-, 4-и 5-жильные, с нулевой жилой или жилой заземления.
Изолированные жилы многожильного кабеля имеют отличительную расцветку. Изоляция нулевых жил выполняется голубой или светло-синей, изоляция жил заземления выполняется двухцветной — зелено-желтой.

Провод ПВ-3

Кабель ПВ-3 — это, по конструкции, одна жила из сплетенных проволочек мягкой меди. В сечениях 0,5 … 1,5 мм квадратных — класс жилы № 2, 3 или 4; для сечений в пределах 2,5… 4 мм кв. — класс жилы — №4; для сечений в пределах 6… 95 мм кВ.- класс жилы — №3. Жила кабеля покрыта изоляцией из одного слоя поливинилхлоридного пластиката. Когда происходит монтаж кабеля, и приступают к разделке концов, то эта оболочка должна без разрыва отрываться от скрученной жилы. Если наблюдаются разрывы изоляции, т. е. она прилипла к жиле, это значит, что при хранении или производстве были нарушены сроки, условия или технология. Выпускаемые сечения кабеля в мм кв.: 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 185; 240. Кабель окрашивают в 11 различных цветов: белый, синий, черный, красный, зеленый, желтый и т. д. Если кабель применяется для заземления оборудования или установок, тогда цвет изолирующей оболочки должен быть только жёлто-зелёного цвета.

Провод ПВ-6

Токопроводящая жила — медная, многопроволочная, класса 6 по ГОСТ 22483.
Изоляция — из прозрачного ПВХ пластиката, обеспечивающая возможность визуального контроля за целостностью и качеством токопроводящей жилы.
ПВ 6-Зп — Провод с медной жилой высокой гибкости с изоляцией из прозрачного ПВХ пластиката для переносных заземлений.
Провода стойки к воздействию температуры окружающей среды: от -40°С до +50°С
Изоляция стойка: к деформации при температуре (50±2)°С; к растрескиванию при температуре (120±2)°С.
Провода стойки к воздействию знакопеременных изгибов на угол не более 180° при радиусе изгиба (50±5) мм.

Провод марки ESUY

Кабель заземления ESUY используется для заземления системах защиты от . Специальное применение кабеля заземления при ремонтных работах в системах с большими токами EVU, железнодорожных установках, в распределительных системах, системах переменного тока, системы передачи и распределения энергии как защита в установках.
Для этого кабеля имеются специальные требования, например, небольшой вес, повышенная гибкость в широком диапазоне температур и температуростойкость. Оболочка кабеля имеет важную функцию защиты от механических и химических воздействий.
Особенность: для этого кабеля не нормируется номинальное напряжение, потому что этот кабель применяется как кабель заземления.

Гост р 50571.22-2000
3.18 заземляющий проводник: Проводник, соединяющий заземляемую
точку системы или установки, или оборудования с заземлителем.

ПУЭ
Таблица 1.7.5
Наименьшие сечения защитных проводников

1.7.34. Защитный (РЕ) проводник — проводник, предназначенный для целей электробезопасности.
Защитный заземляющий проводник — защитный проводник, предназначенный для защитного заземления.
Защитный проводник уравнивания потенциалов — защитный проводник, предназначенный для защитного уравнивания потенциалов.
Нулевой защитный проводник — защитный проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания.

из того же ГОСТа: 3.30 защитный проводник (РЕ-проводник): Проводник в
электроустановке до 1 кВ, предназначенный для целей безопасности,
соединяющий открытые проводящие части у потребителя с заземляющим
устройством.

Теперь о сечениях:

По ПУЭ
Заземляющие проводники

1.7.113. Сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ должны соответствовать требованиям 1.7.126 к защитным проводникам.
Наименьшие сечения заземляющих проводников, проложенных в земле, должны соответствовать приведенным в табл. 1.7.4.
Прокладка в земле алюминиевых неизолированных проводников не допускается.

по гост р 50571.10-96

542.3 Заземляющие проводники

542.3.1 Заземляющие проводники должны удовлетворять требованиям
543.1 и, если они проложены в земле, их сечение должно
соответствовать значениям, указанным в табл.54А.

543.1 Наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников
должны быть:

Рассчитаны в соответствии с 543.1.1 или

Выбраны в соответствии с 543.1.2.

В обоих случаях следует учитывать требования 543.1.3.

Теперь о пунктах:
— 543.1.2 Сечение защитных проводников должно быть не менее значений,
приведенных в таблице 54F (говорит о том же о чем и ПУЭ Таблица 1.7.5
). В этом случае не требуется проверять
сечение на соответствие 543.1.1. -543.1.3. минимал сечения проводников не входящих в кабель

Теперь о циркуляре (6/2004) от 16.02.04:

п. 1 и 2 говорят о сечениях ГЗШ
п.3 говорит о минимальном сесечении проводников основной системы уравнивания потенциалов

Минимальное сечение заземляющих проводников в системе защитного заземления TN может быть принято равным: 6 мм2 Cu, 16 мм2 Al, 50 мм2 Fe, при условии что протекание существенных токов повреждения, (превосходящих допустимый ток заземляющего проводника) не ожидается,;
минимальные поперечные сечения заземляющих проводников, проложенных в земле, приведены в таблице 2;

Из всего выше сказанного делаю вывод:
Если нет желания заморачиваться с расчетами берем сечене заземляющего проводника по ПУЭ Таблица 1.7.5 при этом сечение должно быть не менее значений указанных для земли и воздуха (ПУЭ Таблица 1.7.4 или циркуляр № 11/2006 табл. 2 или по ГОСТ Р 50571.10-96 табл 54А — сравнения сечений еще не делал .).

Главная » Электрика » Монтаж системы защитного заземления в частном доме. Провода для заземления

Защитное и функциональное заземления. Основная и дополнительная системы уравнивания потенциалов

Защитное и функциональное заземления.
Основная и дополнительная системы
уравнивания потенциалов.
www.poligonspb.ru
Защитное заземление и основная система уравнивания потенциалов.
Занос потенциала в электроустановку.
Выбор сечения проводников основной системы уравнивания
потенциалов.
Дополнительная система уравнивания потенциалов (СДУП).
Открытые проводящие части.
Устройство и выбор сечения СДУП.
Борьба со статическим электричеством и устройство
антистатического пола.
Рабочее (функциональное) заземление.
Ошибки проектирования рабочего заземления.
Фильтры заземления и способы улучшения защиты оборудования.
Варианты схем с использованием функционально заземления.
Защитное заземление.
Защитное заземление – заземление, выполняемое в целях электробезопасности. ( ПУЭ п.1.7.29 )
www.poligonspb.ru
Корпус без защитного
заземления
Напряжение
прикосновения
L
220 В, 50 Гц
Rч=1кОм
Корпус заземлен
Напряжение
прикосновения не
более 40 В, 50 Гц
L
Повторное заземление РЕN проводника.
N
PEN
Ток через тело
человека 0,0008 А
1 кОм
L
N
Токи делятся
пропорционально
сопротивлению.
N
Ток через тело
человека 0,22 А
TN-С-S
подстанция
PE
ГЗШ
PE
4 Ом
Существенное влияние на ток проходящий через человека оказывает величина тока короткого
замыкания и сопротивление системы заземления.
Наибольшее допустимое значение сопротивления заземления в установках до 1000 В:
10 Ом — при суммарной мощности генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее,
4 Ом — во всех остальных случаях.
ЗАПРЕЩЕНО !
РЕ
ПРАВИЛЬНО
РЕ
Повторное заземление уменьшает
вероятность поражения электрическим
током при обрыве PEN-проводника.
Заземляющее устройство — это совокупность заземлителя и заземляющих проводников,
соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.
«классические» заземлители в вечной
мерзлоте спустя три года
ЗАЗЕМЛИТЕЛИ
www.poligonspb.ru
ЕСТЕСТВЕННЫЕ
ИСКУСТВЕННЫЕ
— металлические конструкции здания и фундаменты,
надежно соединенные с землей
— металлические оболочки кабелей
— обсадные трубы артезианских скважин
Запрещено:
— газопроводы и трубопроводы с горючими жидкостями
— алюминиевые оболочки подземных кабелей
— трубы теплотрасс
— трубы холодного и горячего водоснабжения
Электролитический заземлитель
Соединение с естественным заземлителем должно быть не
менее чем в двух разных местах.
ВЫНОСНЫЕ
КОНТУРНЫЕ
При контурном заземлении обеспечивается
выравнивание потенциалов в защищаемой зоне и
уменьшается напряжение шага.
ГРУППОВЫЕ
ОДИНОЧНЫЕ
Позволяют выбрать место с минимальным сопротивлением
грунта.
zandz.ru
В гражданском законодательстве отсутствует понятие
электролитического заземлителя. Однако эффективен и
используется в качестве дополнительного.
Основная система уравнивания потенциалов.
www.poligonspb.ru
Основная система уравнивания потенциалов в
электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой
следующие проводящие части:
1 ) нулевой защитный РЕ- или РЕN- проводник питающей
линии в системе TN;
2 ) заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему
устройству электроустановки, в системах IT и TT;
3 ) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю
повторного заземления на вводе в здание;
4) металлические трубы коммуникаций , входящих в здание…
5 ) металлические части каркаса здания;
6 ) металлические части централизованных систем
вентиляции и кондиционирования….
7 ) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3й категории;
8 ) заземляющий проводник функционального ( рабочего )
заземления, если таковое имеется и отсутствуют
ограничения на присоединение сети рабочего заземления к
заземляющему устройству защитного заземления;
9 ) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.
( ПУЭ п. 1.7.82. )
Построение основной системы уравнивания потенциалов –
создание эквипотенциальной зоны в пределах электроустановки с
целью обеспечения безопасности персонала и самой
электроустановки при срабатывании системы молниезащиты,
заносе потенциала и коротких замыканиях.
Появление разницы потенциалов при нарушении в основной
системе уравнивания потенциалов.
Молниеотвод
вентиляция
экраны кабелей
передачи данных
кабельные лотки
шахта
лифта
PEN
U
ГЗШ
газ
водопровод
канализация
трубопроводы и емкости с
катодной защитой
Трубопровод, не соединенный с ГЗШ
При токе молнии 35кА разница потенциалов может
достигать 160 кВ !!!
Занос потенциала в электроустановку.
www.poligonspb.ru
Схема заноса потенциала при ударе молнии в
сторонний объект.
Схема заноса потенциала с учетом линии питания от
подстанции.
Стальной пруток
D 10 мм
R= 0,038 Ом при
длине 30 м.
Злая
тучка
100 кА
Инженерная система
не подключенная к здание
ГЗШ, заземленная
вне зоны растекания 400 кВ !!!
разряда
подстанция
здание
Проводящие
100 кА элементы UП = 3800 В
конструкции
стены


UZ2
UП 30
м
PEN
ГЗШ
UZ1
Зона
растекания
разряда
4 Ом
4 Ом
48%
4 Ом
Контурный
заземлитель
52%
Контролируемая
точка соединения
молниепроводника
с ГЗШ
Соединение молниеотвода с
контурным заземлителем.
Неконтролируемое
Схема протекания токов при срабатывании
отдельно стоящего молниеприемника.
www.poligonspb.ru
Потенциал на ГЗШ:
UZ1
25 кА х 4 Ом = 100 кВ
Схема заноса потенциала через подземные
коммуникации.
Протекание тока разряда
способно повреждать
прокладки трубопровода
100 кА
подстанция

UZ2
PEN
4 Ом
UZ1
4 Ом
4 Ом
10 Ом
19%
21%
60%
Значительную роль играют:
1. Расстояние до молниеприемника ( большим быть не может
( 7 – 20 м ), так как это сказывается на эффективности
молниезашиты ).
2. Проводимость грунта и величина зоны растекания.
3. Отношение сопротивлений заземлителей
электроустановки и молниеприемника.
В случае катодной защиты
трубопровода устанавливается
разрядник.
Выбор сечения проводников основной системы уравнивания потенциалов.
Внимание!
www.poligonspb.ru
Нулевые защитные
проводники
Обособленный
ввод 1
Обособленный
ввод 2
N
N
2×240
2
5
Нулевые рабочие проводники
( нейтрали )
35
10
ГЗШ 1 (PE)
120
Согласно этому ГОСТу п. 444.4.6
этой связи не должно быть!
70
120
max
ГОСТ Р 50571.4.44-2019
«Электроустановки низковольтные.
Часть 4.44. Защита для обеспечения
безопасности. Защита от резких
отклонений напряжения и
электромагнитных возмущений.»
16
35
ГЗШ 2 (PE)
ГШФЗ (FE)
25
25
1
25
240
PEN
4
240
25
95*
3
PEN
6
PE
Контурное заземление 4 Ом
95
25
10
7
8
> 15м
FE 2 Ом
Примечание: указанные сечения проводников по меди ( исключая PEN проводники ). При замене на сталь
или алюминий расчет сечения можно провести согласно ТЕХНИЧЕСКОМУ ЦИРКУЛЯРУ №6/2004,
приложение 2.
Как правило, прокладывается
отдельным медным проводом в
гофрированной трубе, для
избежания контакта с
металлическими частями здания.
Иногда прокладывают в
металлической заземленной (РЕ)
трубе для исключения
электромагнитных наводок.
Пояснения к рисунку.
1. PEN – совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводник. В данном примере это могут быть алюминиевые проводники от подстанции в
www.poligonspb.ru
составе двух кабелей питания АВБбШа 4х240 мм2.
В качестве ГЗШ используется шина заземления ВРУ. Шина может выполняться и выносной. Сечение шины должно быть равно или более суммарного
сечения РЕN проводников
( ПУЭ 1.7.119 ). Брать минимальное сечение не рекомендуется. Шина должна иметь достаточную конструктивную прочность и хорошую площадь
подключения, чтобы выдержать механические напряжения при подключении довольно жестких кабелей и «грубую» работу монтажников. В нашем
случае для ввода 1 можно выбрать медную шину 60х10 мм.
2. Сечение проводника ( шины ) соединения ГЗШ с шиной нейтрали должно быть равно или более суммарного сечения PEN-проводников.
3. В примере максимальное сечение РЕN-проводников -480 мм2 ( 2 x 240 ) на вводе 1. Соответственно, согласно ПУЭ 1.7.120, проводник уравнивания
потенциалов между ГЗШ 1 и ГЗШ 2 должен быть 240 мм2 ( ½ PEN ).
ПУЭ п.1.7.120. «Если здание имеет несколько обособленных вводов, главная заземляющая шина должна быть выполнена для каждого вводного
устройства. При наличии встроенных трансформаторных подстанций главная заземляющая шина должна устанавливаться возле каждой из них.
Эти шины должны соединяться проводником уравнивания потенциалов, сечение которого должно быть не менее половины сечения РЕ (PEN)проводника той линии среди отходящих от щитов низкого напряжения подстанций, которая имеет наибольшее сечение. Для соединения
нескольких главных заземляющих шин могут использоваться сторонние проводящие части, если они соответствуют требованиям 1.7.122 к
непрерывности и проводимости электрической цепи».
*Примечание: в ТЕХНИЧЕСКОМ ЦИРКУЛЯРЕ №6/2004 согласно п.1 сечение проводника уравнивания потенциалов между ГЗШ 1 и ГЗШ 2 должен быть
равно меньшему сечению из соединяемых шин и соответственно в нашем примере 95 мм2.
Этот вариант более логичен, так как конструктивно ВРУ 2 не предназначено для подсоединения проводников сечением более 95 мм2.
4. Сечения проводников основной системы уравнивания потенциалов определяется с учетом максимального сечения групповых нулевых защитных
проводников. В нашем примере это проводник 120 мм2.
ПУЭ п. 1.7.137 «Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения
защитного проводника электроустановки, если сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм2 по меди или
равноценное ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной
системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных — 6 мм2,алюминиевых –
16 мм2, стальных — 50 мм2».
www.polgonspb.ru
www.poligonspb.ru
Если перевести на русский язык, то сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов выглядит так, как представлено в таблице
ниже:
Максимальное сечение группового РЕ
Сечение проводника основной системы
проводника, мм2 Сu
уравнивания потенциалов, мм2 Cu
10
6
16
10
25
16
35
16 — 25
50
70
95
25
120 и более
5. Проводник соединения молниеприемника с ГЗШ относится к системе основного уравнивания потенциалов, где сечение 25 мм2 Сu уже
определено. Если имеется специальный контур молниезащиты, к которому подключены молниеотводы, то такой контур также должен
подключаться к ГЗШ ( ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦИРКУЛЯР №6/2004 согласно п.3 ).
6. Сечение заземляющего проводника к повторному заземлению больше или равно 16 мм2 по меди для защищенных проводников, 25 мм2 по
меди и 50 мм2 по стали для проводников не защищенных от коррозии ( ГОСТ 30331.10 п. 542.3.1 ).
7, 8. ПУЭ 1.7.117. «Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей
шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медный — 10 мм2, алюминиевый — 16 мм2, стальной- 75 мм2».
Система дополнительного уравнивания потенциалов
www.poligonspb.ru
— должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части
стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению
металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе
TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных
розеток. ( ПУЭ п. 1.7.83. ).
линия 1
линия 1
первичный
пробой
( L-PE )
линия 2
U2
U1
первичный
пробой
( L-PE )
линия 2
0
0
2,5м
переносной,
передвижной
электроприемник
стационарный
Розетка
заземления
сторонняя
проводящая часть
10 — 16 мм2 Cu
4 мм2 Cu
шина дополнительного
уравнивания потенциалов
Изменения порядка подключения защитного заземления при требовании
организации системы дополнительного уравнивания потенциалов ( СДУП ).
www.poligonspb.ru
Розетка
заземления
L N PE
L N PE
Корп.
розетка
Стационарный
прибор
Корп.
розетка
Стационарный
прибор
к ГЗШ или шине заземления
щита питания помещения
Чрезвычайно важно обеспечить соединение контактов заземления розеток и клемм заземления стационарных
приборов на шину дополнительного уравнивания потенциалов. При этом, даже если не будет выполнено
соединение корпусов приборов с шиной ( безалаберная эксплуатация, особенно переносных приборов ) система
сохранит свою эффективность по безопасности.
Ситуация, когда «земли» розеток и приборов не подключены к шине, а сторонние проводящие части
гарантированно соединены с шиной уравнивания потенциалов, в разы ухудшает электробезопасность в помещении
даже по сравнению с классической схемой питания.
Схема системы дополнительного уравнивания потенциалов ванных и
душевых помещений.
Сушилка
для рук
www.poligonspb.ru
Металлическая
мойка
Металлическая
вставка
( для стояков из
пластиковых труб )
Штепсельные
розетки
DEHN
Специальный
контакт.
N L
L N
Металлически
й поддон
ПУГВ-1х2,5 ж/з
ПУГВ-1х2,5 ж/з
ПУГВ-1х4 ж/з
L
Металлическая
ванна
ПУГВ-1х4 ж/з
ПУГВ-1х4 ж/з
ПУГВ-1х4 ж/з
N
PE
ПУГВ-1х4 ж/з
ПУГВ-1х4 ж/з
Дополнительная система уравнивания потенциалов должна быть выполнена в соответствии с данной схемой. Монтаж должен соответствовать ПУЭ
п.7.1.87, 7.1.88 и Техническому циркуляру №23/2009.
Места для подключения проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов к сторонним проводящим частям ( металлические корпуса
ванн, поддонов, металлических моек и тд.) должны указываться специалистами организаций, осуществляющими сантехнические и другие
работы.
Прокладка проводников должна быть выполнена скрыто в поливинилхлоридных трубах диаметром 16 мм.
В качестве шины дополнительного уравнивания потенциалов использовать коробку КУП.
Коробка КУП скрытого монтажа устанавливается на высоте 800 мм от поверхности пола.
Должен быть обеспечен доступ ко всем соединениям системы для возможности осмотра, индивидуального отключения и замены проводников.
Отключение соединений проводников и доступ в коробку КУП только с помощью инструмента.
КУП
Практика выполнения дополнительной системы уравнивания потенциалов.
www.poligonspb.ru
Вариант 1. С использованием стандартных коробок уравнивания потенциалов ( КУП ).
Вариант 2. Стальная шина 4х40 ( 4х50 ) с приварными болтами опоясывающая помещение.
Вариант 3. Стальная шина, уложенная в стандартный пластиковый короб.
Вариант 4. Использование шины заземления в РЩ ( для небольших помещений ).
Вариант 5. С использованием специализированного щитка типа ЩРМ – ШЗ
( встроенный щиток с шиной 100 мм2 ( Cu ) со степенью защиты IP54 ).
Вне зависимости от конструкции должны быть соблюдены два основных условия:
1. Возможность осмотра соединения.
2. Возможность индивидуального отключения.
Вероятный и непрезентабельный вариант
исполнения.
«Остальные мелочи Вы додумаете сами…»
Зачастую в проекте по выполнению шины дополнительного уравнивания потенциалов
содержится минимум информации: «…шина 4х20мм ( медь ) по периметру помещения на
высоте 150 мм от пола…»
Далее у строителей возникает множество «мелких» вопросов по технологии:
— самим изготовить шину с отверстиями и болтами или заказать где-нибудь ?
— шина с гальваническим покрытием или без ?
— как соединять секции шин между собой ( сварка или болтовое соединение ) ?
— как сделать аккуратно присоединение проводников к шине при скрытой проводке…….
Проводники уравнивания
потенциалов и защитного заземления,
торчащие из стены
( к этому добавить гофру )
Торчащий болт
Открытая
медная шина
Пример выполнения подключений к системе дополнительного уравнивания потенциалов
( вариант 5 )
www.poligonspb.ru
Щиток ЩРМ-ШЗ
Стационарное
электрооборудование
Стандартные розетки
Переносное и передвижное
электрооборудование
Специализированный
электрощиток розеточный
РЗ- 01
4 мм2
L N PE
Корп.
Корп.
L
4 мм2
N
2,5 мм2
Сторонние
проводящие
части
4 мм2
4 мм2
16мм2 Cu
К шине защитного
заземления щита
питания или к ГЗШ*
16мм2 Cu
4 – 5м
ЩРМ – ШЗ
ЩРМ – ШЗ
Сетка антистатического пола
Статическое электричество.
Поражение электронных компонентов.
www.poligonspb.ru
Воспламенение газов, горючих жидкостей и
воздушно-пылевых взвесей.
100%
90%
Пример формы тока
статического разряда
Система
дополнительного
уравнивания
потенциалов.
Антистатическое
покрытие пола.
Кондиционирование
воздуха.
При температуре 2123 С влажность не
менее 55% !!!!!
Применение специальных материалов и использование
специальной одежды.
30%
10%
0
Мероприятия по борьбе со статическим
электричеством
t
30нс
60нс
0,8-1нс
Сочетание высокой крутизны фронта и
напряжения (до десятка кВ) – основной
поражающий фактор.
ГОСТ Р 53734.1-2014 (МЭК 61340-1:2012)
Электростатика. Часть 1. Электростатические явления.
Физические основы, прикладные задачи и методы
измерения.
Пример выполнения антистатического пола ( советская классика ):
Вне зависимости от типа покрытия обязательным элементом любого антистатического пола является металлическая
сетка, которая укладывается под покрытие.
Классический вариант изготовления медной сетки показан на рисунке ниже:
www.poligonspb.ru
От стены 0,3-0,5м
Сетка из медной
ленты

Соединение узлов пайкой

30 х 0,2 мм медь
Сечение медной ленты выбрано не случайно. Малая толщина
ленты позволяет выполнить качественную пропайку узлов
обычным 100 Вт паяльником даже +5 С
Количество соединений с
шиной дополнительного
уравнивания потенциалов:
минимум 2. + одно соединение
на каждые 30м2
Примеры выполнения подключения антистатического пола:
Внешнее подключение
Скрытое подключение
Чистовая панель
Капитальная
стена
www.poligonspb.ru
Монтажная коробка
Антистатический линолеум с
заходом на чистовую панель
Медная лента
Соединение ленты в монтажной
коробке с проводником
заземления методом пайки или
сварки.
При использовании щитка
заземления ЩРМ-ШЗ лента
крепится непосредственно к
шине болтом.
пол
В последнее время появляются новые материалы и технологии в данной области. Например, вместо обычных медных полос используются медные
самоклеющиеся ленты, которые в зависимости от фирмы производителя могут быть разной ширины и толщины. Применение таких лент
безусловно сокращает время и затраты при изготовлении антистатического пола.
При выборе поставщика материалов для изготовления антистатического пола в учреждениях ЛПУ обязательным являются два условия:
1. Наличие у поставщика разрешительной документации на применение материалов в учреждениях здравоохранения.
РЕРЕ150 -200 мм один из рекомендуемых производителем вариантов укладки медной сетки при использовании антистатического линолеума.
2. Наличие подробной инструкции по технологии монтажа с указанием сопутствующих материалов ( марка токопроводящих клея и грунтовок,
технология электрического соединения самоклеющихся лент в узлах и выходов подключения сетки к системе заземления ).
Рабочее ( функциональное, технологическое ) заземление.
www.poligonspb.ru
Рабочее ( функциональное ) заземление – заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки,
выполняемое для обеспечения работы электроустановки ( не в целях электробезопасности ). ( ПУЭ п. 1.7.30 )
«Функциональное заземление: заземление для обеспечения нормального функционирования аппарата, на корпусе
которого по требованию разработчика не должен присутствовать даже малейший электрический потенциал
( иногда для этого требуется наличие отдельного электрически независимого заземлителя )» ГОСТ Р 50571.22-2000
п. 3.14 ( 707.2)
«Функциональное заземление может выполняться путем использования защитного проводника ( РЕ-проводника )
цепи питания оборудования информационных технологий в системе заземления TN-S.
Допускается функциональный заземляющий проводник ( FE-проводник ) и защитный проводник ( РЕ-проводник )
объединять в один специальный проводник и присоединять его главной заземляющей шине ( ГЗШ )» ГОСТ Р 50571.212000 п. 548.3.1
ПУЭ 1.1.17. Для обозначения обязательности выполнения требований ПУЭ применяются слова «должен», «следует»,
«необходимо» и производные от них.
Слова «как правило» означают, что данное требование является преобладающим, а отступление от него должно быть
обосновано.
Слово «допускается» означает, что данное решение применяется в виде исключения как вынужденное (вследствие стесненных
условий, ограниченных ресурсов необходимого оборудования, материалов и т. п.).
Слово «рекомендуется» означает, что данное решение является одним из лучших, но не обязательным.
Слово «может» означает, что данное решение является правомерным.
www.poligonspb.ru
ГОСТ Р 50571.4.44-2019
ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ
НИЗКОВОЛЬТНЫЕ
Ч а с т ь 4-44
Требования по обеспечению
безопасности.
Защита от отклонений
напряжения
и электромагнитных помех.
Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному
стандарту МЭК 60364-4-44:2007* «Электроустановки низковольтные. Часть 4-44. Защита
для обеспечения безопасности. Защита от резких отклонений напряжения и
электромагнитных возмущений» (IEC 60364-4-44:2007 «Low-voltage electrical installations Part 4-44, Ed. 2.1: Protection for safety — Protection against voltage disturbances and
electromagnetic disturbances», MOD), включая изменения Amd1(2015), Amd2(2018), путем
изменения отдельных фраз,слов, ссылок, которые выделены в тексте курсивом**.
Схема использования FE по ГОСТ Р 50571.4.44-2019
1
www.poligonspb.ru
1. Непонятно в какое место подключается FE для
аппаратуры 1-го класса защиты. На корпусе согласно
рисунку РЕ.
1
2
Разделительный
трансформатор
2. Установлен разделительный трансформатор. Где
защитное заземление корпуса прибора 1-го класса
защиты ?
www.poligonspb.ru
Пример рекомендаций по
электрообеспечению
операционной от компании
Bender
Тотальный контроль за токами утечки в
системе заземления, нейтрали и за
дифференциальными токами.
СДУП разделена на шину для сторонних
проводящих частей и для защитного
заземления оборудования. Между собой
соединены.
В хирургическом светильнике
собственный разделительный
трансформатор ( по российской традиции
данные светильники подключают
непосредственно к IT-сети ).
Контроль токов утечки и дифференциальных токов с помощью модуля
«Реле тока утечки РТУ – 300» ( дифференциальное реле ).
www.poligonspb.ru
Крепление токового трансформатора
на шине с помощью переходной
втулки ( опция ).
D 15
Технические характеристики:
Напряжение питания ——————————————————————————- 220В =/-10%, 50Гц
Уставка тока утечки ———————————————— 5, 10, 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250, 300 мА
Гистерезис включения/включения сигнализации на пороговых значениях, не более ————— 5%
Временная задержка на вкл. сигнализации при превышении уставки тока утечки ( регулир.) –- 0-4с
Коммутируемый ток контакта (АС1 250 В), не более ——————————————————— 5А
Диапазон рабочих температур ———————————————————————— -40 ….. +60оС
L1
L1, L2, L3
Нагрузка
N
D 8,5
Токовый трансформатор в
комплекте.
модель
Внутренний
диаметр
Предельный рабочий ток в режиме
дифференциального измерения
РТУ-300-15
15
32А
РТУ-300-30
30
65А
РТУ-300-50
50
85А
РТУ-300-80
80
160А
РТУ-300-120
120
250А
РТУ-300-200
200
400А
РТУ-300-300
300
630А
L
L
N
РЕ
N
РЕ
Нагрузка
Варианты построения системы функционального заземления.
www.poligonspb.ru
Вариант «А».
«ОПАСНЫЙ!»
ГЗШ
ШФЗ
ГЗШ
Изолированная
шина
FE
PE
2 Ом
Разрушение основной
системы уравнивания
потенциалов и ухудшение
электробезопасности.
ШФЗ
ГЗШ
PE
2 Ом
ШФЗ
Изолированная
шина
Изолированная шина
> 15м
4 Ом
Вариант «С».
«Классический»
Вариант «В».
«Допустимый»
FE
PE
ШФЗ – главная шина
функционального
заземления
> 15м
4 Ом
2 Ом
«Недостатки» независимой системы функционального заземления ( вариант «А» ).
Занос потенциала в
ответственное
оборудование
Маленький ток первичного короткого
замыкания!!!
www.poligonspb.ru
I КЗ =
220 ( В )
= 36,6 ( А )
4 + 2 ( Ом )
Подстанция
КЗ
С16
L
TN-S
L

L
N
U
220В, 50Гц
~219В
N
ГЗШ
U
ШФЗ
PEN
160 кВ
PE
N
FE
Убей ответственную
нагрузку независимым
заземлением!
PE
( 4 Ом )
FE
( 2 Ом )
Какое время срабатывания защиты?
( норма не более 0,4с )
www.poligonspb.ru
Выдержки из статьи «Ошибки при проектировании
молниезащиты» на одном из сайтов….
……..
2.2. Объединение рабочего заземления с заземлением молниезащиты на примере
МРТ
Задача: Выполнить заземление молниезащиты, заземление рабочее (ВРУ) и
функциональное.
Ошибка: Делать контур молниезащиты и защитное заземление щитка отдельно,
дабы избежать наводок.
Как правильно:
ПУЭ-7 п.1.7.49-1.7.66 ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ. Общие требования.
«1.7.55..Для заземления в электроустановках разных назначений и напряжений,
территориально сближенных, следует, как правило, применять одно общее
заземляющее устройство…», «..Заземляющие устройства защитного заземления
электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих
зданий и сооружений, как правило, должны быть общими.»
СО 153-34.21.122-2003 «..3.2.3. Заземлители. 3.2.3.1. Общие соображения. Во
всех случаях, за исключением использования отдельно стоящего
молниеотвода, заземлитель молниезащиты следует совместить с
заземлителями электроустановок и средств связи. Если эти заземлители
должны быть разделены по каким-либо технологическим соображениям, их
следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания
потенциалов..»
Но функциональное заземления чувствительного оборудования должно быть
отдельным.
?????
Или вот такое….
Основной контур тока кондуктивной помехи от нагрузки R1.
www.poligonspb.ru
R1
R2
R1- нагрузка создающая
помеху при работе
R3
L
R2 – нагрузка в зоне риска
N
PEN
ШФЗ
ГЗШ
путь тока помехи
PE
FE
ШФЗ — шина функционального заземления
ГЗШ – главная заземляющая шина
Минимизация воздействия помех на нагрузку R3 с помощью функционального
заземления и радиальной (лучевой) схемы подключения.
из-за магистральной схемы
подключения
Варианты построения системы функционального заземления. Продолжение.
www.poligonspb.ru
ГЗШ
ШФЗ
Вариант «F».
«Классический с ФЗ».
Вариант «Е».
«Условно опасный»
Вариант «D».
«Компромисс».
ГЗШ
ШФЗ
ГЗШ
ШФЗ
ФЗ
PE
FE
Изолированная
шина
Изолированная
шина
Изолированная
шина
FE
PE
> 15м
> 15м
Контурное заземление 2 Ом
Промежуточный между «B» и «С».
Нарекание может вызвать
отсутствие контролируемого
проводника между ГЗШ и ШФЗ.
4 Ом
FE
PE
2 Ом
Если решена проблема
электробезопасности при малых
токах КЗ, то допустимо.
4 Ом
2 Ом
ФЗ – фильтр заземления,
препятствующий проникновению
ВЧ-помех от ГЗШ до ШФЗ
Например «КвазарФ-хххРЕ»
Варианты построения системы функционального заземления. Продолжение.
Вариант «К».
Вариант «H».
Вариант «G».
Сеть TN-S
IT-сеть
www.poligonspb.ru
Ф
ГЗШ
ШФЗ
ГЗШ
ФЗ
FE
PE
ГЗШ
ФЗ
или
или
FE
Нагрузка дополнительно
защищена магистральным
фильтром
4 Ом
FE
PE
> 15м
> 15м
2 Ом
ШФЗ
ФЗ
PE
> 15м
4 Ом
ШФЗ
2 Ом
4 Ом
2 Ом
Максимум эффективности и
безопасности
Использование функционального заземления (FE) для помещений гр.2.
Вариант 1.
В данном варианте функциональное заземление подключается только к заземляющим контактам розеток питания ( консоли, щитки IT-сети ) в
окружении пациента. Второй класс защиты аппаратуры – внутренняя электронная часть отдельно, корпус отдельно. FE для надежной,
безопасной работы аппарата.
Схема противоречит ПУЭ п.1.7.83.
www.poligonspb.ru
ПУГВ-1х4 ж/з
ПУГВ-1х4 ж/з
Металлическая
рама окна
Рециркулятор
бактерицидный
I кл. защиты
Хирургический
светильник
IT-сеть
РЗ-01
Консоль
медицинская
( хирургическая )
IT-сеть
Консоль
медицинская
( анестезиолога )
Сантехнические
приборы
Розетка
заземления
FE
TN-S -сеть
ЩРМ — ШЗ
TN-S -сеть
РЗ-01

ПУГВ* 1-10 ж/з
ПУГВ-1х4 ж/з
ПУГВ 1-16 ж/з
ЩРМ-ШЗ
РЕ
ПУГВ* 1-16 ж/з
РЕ
ПУГВ-1х4 ж/з
К главной шине
функционального
заземления ( ГШФЗ )
К шине защитного
заземления щита
операционной или к ГЗШ*
Использование функционального заземления (FE) для помещений гр.2.
Вариант 2.
Щит питания
помещения гр.2
Помещение гр.2
www.poligonspb.ru
Светильники рабочего и аварийного освещения
Перемычка между РЕ и FE
необходима для сохранения
целостности основной системы
уравнивания потенциалов и
обеспечения достаточного тока
короткого замыкания L – FE в
сети TN-S.
Корп.
РЕ
РЕ в составе
кабеля
FE
Изолированная
шина
ГЗШ
ШФЗ
ФЗ
Фильтр заземления
препятствует распространению
высокочастотных помех из
одной системы заземления в
другую.
ЩРМ – ШЗ
ЩРМ – ШЗ
Шина дополнительного уравнивания
потенциалов используется в том числе и
для защитного заземления оборудования.
Изолированная
шина
Фильтр заземления.
FE
PE
> 15м
«35» означает внутреннее сечение фильтра по меди.
4 Ом
2 Ом
Использование функционального заземления (FE) для помещений гр.2.
Вариант 3.
www.poligonspb.ru
Щит питания
помещения гр.2
Так как светильники не относятся к
ответственному оборудованию,
создают лишние гармоники в сети и
расположены на высоте более
2,5м, то они подключаются к
защитному заземлению.
светильники
Корп.
РЕ
РЕ в составе
кабеля
2,5м
FE
Изолированная
шина
Вариант 4.
Аналогично варианту 3, но
токопроводящие
конструкции помещения
изолируются от конструкций
здания.
Помещение гр.2
ГЗШ
ШФЗ
ФЗ
> 15м
4 Ом
ЩРМ – ШЗ
Шина дополнительного уравнивания
потенциалов используется в том числе и
для защитного заземления оборудования.
Изолированная
шина
FE
PE
ЩРМ – ШЗ
2 Ом
Проводник FE прокладывается в гофрированной или
заземленной металлической трубе изолированно от
токопроводящих конструкций. Сечение выбирается в
зависимости от длины проводника.
Электрообеспечение
операционной.
IT-сеть
С16

С16

Розетка заземления РЗ-01
С6

С16

С16

TN-S
www.poligonspb.ru
C6/0,03
C16/0,03
C16/0,03
УФО
C10/0,03
TN-S
IT-сеть
16 мм2 Cu
Дополнительный
розеточный блок
Щиток ЩРМ-ШЗ
ЩРМ – ШЗ
16 мм2 Cu
Встроенный, IP54.
Сетка антистатического пола.
Консоль.
IT-сеть
Технический директор АО Полигон
www.poligonspb.ru
Соснин Владимир Вячеславович
[email protected]

Электричество и пожарная служба NFPA 921

NFPA 921, разделы с 14-1 и 14-9 по 14-12.2


Электричество и пожарная

[Примечание InterFIRE VR: таблицы и рисунки не воспроизводились.]

14-1. Вступление. В этой главе обсуждается анализ электрических системы и оборудование. Основное внимание уделяется зданиям с напряжением 120/240 вольт, однофазные электрические системы. Эти напряжения типичны для жилых и коммерческие здания.В этой главе также обсуждаются основные принципы физики, которые относятся к электричеству и огню.

Предполагается, что до начала анализа конкретного электрического элемента что лицо, ответственное за определение причины пожара, будет иметь уже определили область или точку отправления. Электрооборудование должно рассматриваться как источник возгорания наравне со всеми другими возможными источниками и не в качестве первого или последнего выбора. Наличие электропроводки или оборудование в месте возникновения пожара или рядом с ним не обязательно означает, что пожар был вызван электрической энергией.Часто огонь может разрушить изоляцию или вызвать изменения внешнего вида проводов или оборудования, которые могут к ложным предположениям. Требуется тщательная оценка.

Правильно используемые и защищенные электрические провода и оборудование предохранители или автоматические выключатели должного размера и исправные представляют опасность пожара. Однако проводники и оборудование могут обеспечить источники воспламенения, если присутствуют легковоспламеняющиеся материалы, когда они были неправильно установлены или использованы.Состояние электропроводки что не соответствует Национальному электротехническому кодексу, может или не может быть связанным с причиной пожара.

14-9. Зажигание от электрической энергии.

14-9.1. Общий. Для розжига от источника электричества, должно произойти следующее:

(a) Электропроводка, оборудование или компонент должны быть под напряжением. от электропроводки здания, аварийной системы, аккумулятора или другого источник.

(b) Достаточное количество тепла и температуры для воспламенения горючего материала должны быть произведены за счет электроэнергии в точке происхождения электрический источник.

Зажигание от электрической энергии предполагает выработку как достаточного высокая температура и тепло (т. е. компетентный источник воспламенения) при прохождении электрический ток для воспламенения близкого материала. Достаточное тепло и температура может быть вызвана самыми разными способами, такими как короткое замыкание и разделительные дуги при замыкании на землю, чрезмерный ток через проводку или оборудование, резистивный нагрев или обычные источники, такие как лампочки, нагреватели, и кухонное оборудование.Требование к воспламенению заключается в том, чтобы температура источника электричества поддерживаться достаточно долго, чтобы топливо до температуры воспламенения с воздухом, позволяющим сгорать.

Наличие энергии, достаточной для воспламенения, не гарантирует воспламенения. Необходимо учитывать распределение факторов потерь энергии и тепла. Для Например, электрическое одеяло, разложенное на кровати, может постоянно рассеивать 180 Вт безопасно. Если это же одеяло свернуть, нагрев будет сконцентрирован. в меньшем пространстве.Большая часть тепла будет удерживаться внешними слоями. одеяла, что приведет к повышению внутренней температуры и, возможно, зажигание. В отличие от 180 Вт, используемых обычным электрическим одеялом, просто несколько ватт, потребляемых небольшой лампочкой фонарика, заставят нить накала светиться белый горячий, с указанием температуры выше 4000 ° F (2204 ° C).

Принимая во внимание возможность электрического воспламенения, температура и продолжительность нагрева должна быть достаточно большой, чтобы зажечь исходное топливо.Необходимо оценить тип и геометрию топлива, чтобы убедиться, что тепла было достаточно для образования горючих паров и для источника тепла все еще быть достаточно горячим, чтобы воспламенить эти пары. Если подозреваемый электрический Компонент не является подходящим источником воспламенения, необходимо изучить другие причины.

14-9.2. Сопротивление нагрева.

14-9.2.1. Общий. Когда электрический ток проходит через проводящий материал, тепло будет производиться.См. 14-2.13 для отношений тока, напряжения, сопротивления и мощности (т.е. нагрева). При правильном конструкция и соответствие нормам, электромонтажные системы и устройства будут иметь сопротивление достаточно низкое, чтобы токоведущие части и соединения не перегреваться. Некоторые специфические детали, такие как нити лампы и нагревательные элементы предназначены для того, чтобы становиться очень горячими. Однако при правильном проектировании и изготовлении и при использовании в соответствии с инструкциями эти горячие части не должны вызывать пожары.

Применение в электропроводке медных или алюминиевых проводов достаточного сечения системы (например, 12 AWG на ток до 20 А для меди) сохранят сопротивление низкий. Немного выделяемого тепла должно легко отводиться в воздух. вокруг проводника при нормальных условиях. Когда проводники термически изолированы и работают при номинальных токах, может быть доступно достаточно энергии вызвать неисправность или возгорание.

14-9.2.2. Тепловыделяющие устройства. Устройства тепловыделяющие общепринятые может вызвать возгорание при неправильном использовании или при возникновении определенных неисправностей во время правильного использования. использовать. Примеры включают горючие вещества, расположенные слишком близко к лампам накаливания. или нагревателям, кофеваркам и фритюрницам, чья температура регулируется выходят из строя или обходятся. ( См. Главу 18. )

14-9.2.3. Плохое соединение. Когда в цепи плохое соединение например, ослабленный винт на клемме, повышенное сопротивление вызывает повышенное нагрев на контакте, что способствует образованию границы раздела оксидов.Оксид проводит ток и поддерживает работоспособность цепи, но сопротивление оксида в этой точке значительно больше, чем в металлах. На границе раздела оксидов образуется пятно нагрева, которое может стать достаточно горячим. светиться. Если горючие материалы расположены достаточно близко к горячей точке, они можно воспламенить. Как правило, соединение будет в коробке или приборе, и вероятность возгорания значительно снижается. Мощность хорошо развитой нагревательные соединения в электропроводке могут достигать 30-40 Вт при токах 15-20 Вт. А.Нагревательные соединения меньшей мощности также были отмечены при токах всего около 1 А.

14-9.3. Перегрузка по току и перегрузка. Перегрузка по току — это условие в котором в проводнике течет больше тока, чем допускается принятой безопасностью стандарты. Величина и продолжительность перегрузки по току определяют, есть возможный источник возгорания. Например, перегрузка по току на 25 А в медном проводе 14-AWG не должно представлять опасности возгорания, за исключением обстоятельств. которые не позволяют рассеивать тепло, например, при теплоизоляции или в комплекте с кабелем.Большая перегрузка 120 А в 14-AWG проводник, например, заставит проводник раскалиться докрасна и может зажечь соседние горючие вещества.

Сохраняющиеся большие сверхтоки (т. Е. Перегрузка) могут привести к повреждению проводника. до температуры плавления. В качестве проводника возникает короткая разделительная дуга. тает пополам. Расплавление открывает контур и прекращает дальнейший нагрев.

Чтобы получить большую перегрузку по току, либо должна быть неисправность, которая обходит нормальные нагрузки (т.е.е., короткое замыкание) или слишком много нагрузок должны быть включенным в схему. Чтобы иметь длительную перегрузку по току (т. Е. Перегрузку), защита (например, предохранители или автоматические выключатели) не должна срабатывать или должна были побеждены. Воспламенение от перегрузки в цепях, имеющих проводники надлежащего размера по всей цепи, потому что большую часть времени защита открывается и прекращает дальнейший нагрев до возникновения условий возгорания получены. Когда происходит уменьшение диаметра проводника между нагрузка и защита цепи, например удлинитель, тем меньше проводник такого размера может нагреваться сверх допустимой температуры.Это может произойти без активации максимальной токовой защиты. Для примера см. 14-2.16.

14-9.4. Дуги. Дуга — высокотемпературная светящаяся электрическая разряд через разрыв. Температуры внутри дуги находятся в диапазоне несколько тысяч градусов в зависимости от обстоятельств, включая ток, напряжение падение, и металл задействован. Чтобы дуга проскочила даже самый маленький промежуток в воздухе самопроизвольно должна быть разница напряжений не менее 350 В.В в рассматриваемых здесь системах на 120/240 В дуги не образуются самопроизвольно при нормальных обстоятельствах. ( См. Раздел 14-12. ) Несмотря на очень высокие температуры в дуговом тракте, дуги могут быть не грамотным зажиганием источники для многих видов топлива. В большинстве случаев искрение настолько короткое и локализованное. что твердые виды топлива, такие как деревянные элементы конструкции, не могут воспламениться. Топлива с высоким соотношением площади поверхности к массе, например, хлопчатобумажный ватин и ткань бумага и горючие газы и пары могут воспламениться при контакте с дуга.

14-9.4.1. Высоковольтные дуги. Высокое напряжение может попасть в сеть 120/240 В системы из-за случайного контакта между распределительной системой энергокомпания и системы на территории. Есть ли сиюминутный разряда или длительного высокого напряжения, дуга может возникнуть в устройстве для разделение проводящих частей безопасно при 240 В, но не во многих тысячи вольт. При наличии легковоспламеняющихся материалов вдоль дуговая дорожка, можно развести огонь.Молния может послать чрезвычайно высокое напряжение скачок в электроустановку. Потому что напряжения и токи от ударов молнии настолько высоки, что дуги могут прыгать во многих местах, механические повреждения, возгорание многих видов горючих материалов. ( См. 14-12.8. )

14-9.4.2. Статическое электричество. Статическое электричество — стационарное заряд, который накапливается на некоторых объектах. Прогулка по ковру в сухом атмосфера будет производить статический заряд, который может вызвать дугу при разряде.Другие виды движения могут вызвать накопление заряда, в том числе тянущее снятие одежды, работа конвейерных лент и протекание жидкостей. ( См. Раздел 14-12. )

14-9.4.3. Разделительные дуги. Разделительная дуга — это кратковременный разряд, происходит, когда электрический путь под напряжением открывается во время протекания тока, например, выключив выключатель или выдернув вилку из розетки. Дуга обычно не бывает виден в переключателе, но может быть замечен, когда вытаскивают вилку, пока ток течет.Двигатели со щетками могут почти непрерывно отображать искрение между щетками и коммутатором. При 120/240 В перем. Тока пробор дуга не поддерживается и быстро гаснет. Обычные разделительные дуги в электрических системах обычно настолько кратковременны и имеют достаточно низкую энергию, что могут воспламеняться только горючие газы, пары и пыль.

При дуговой сварке для начала дуговой сварки стержень должен сначала коснуться заготовки. текущий течет. Затем стержень отводится на небольшое расстояние, чтобы создать разделительная дуга.Если зазор не станет слишком большим, дуга будет продолжаться. Сварочная дуга имеет достаточно мощности, чтобы зажечь практически любой горючий материал. Однако для получения устойчивой дуги при сварке необходимы определенные конструктивные характеристики. в источнике питания, которые отсутствуют в большинстве ситуаций с разделительной дугой в системах электропроводки 120/240 В.

Другой вид разделительной дуги возникает при прямом коротком замыкании или замыкание на землю. Скачок тока плавит металлы в точке контакта и вызывает короткую разделительную дугу, поскольку между металлическими деталями образуется зазор.Дуга сразу гаснет, но могут выбрасывать частицы расплавленного металла (т. Е. искры) вокруг. (см. 14-9.5. )

14-9.4.4. * Отслеживание дуги. На непроводящих поверхностях могут возникать дуги. материалы, если они загрязнены солями, токопроводящей пылью или жидкостями. Считается, что небольшие токи утечки из-за такого загрязнения вызывают деградация основного материала, приводящая к дуговому разряду, обугливание или воспламенение горючих материалов вокруг дуги.Отслеживание дуги — известная явление при высоких напряжениях. Об этом также сообщалось в экспериментальных исследованиях. в сетях 120/240 В переменного тока.

Электрический ток протекает через воду или влагу только в том случае, если это вода или влага содержат загрязнители, такие как грязь, пыль, соли или минеральные вещества. депозиты. Этот паразитный ток может способствовать электрохимическим изменениям, которые могут привести к возникновению электрической дуги. В большинстве случаев паразитные токи через Загрязненная влажная дорожка вызывает достаточно тепла, чтобы дорожка высохла.потом ток почти отсутствует, и нагрев прекращается. Если влажность постоянно пополняется так, чтобы токи выдерживались, отложения металлов или коррозия продукты могут образовываться по пути электрического тока. Этот эффект более выражен в ситуациях постоянного тока. Более энергичная дуга через отложения может вызвать пожар при правильных условиях. Требуется больше исследований, чтобы больше четко определить условия, необходимые для возникновения пожара.

14-9.5. Искры. Искры — это светящиеся частицы, которые могут образовываться. когда дуга плавит металл и разбрызгивает частицы от точки дуга. Термин «искра» обычно используется для обозначения высоковольтного разряда. как свеча зажигания в двигателе. В целях расследования электрического пожара, термин искра зарезервирован для частиц, выброшенных дугами, тогда как дуга — это светящийся электрический разряд через промежуток.

Короткие замыкания и сильноточные замыкания на землю, например, при незаземленном дирижер (т.е., провод под напряжением) касается нейтрали или земли, производят жестокие события. Потому что в коротком замыкании может быть очень небольшое сопротивление. В цепи ток короткого замыкания может составлять многие сотни и даже тысячи ампер. Энергии, которая рассеивается в точке контакта, достаточно, чтобы расплавить вовлеченные металлы, тем самым создавая зазор и видимую дугу и бросая искры. Защитные устройства в большинстве случаев откроются (т. Е. Отключат цепь) за доли секунды и предотвратите повторение события.

Когда в образовании дуги участвуют только медь и сталь, брызги расплавленного металла металл сразу же начинает остывать, когда они летят по воздуху. Когда алюминий участвует в возникновении разломов, частицы могут гореть во время полета и продолжают быть очень горячими, пока они не сгорят или не погаснут при приземлении на каком-то материале. Следовательно, горящие алюминиевые искры могут иметь большее способность воспламенять мелкое топливо, чем искры из меди или стали. Тем не мение, искры от дуг в параллельных цепях являются неэффективными источниками воспламенения и при благоприятных условиях может воспламенять только мелкое топливо.В добавление к температура, размер частиц важен для общего тепла содержание частиц и способность воспламенять топливо. Например, искры брызги сварочной дуги могут воспламенить многие виды топлива из-за относительно большой размер частиц и общее теплосодержание. Дуга во вводных кабелях может образовываться больше и больше искр, чем искрение в ответвлении схемы.

14-9.6. Разломы с высоким сопротивлением. Высокоомные неисправности долговечны события, при которых ток короткого замыкания недостаточно высок для отключения цепи максимальная токовая защита, по крайней мере, на начальных этапах.С высоким сопротивлением неисправность в параллельной цепи может привести к выработке достаточной энергии воспламенять горючие вещества при контакте с точкой нагрева. Это редкость найти доказательства неисправности с высоким сопротивлением после пожара. Пример короткое замыкание с высоким сопротивлением — это провод под напряжением, контактирующий с плохо заземленный объект.

14-10 Интерпретация повреждений электрических систем

14-10.1. Общий. Ненормальная электрическая активность обычно вызывает характерные повреждения, которые можно распознать после пожара. Свидетельства этого электрическая активность может быть полезна для определения места происхождения. Ущерб могут возникать на проводниках, контактах, клеммах, кабелепроводах или других компонентах. Однако в результате неэлектрических событий могут возникнуть многие виды повреждений. Этот В разделе будут даны рекомендации по определению того, был ли нанесен наблюдаемый ущерб. электрической энергией и было ли это причиной пожара или результатом огня.Эти рекомендации не являются абсолютными и во многих случаях являются физическими. Доказательства будут неоднозначными и не позволят сделать однозначный вывод. Фигура 14-10.1 иллюстрирует некоторые типы повреждений, с которыми можно столкнуться.

14-10.2. * Дуги разделения короткого замыкания и замыкания на землю. Всегда провод под напряжением контактирует с заземленным проводником или металлическим предметом, который заземлен с почти нулевым сопротивлением в цепи, будет скачок тока в цепи и плавление в точке соприкосновения.Этот Событие может быть вызвано размягченной теплоизоляцией в результате пожара. Высота при протекании тока выделяется тепло, которое может расплавить металлы в точках соприкосновения вовлеченных объектов, тем самым создавая зазор и разделительную дугу. А сплошной медный проводник обычно выглядит так, как будто на нем есть надрез круглый напильник. [См. Рис. 14-10.2 (а).] Паз может разрезать, а может и не разрезать дирижер. Проводник легко сломается в выемке при обращении с ним. В При микроскопическом исследовании можно увидеть, что поверхность надреза была растаял.Иногда в выемке может быть выступ пористой меди.

Разделительная дуга плавит металл только в точке первоначального контакта. Соседние поверхности не будут расплавлены, если пожар или другие события не вызовут последующее плавление. В случае последующего плавления может возникнуть затруднение. для определения места первоначального короткого замыкания или замыкания на землю. Если проводники были изолированы до повреждения, и есть подозрение на неисправность в качестве причины возгорания необходимо будет определить, как утеплитель вышла из строя или была удалена и как проводники контактировали друг с другом.Если проводник или другой металлический предмет, вовлеченный в короткое замыкание или во время замыкания на землю не было изоляции, может быть брызгами металла на прилегающих поверхностях, которые иначе не расплавились.

Многожильные проводники, такие как шнуры для ламп и электроприборов, кажутся отображать менее устойчивые эффекты от коротких замыканий и замыканий на землю чем в одножильных проводниках. На многожильном проводе может быть выемка. с отрезанными только некоторыми прядями, или все пряди могут быть отрезаны с соединенными вместе прядями или расплавленными отдельными прядями.[См. Рис. 14-10.2 (b).]

14-10.3. * Дуговой разряд Изоляция проводов, когда подвергается воздействию прямого пламени или лучистого тепла, может обугливаться перед плавлением. Этот уголь при воздействии огня обладает достаточной проводимостью, чтобы допускать спорадические дуга через обугливание. Эта дуга может привести к плавлению поверхности в местах или может проплавить проводник, в зависимости от продолжительности и повторения дуги. Часто возникает несколько точек искрения.Несколько дюймов проводника можно разрушить, расплавив или оторвав несколько мелких сегменты.

Когда проводники подвергаются сильному локальному нагреву, например, от при образовании дуги через обугливание концы отдельных проводников могут быть оборваны. Когда отрезанные, у них на конце будут бусинки. Борт может сваривать два проводника. вместе. Если проводники находятся в кабелепроводе, отверстия могут расплавиться. Бусинки можно отличить от глобул, которые создаются нелокализованными нагрев, такой как перегрузка или плавление пламенем.Бусины характеризуются отчетливая и различимая демаркационная линия между расплавленным шариком и соседний нерасплавленный участок проводника. [См. Рисунки 14-10.3 (a), (b) и (c).]

Проводники после источника питания и точка, где проводники оборваны и обесточены. Эти проводники, скорее всего, остаются в мусоре с частично или полностью разрушенной изоляцией. В перед остатками проводов между точкой отсечения дуги и источник питания может оставаться под напряжением, если срабатывает максимальная токовая защита. не работает.Эти проводники могут выдерживать дальнейшее искрение через обугленный. В ситуации с несколькими отключениями дуги в одной цепи, отключение дуги дальше всего от источника питания произошло первое. Надо найти как по большей части проводников по возможности определить расположение первых дуга через обугливание. Это укажет на первую точку цепи, которую нужно могут быть скомпрометированы огнем и могут быть полезны при определении области источник. В ответвленных цепях можно увидеть отверстия на несколько дюймов. в кабелепроводе или в металлических панелях, к которым дугообразно подведен проводник.

Если неисправность происходит в проводниках служебного входа, следует использовать провод длиной в несколько футов. могут быть частично расплавлены или разрушены в результате повторяющихся дуговых разрядов, потому что обычно нет максимальной токовой защиты служебного входа. Удлиненное отверстие или В канале можно увидеть серию отверстий на несколько футов.

14-10.4. * Перегрев соединений. Точки подключения самые вероятное место перегрева цепи. Наиболее вероятная причина перегрева будет слабое соединение или наличие резистивного оксиды в точке соединения.Металлы при перегреве соединения будут быть более сильно окисленным, чем аналогичные металлы с эквивалентным воздействием Огонь. Например, перегретое соединение на дуплексной розетке будет быть более серьезно поврежденными, чем другие соединения на этой розетке. Поверхность проводника и клемм может быть покрыта ямками или они могут быть устойчивыми. потеря массы при плохом контакте. Эта потеря массы может появиться как недостающий металл или сужение проводника. Эти эффекты более вероятны выжить при пожаре, когда медные проводники подключены к стальным клеммам.Там, где в соединении задействованы латунь или алюминий, металлы имеют больший вес. скорее будет растоплен, чем без косточек. Это плавление может происходить либо из-за сопротивления отопление или от огня. Точечная коррозия также может быть вызвана легированием. (См. 14-10.6.3.)

14-10.5. * Перегрузка. Токи, превышающие номинальную допустимую нагрузку, создают эффекты пропорциональны степени и продолжительности перегрузки по току. Сверхтоки которые достаточно велики и сохраняются достаточно долго, чтобы причинить ущерб или создать опасность возгорания называются перегрузками.При любых обстоятельствах подозреваемый перегрузки требуют проверки защиты цепи. Наиболее вероятно место возникновения перегрузки — на удлинителе. Перегрузки маловероятны возникать в электрических цепях с надлежащей защитой от перегрузки по току.

Перегрузка вызывает внутренний нагрев проводника. Это нагревание происходит по всей длине перегруженного участка цепи и может вызвать оплетку. Оплетка — это размягчение и провисание термопластичного проводника. изоляция из-за нагрева жилы.Если перегрузка серьезная, проводник может стать достаточно горячим для воспламенения топлива при контакте с ним, поскольку утеплитель плавится. Сильные перегрузки могут привести к расплавлению проводника. Если проводник плавится пополам, контур открывается и нагрев сразу прекращается. Другой места, где началось таяние, могут замерзнуть в качестве смещений. Этот эффект был отмечен в проводниках из меди, алюминия и нихрома. (См. Рисунок 14-10.5.) Обнаружение отчетливых смещений указывает на большую перегрузку.Свидетельство перегрузки по току плавления проводов не является доказательством воспламенения от это означает.

Перегрузка в служебных входных кабелях встречается чаще, чем в ответвленных цепях. но обычно это результат пожара. Повреждение входных кабелей вызывает искрение. и плавится только в точке повреждения, если проводники не выдерживают постоянный контакт, чтобы позволить длительные массивные перегрузки, необходимые для плавления длинные участки кабелей.

14-10.6. Эффекты, не вызванные электричеством. Проводники могут быть повреждены до или во время пожара другими способами, кроме электрических, и часто эти эффекты отличаются от электрической активности.

14-10.6.1. Цвета поверхности проводника. При повреждении изоляции и снятая с медных проводников любыми способами, тепло вызовет темно-красный к черному окислению на поверхности проводника. Зеленые или синие цвета могут образовывать когда присутствуют кислоты.Чаще всего кислота образуется при разложении ПВХ. Эти различные цвета не имеют значения для определения причины, потому что они почти всегда являются результатом пожара.

14-10.6.2. Таяние в огне. При воздействии огня медные жилы может растаять. Сначала появляются пузыри и искажения поверхности. [Видеть Рис. 14-10.6.2 (а).] Бороздки на поверхности проводника. во время производства стираются.Следующий этап — поток меди. на поверхности с образованием свисающих капель. Дальнейшее плавление может позволить течь с тонкими участками (то есть сужениями и каплями). [См. Рисунок 14-10.6.2 (b).] В этом случае поверхность проводника становится гладкой. Повторно затвердевшая медь образует глобулы. Глобулы, возникшие в результате воздействия огня имеют неправильную форму и размер. Они часто сужаются и могут быть заостренными. Нет четкой границы между расплавленными и нерасплавленными поверхностями.

Многожильные проводники, которые только что достигают температуры плавления, становятся жесткими. Дальнейшее нагревание может позволить меди течь между жилами, так что проводник становится твердым с неровной поверхностью, которая может показать, где пряди были. [См. Рисунок 14-10.6.2 (c).] Продолжение нагрева может вызвать текучесть, истончение и образование глобул, характерных для твердых проводников. Увеличение необходимо, чтобы увидеть некоторые из этих эффектов. Многопроволочные жилы большого сечения таяние в огне может привести к слиянию нитей текучим металлом или пряди могут быть истончены и оставаться разделенными.В некоторых случаях индивидуальные пряди могут иметь шарик, похожий на шарик, даже если поврежден проводник. был от таяния.

Алюминиевые проводники плавятся и снова затвердевают, приобретая неправильную форму, которая обычно не имеет значения для интерпретации причины. [См. Рис. 14-10.6.2 (d).] Потому что из-за относительно низкой температуры плавления можно ожидать алюминиевых проводников таять почти в любом пожаре и редко помогает найти причину.

14-10.6.3. * Легирование. Металлы, такие как алюминий и цинк, могут образовывать сплавы при плавлении в присутствии других металлов. Если алюминий капает на оголенный медный проводник во время пожара и остывает, алюминий будет просто слегка прилип к меди. Если это пятно нагреть дальше огнем, алюминий может проникать через границу раздела оксидов и образовывать сплав с медью. который плавится при более низкой температуре, чем любой чистый металл. После возгорание, пятно из алюминиевого сплава может выглядеть как шероховатая серая область на поверхности, или это может быть блестящая серебристая область.Медно-алюминиевый сплав хрупкий, и проводник может легко сломаться, если его согнуть в месте легирования. Если во время пожара расплавленный сплав будет стекать с проводника, возникнет быть котлованом, выложенным сплавом. Наличие сплавов можно подтвердить. химическим анализом.

Алюминиевые проводники, плавящиеся от огня на клеммах, могут вызвать легирование и питтинг клемм. Нет четкого способа визуально отличая легирование от последствий перегрева соединения.Цинк легко образует сплав латуни с медью. Он желтоватого цвета и не такой же хрупкий, как алюминиевый сплав.

14-10.6.4. * Механические зарезы. Образовавшиеся вмятины и вмятины в проводнике механическими средствами обычно можно отличить от дугового отметки при микроскопическом исследовании. На механических впадинах обычно видны царапины. следы от того, что вызвало выбоину. Вмятины покажут деформацию проводники под вмятинами.Вмятины или выбоины не покажут сплавленные поверхности вызвано электрической энергией.

14-11. Соображения и предостережения. Лабораторные эксперименты, совмещенные со знанием основных химических, физических и электрических наук, указывают на то, что некоторые предыдущие убеждения неверны или верны только при ограниченные обстоятельства.

14-11.1. Проводники меньшего размера. Проводники меньшего размера, такие как провод 14 AWG в цепи 20 А, иногда считается, что он перегревается и вызвать пожары.Допустимые значения токовой нагрузки имеют большой запас прочности. Хотя ток в проводе 14 AWG должен быть ограничен 15 А, дополнительный нагрев от увеличения тока до 20 А не обязательно указать причину пожара. Более высокая рабочая температура ухудшит изоляция быстрее, но не расплавляет ее и не заставляет оголите проводник без каких-либо дополнительных факторов для создания или удержания нагревать. Наличие проводов меньшего сечения или защиты от перезарядки не допускается. доказательство причины пожара.(См. 14-2.16.)

14-11.2. Зазубренные или растянутые проводники. Проводники, которые иногда считается, что поперечное сечение уменьшено за счет надрезания или выдавливания чрезмерно нагреть порез. Расчеты и эксперименты показали что дополнительный нагрев незначителен. Кроме того, иногда думают что протягивание проводников через кабелепровод может растянуть их, как ириску и уменьшите поперечное сечение до размера, слишком маленького для допустимой по току защиты.Медные проводники не растягиваются так сильно, не ломаясь в самых слабых местах. точка. Какое бы растяжение ни могло произойти до пластической деформации превышение не приведет к значительному уменьшению поперечного сечения или чрезмерное сопротивление нагреву.

14-11.3. Изношенная изоляция. Когда термопластичная изоляция портится с возрастом и нагреванием, становится хрупким и трескается если согнуть. Эти трещины не допускают утечки тока, если не используются проводящие растворы. попасть в щели.Резиновая изоляция разрушается легче, чем термопластичная изоляция и теряет больше механической прочности. Таким образом, резина изолированные шнуры лампы или электроприборов, которые могут быть перемещены, могут стать опасно из-за разрыва хрупкой изоляции. Однако простой растрескивание резиновой изоляции, как и термопластической изоляции, не допускайте утечку тока, если в трещины не попадут токопроводящие растворы.

14-11.4. * Скоба с перегрузкой или неправильной посадкой. Скобы забиты слишком сильно над неметаллическим кабелем вызывают нагрев или сбой. Предположения варьируются от наведенных токов из-за скобки. находиться слишком близко к проводникам, чтобы разрезать изоляцию и касаясь проводов. Правильно установленная скоба для кабеля со сплющенным верх нельзя прогнать через изоляцию. Если скоба согнута, край его можно продеть через изоляцию для контакта с проводниками.В этом случае может произойти короткое замыкание или замыкание на землю. Это событие после пожара должно быть видно по точкам перегиба скобы и плавлению. пятна на скобе или на проводниках, если они не стираются в результате Огонь. Короткое замыкание должно вызвать срабатывание максимальной токовой защиты цепи. работать и предотвратить дальнейшее повреждение. Не было бы продолжения нагревание контакта, и короткая разделительная дуга не зажгла изоляцию на проводе или дереве, к которому он был прикреплен скобами.

Если скрепка неправильно забита так, что одна ножка скобы входит в изоляция и контакты как проводника под напряжением, так и заземленного проводника, тогда произойдет короткое замыкание или замыкание на землю. Если скоба рассекает провод под напряжением, в этой точке может быть образовано нагревательное соединение.

14-11.5. Короткое замыкание. А короткое замыкание (т. Е. Низкое сопротивление и большой ток) в проводке в ответвленной цепи считалось воспламенением изоляция проводов и обеспечение распространения огня.Обычно быстрое мигание разделительной дуги перед срабатыванием защиты цепи не может обеспечить достаточную теплоизоляцию для образования воспламеняющихся паров, даже если температура сердцевины дуги может составлять несколько тысяч градусов. Если Защита от перегрузки по току неисправна или неисправна, тогда короткое замыкание может стать перегрузкой и, как таковая, может стать источником воспламенения.

14-11.6. Бисерный проводник. Бусинка на конце проводника в и сам по себе не указывает на причину пожара.

14-12. Статическое электричество.

14-12.1. Введение в статическое электричество. Статическое электричество электрический заряд материалов через физический контакт и разделение и различные эффекты, возникающие в результате положительного и отрицательного электрического заряды, образованные в результате этого процесса. Это достигается за счет передачи электроны (отрицательно заряженные) между телами, одно отдает электроны и становится положительно заряженным, а другой получает электроны и становится противоположно, но в равной степени заряжен отрицательно.

Общие источники статического электричества включают следующее:

(а) Пыльчатые материалы, проходящие по желобам или пневматическим конвейерам

(b) Пар, воздух или газ, вытекающие из любого отверстия в трубе или шланге, когда пар влажный или поток воздуха или газа содержит твердые частицы

(c) Непроводящая энергия или движущиеся конвейерные ленты

(d) Движущиеся автомобили

(e) Непроводящие жидкости, протекающие по трубам или разбрызгивающие, проливая, или падение

(f) Перемещение слоев одежды друг относительно друга или контакт обуви с полами и напольными покрытиями во время прогулки

(g) Грозы, вызывающие сильные воздушные потоки и перепады температур которые перемещают воду, пыль и кристаллы льда, создавая молнии

(h) Движения всех видов, которые связаны с изменением относительного положения контактирующие поверхности, обычно из разнородных жидкостей или твердых тел

14-12.2. Генерация статического электричества. Поколение статическое электричество нельзя предотвратить полностью, но это мало последствия, потому что развитие электрических зарядов не может само по себе быть потенциальной опасностью пожара или взрыва. Чтобы там было возгорание должен быть разряд или внезапная рекомбинация разделенных положительных и отрицательные заряды в виде электрической дуги в воспламеняющейся атмосфере.

Когда электрический заряд присутствует на поверхности непроводящего тело, в котором оно захвачено или не может ускользнуть, называется статическим. электричество.Электрический заряд на контактирующем проводящем теле только с непроводящими проводами также предотвращается утечка и, следовательно, немобильный или статичный. В любом случае говорят, что тело заряжено. В заряд может быть как положительным (+), так и отрицательным (-).


* A-14-9.4.4 Дополнительная информация по отслеживанию дуги найдена по Кэмпбеллу, отказы от пробоев из-за образования дуги в мокром проводе и слежения за ним, а также в Кэхилл и Дейли, Самолетное электрическое отслеживание дуги с мокрым проводом.

* A-14-10.2 Для получения дополнительной информации см. Beland, Рекомендации о возникновении дуги как причине пожара и Beland, причине или следствии электрических повреждений?

* A-14-10.3 Для получения дополнительной информации см. Beland, Обсуждение о возникновении дуги как причине пожара и Beland, «Электрические повреждения — причина или следствие»?

* A-14-10.4 Для получения дополнительной информации см. Ettling, Светящиеся соединения.

* A-14-10.5 Для получения дополнительной информации см. Beland, Обследование электрических проводов после пожара.

* A-14-10.6.3 Для получения дополнительной информации см. Beland et al., Copper-Aluminium Взаимодействие в условиях пожара.

* A-14-10.6.4 Для получения дополнительной информации см. Ettling, Arc Marks. и трещины в проводах и нагревательных элементах в канавках.

* A-14-11.4 Для получения дополнительной информации см. Ettling, The Overdriven. Скоба как причина возгорания и воспламеняемость ПВХ электроизоляции по методу Ettling пользователя Arcing.


За дополнительной информацией обращайтесь:
Библиотека NFPA по телефону (617) 984-7445 или электронная библиотека @ nfpa.org

Взято из NFPA 921 Руководство по расследованию пожаров и взрывов 1998 Издание , авторское право © Национальная ассоциация противопожарной защиты, 1998. Этот материал не является полной и официальной позицией NFPA. по упомянутой теме, которая представлена ​​только стандартом в целиком.

Используется с разрешения.

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время Логотип Public.Resource.OrgЛоготип представляет собой черно-белую линию улыбающегося тюленя с усами. Вокруг печати находится красная круглая полоса с белым шрифтом, в верхней половине которого написано «Печать одобрения», а в нижней части — «Public.Resource.Org». На внешней стороне красной круглой марки находится круг. серебряная круглая полоса с зубчатыми краями, напоминающая печать из серебряной фольги.

Public.Resource.Org

Хилдсбург, Калифорния, 95448
США

Этот документ в настоящее время недоступен для вас!

Уважаемый гражданин:

В настоящее время вам временно отказано в доступе к этому документу.

Public Resource ведет судебный процесс за ваше право читать и говорить о законах. Для получения дополнительной информации см. Досье по рассматриваемому судебному делу:

.

Американское общество испытаний и материалов (ASTM), Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA), и Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха (ASHRAE) против Public.Resource.Org (общедоступный ресурс), DCD 1: 13-cv-01215, Объединенный окружной суд округа Колумбия [1]

Ваш доступ к этому документу, который является законом Соединенных Штатов Америки, был временно отключен, пока мы боремся за ваше право читать и говорить о законах, по которым мы решаем управлять собой как демократическим обществом.

Чтобы подать заявку на получение лицензии на ознакомление с этим законом, ознакомьтесь с Сводом федеральных нормативных актов или применимыми законами и постановлениями штата. на имя и адрес продавца. Для получения дополнительной информации о постановлениях правительства и ваших правах гражданина в соответствии с нормами закона , пожалуйста, прочтите мое свидетельство перед Конгрессом Соединенных Штатов. Вы можете найти более подробную информацию о нашей деятельности на общедоступном ресурсе. в нашем реестре деятельности за 2015 год. [2] [3]

Спасибо за интерес к чтению закона.Информированные граждане — это фундаментальное требование для работы нашей демократии. Благодарим вас за усилия и приносим извинения за возможные неудобства.

С уважением,

Карл Маламуд
Public.Resource.Org
7 ноября 2015 г.

Банкноты

[1] http://www.archive.org/download/gov.uscourts.dcd.161410/gov.uscourts.dcd.161410.docket.html

[2] https://public.resource.org/edicts/

[3] https://public.resource.org/pro.docket.2015.html

Подключите оборудование с помощью отдельного заземляющего провода. Заземление в домашних условиях своими руками

Заземлением называется подключение низкопрофильных частей электрооборудования к заземлению. Этим обеспечивается наличие потенциала Земли на корпусах электроприборов. Это необходимо для предотвращения поражения электрическим током в результате прикосновения к корпусам и другим конструктивным деталям поврежденного оборудования. Подключение к шине заземления выполняется с помощью провода или кабеля.В этой статье мы расскажем, каким должен быть провод для заземления, чтобы вы могли выбрать марку, сечение и другие параметры.

Кратко о терминах

Чтобы статья была понятна даже тем, кто далек от электротехники, мы привели пояснение к терминам, которые будут в ней употребляться.

Земля называется основанием системы заземления. Обычно он представляет собой металлические штыри, прикрепленные к земле на равном расстоянии друг от друга, образуя фигуру, похожую на треугольник.

Заземляющей шиной или называется металлическая полоса, проложенная по периметру помещения или возле защищаемых устройств, которая соединяет все заземляющие проводники электроприборов с землей.

Заземлителем или жилым называется тот проводник, который обеспечивает заземление заземлителя с помощью ГЗШ.

Металлическая коммуникация — это понятие, характеризующее контакт между металлическими частями электрического оборудования, включая дверцы электрических экранов или шкафов, с их кожухами.

Участок заземляющего провода

Для обеспечения надежной защиты от повреждения и срабатывания защитных коммутационных аппаратов провод заземления выбирают в зависимости от сечения фаз. Это необходимо для того, чтобы в случае аварии он вырос на большие токи и не сгорел. Если это произойдет — защита не сработает, и опасный потенциал будет на корпусе электроприбора.

Сечение заземляющего провода должно быть:

  • Если используется фаза сечением до 16 кв.мм — заземляющий провод должен быть аналогичным.
  • Если площадь сечения фазы от 16 до 35 кв. мм, то «земля» должна быть 16 кв. мм.
  • При фазном сечении более 35 кв. ММ — минимальное сечение заземляющего провода должно быть не менее половины сечения фазы.

Приведем два примера, чтобы ответить на вопрос, какой участок должен заземлять прибор:

  1. Вы подключаете электроплиту кабелем сечением на 4 кв.мм. Так что сечение защитного провода должно быть одинаковым.
  2. К электрическому шкафу подключается подводящий кабель с жилами 50 кВ. мм. При этом сечение земли должно быть не менее 25 квадратных метров. мм. Вы можете больше.

Марка и требования к проводам

Токопроводящий заземляющий провод или кабель могут быть одножильными и многожильными — это зависит только от того, где он будет применяться. Например, для заземления двери в электрозащите необходимо обеспечить ее подвижность.Трудно выжить от постоянных проемов двери, и ее изгиб сломается. Следовательно, жилы должны иметь соответствующий класс гибкости, не препятствующий обнаружению, например 3 и выше.

При этом для подключения, например, корпуса электродвигателя насосной станции к ГЗШ не нужно обеспечивать мобильность, так как данный вид электрооборудования относится к стационарному навесному. Поэтому можно использовать твердые вены.

Заземление жил может быть:

    ,
  • изолированный;
  • неизолированный;
  • находится в составе кабеля;
  • — отдельный одножильный провод;
  • алюминий;
  • медь.

Отсюда следует вопрос: а какой провод использовать для подключения Земли?

В магазинах продается кабельная продукция с разным количеством проживающих: 2, 3, 4, 5. Это необходимо для сборки определенных схем включения устройств и подключения электрооборудования к сетям с разными фазами.

Для подключения заземления в розетках и другом электрооборудовании однофазной сети удобно использовать тройные кабели, например 3х2,5 ВГ. А для подключения трехфазного оборудования к сети и заземления предназначены четырехжильные кабели, например АВВГ 4х32.В то же время в толстых кабелях заземляющий провод обычно имеет сечение меньше жилой фазы. Приведем примеры.

Если у вас появился кабель с цветовой маркировкой, не соответствующей ГОСТу, можно обозначить землю, фазу и ноль лекарем или термоусадочной трубкой. Помимо цветной маркировки существует буквенная или цифровая:

  • L — Линия или фаза.
  • N — нейтраль или нейтраль, ноль.
  • Pen или PE — защитный провод или заземление.

Шины

Earth и zero часто используются для подключения к вводной и распределительной панели (и в других местах). Это рейка с набором отверстий и винтовых зажимов, куда подключаются провода. Чтобы соединить земельный провод с многоквартирным жилым домом, он должен быть обязательно или обрезан игольчатым наконечником типа и тому подобное. Это правило касается и подключения к машинным зажимам и другим винтовым соединениям любых гибких проводов.

Для соединения провода с шиной заземления необходимо использовать круглые заглушки, nvi или другие типы кабельных наконечников с выводами в виде кольца.

Может понадобиться при прокладке земли от контура до щита. Обычно они бывают двух видов:

  • Обжим. Чтобы закрепить их на кабеле, их обжимают специальным инструментом. Паспортов на это быть не должно, потому что надежной опрессовки не добьешься. Наилучшее сжатие обеспечивает пресс-зажимы (другое название — обжим) с шестигранными (шестигранными) зажимами.
  • С пробойными винтами — для их закручивания винт просто затягивается до пробоя своей головки.

Это все, что мы хотели вам рассказать в этой статье. Теперь вы знаете, с каким сечением и штампами должен быть заземляющий провод. Напоследок рекомендуем посмотреть полезное видео.

Общие требования

Заземление — одна из основных мер защиты от поражения электрическим током.

В данной статье представлена ​​подробная пошаговая инструкция, как сделать грунт в частном доме своими руками.

Для начала определимся Что такое заземление?

Согласно Pue. Заземление — это преднамеренное электрическое соединение любой точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. (параграф 1.7.28.)

В качестве заземляющего устройства используются металлические стержни или уголки , которые вбиваются вертикально в землю (так обычно вертикальное заземление ) и металлические стержни или металлические полосы, которые с помощью сварки объединяют вертикальные входы (так типично горизонтальных входов ).

Вертикальные и горизонтальные входные отверстия вместе образуют конус заземления Эта цепь может быть замкнутой (Рисунок 1) или линейной (Рисунок 2):

Цепь заземления должна быть присоединена к основной шине заземления на вводной электрической панели дома с помощью заземлитель как правило, такая же металлическая полоса или стержень используется в качестве горизонтального заземлителя.

Частное заземление частного дома будет иметь следующий общий вид:

В свою очередь, совокупность цепи заземления и заземляющего проводника называется заземляющим устройством .

Замкнутый контур заземления обычно выполняется в виде треугольника со сторонами от 2 до 3 метров (в зависимости от длины вертикальных заземлителей) важно, чтобы расстояние между вертикальными заземлителями было не меньше их длина (см. рис. 1). Замкнутый контур также может быть выполнен в других формах, например, овальной, квадратной и т. Д.В свою очередь, линейная цепь представляет собой серию вертикальных заземлителей в количестве 3-4 штук, встроенных в линию, при этом так же, как и в случае замкнутой цепи, расстояние между ними в линейной цепи не должно быть. меньше их длины, т.е. от 2 до 3 метров (см. рис. 2).

Примечание: Замкнутый контур заземления считается более надежным, т.к. даже в случае выхода из строя одного из горизонтальных заземлителей этот контур сохраняет свою работоспособность.

Горизонтальные и вертикальные заземлители должны выполняться из черной или оцинкованной стали либо из меди (параграф 1.7.111. Пуэ). Ввиду своей дороговизны медные входы, как правило, не применяются. Тот же не выполняет заземление электродвигателей от арматуры — внешний слой арматуры арматуры, из-за которой распределение тока нарушается по его поперечному сечению, к тому же он сильнее коррозии.

Вертикальные заземлители выполняются из:

  • круглых стальных стержней диаметром не менее 16 мм (рекомендуется 20-22 мм)
  • стальных уголков не менее 4x40x40 (рекомендуется 5x50x50)

Длина вертикальных входов должна составлять 2-3 ​​метра (рекомендуется не менее 2.5 м)

Горизонтальные заземлители выполняются из:

  • круглых стальных стержней диаметром не менее 10 мм (рекомендуется: 16-20мм)
  • стальных полос размером 4х40

Заземляющий провод из:

  • Стальной стержень круглый диаметром не менее 10 мм
  • стальных полос размером не менее 4×25 (рекомендуется 2×40)

2. Порядок монтажа заземления:

ШАГ 1 — выбрать место для монтажа

Место для монтажа выбирается максимально близко к главному электрическому щиту (входному щиту) дома, в котором расположена основная заземляющая шина (ГЗШ), это шина ПЭ.

Если вводный электрический стопор находится внутри дома или на его внешней стене, цепь заземления монтируется у стены, на которой электрические стопоры располагаются на расстоянии примерно 1-2 метра от фундамента дома. Если электрический экран находится на опоре линии электропередачи или на удаленной стойке цепи заземления, ее можно установить непосредственно под ней.

При этом не следует размещать (использовать) заземлители в местах, где земля высыхает под воздействием теплопроводов и т. Д.(п. 1.7.112 Pue)

Шаг 2. — Земляные работы

Выкапывают траншею в форме треугольника — для установки закрытого земельного заповедника, или прямую линию для линейного:

Глубина транша должна быть 0,8 — 1 метр

Ширина траншеи должна быть 0,5 — 0,7 метра (Для удобства сварочных работ в дальнейшем)

Длина траншеи — в зависимости от выбранного количества вертикальных заземлителей и расстояния между ними.(Для треугольника используется 3 вертикальных заземления, для линейной цепи, как правило, 3 или 4 вертикальных заземления).

Шаг 3. — Установка вертикального заземления

Устанавливаем вертикальные входы в траншею на необходимом расстоянии друг от друга (1,5-2 метра), после чего забивают их до земли перфоратором со специальной насадкой. или обыкновенной кувалдой:

Предыдущие концы заземлителей должны быть сфокусированы для облегчения входа в землю:

Как уже было написано выше, длина вертикальных входов должна быть около 2-3 метров (рекомендуется не менее 2.5 метров), при этом необходимо на всю длину вбить их в землю, чтобы верхняя часть заземления находилась на 20-25 см выше дна траншеи:

Когда все вертикальные вводы забиты в траншею. земли, вы можете перейти к следующему шагу.

Шаг 4. — Монтаж горизонтального заземляющего и заземляющего проводника:

На этом этапе необходимо объединить все вертикальные заземляющие машины с использованием горизонтального заземления и к полученному контуру заземления приварить заземляющий провод, который будет выходить из земли. к поверхности и предназначен для соединения цепи заземления с основной заземляющей электрической цепью шины.

Горизонтальные и вертикальные заземлители соединяются между собой сваркой, при этом место подключения должно быть спроектировано со всех сторон для лучшего контакта.

ВАЖНО! Использование болтовых соединений не допускается! Вертикальные и горизонтальные заземлители, образующие контур заземления, а также заземлитель в месте его присоединения к цепи заземления должны быть соединены сваркой.

Сварные швы необходимо защитить от коррозии, для чего место сварки можно обработать битумной мастикой.

ВАЖНО! Self контур заземления красить нельзя! (п. 1.7.111. Пуэ)

В итоге должно получиться примерно следующее:

Шаг 5. — Засыпаю траншею.

Здесь все просто, засыпаем траншею с смонтированным контуром заземления земли, чтобы по контуру было не менее 50 см грунта, как уже было сказано выше.

Однако здесь есть свои тонкости:

ВАЖНО! Траншеи для горизонтальных входов следует засыпать однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора (п.1.7.112. Пуэ).

Шаг 6. — Подключение заземляющего провода к ГЗШ вводного выключателя (устройства ввода).

Наконец-то подошли к завершающему этапу — заземлению электрощита дома, для этого выполняем следующие работы:

Подводим заземляющий провод к электро портному, чтобы до электроусилителя около 1 метр, если вводный щиток находится в доме, желательно запустить заземлитель в здание.При этом места ввода заземлителей в здание должны иметь следующий опознавательный знак (п.1.7.118. Pue):

Сам заземлитель над поверхностью Земли должен быть окрашен, на нем должен быть цветовое обозначение чередованием продольных или поперечных полос одинаковой ширины (от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов. (Пункт 1.1.29. Пуэ).

К концу заземляющего проводника со стороны шестерни привариваем болт, к которому подключив гибкий медный провод сечением не менее 10 мм 2, который также должен иметь желто-зеленый цвет.Второй конец этого провода подключается к основной шине заземления, в которой внутри вводного устройства (вводная электрическая панель дома) следует использовать Re (п. 1.7.119. Pue).

ВАЖНО! Основная шина заземления обычно должна быть медной. Допускается использование основной шины заземления из стали. Использование алюминиевых шин не допускается. (п. 1.7.119. Пуэ).

В результате цепь заземления панели дома должна иметь следующий вид:


Комфорт и комфорт в частном доме или квартире сложно представить без налаженной системы электроснабжения.Потребление электроэнергии постоянно увеличивается, поэтому защита людей и домашних животных от поражения электрическим током затруднена. Устранение рисков, минимизация последствий травм с помощью системы заземления, соединяющей точку электрической сети или потребителя энергии с заземляющей конструкцией.

Устройство и назначение заземляющих устройств

Такие конструкции делятся на рабочие и защитные.

  1. Работа предназначена для организации безопасности промышленных агрегатов.Также распространяется в личных подсобных хозяйствах.
  2. Обязательно для электрических сетей в жилом секторе.

Установка заземляющего устройства (памяти) требуется в соответствии с правилами электромонтажа и правилами электромонтажа потребителей.

Часто встречается прикосновение людей к токоведущим частям, разомкнутые в результате неправильной эксплуатации электрооборудования, дефектов конструкции, выхода из строя изоляции и других причин.Некачественная конструкция памяти и ее установка могут повлечь за собой тяжелые последствия для людей: поражение электрическим током, ожоги, нарушение работы сердца и других органов человека. Дефект тока часто приводит к ампутации конечностей, инвалидности и даже летальному исходу.

Система заземления состоит из внешней и внутренней частей, соединенных в электрический экран. Наружное заземляющее устройство состоит из комплекса металлических электродов и проводов, снижающих аварийный ток от электрооборудования к земле в безопасных для людей местах.Электроды называются заземляющими. Электрические жилы представляют собой штыри длиной 1,5 м, диаметром 1 мм.

Производится промышленностью из меди или стали, покрытой медью. Их главное преимущество — повышенная проводимость по току. Забейте землю молотками или кувалдами на глубину до 50 см, контакт с землей должен быть максимально сильным, иначе способность конструкции отводить ток.

Простая конструкция из одного электрода.Применяется в молниеприемниках или для защиты удаленных объектов и оборудования. В фермерских хозяйствах предпочтение отдается многоэлектродным приборам. Помещены в один ряд и называются линейными профилями памяти. Стандартная длина цепи — 6 метров. Между собой соединены латунными муфтами, крепление резьбовое, сварка не рекомендуется. Провода заземления проходят через клеммы. Скручивание, пайка жил исключены.

Такое устройство как контур заземления (замкнутая версия) до сих пор распространяется.Строится на расстоянии не ближе 1 метра и не дальше 10 метров от дома. Его кладут в траншею в виде равностороннего треугольника. Длина стороны 3 м, глубина 50 см, ширина 40 см. Заземления забиваются по углам. Такая же операция проделывается с другими вертикальными электродами (не более пяти единиц). Земляники в нижней части опоры привариваются к горизонтальным изделиям.

Изготавливаются из меди, покрытой медным или оцинкованным стальным уголком (полка 5 мм, полоса 40 мм), часто используется стандартный уголок из нержавеющей стали любого профиля.Изделия не окрашиваются, так как в этом случае ухудшатся электрические свойства из-за ослабления контакта с Землей.

Конструкция контура простая, ее можно сделать своими руками. Но работа упрощается при использовании готовых заземляющих устройств, представленных на рынке, в комплекте с которым есть. Финансовые потери окупятся за счет использования качественных материалов, устойчивых к коррозии и с длительным сроком эксплуатации.

Подключение внешней части к экрану

Для точного определения экрана требуется знание метода подачи нейтрали.Бывает изолированно и обоснованно. Изолированные жили в сетях с повышенными значениями напряжения 3-35 кв. При питании 380 В и 220 В оба варианта работают эффективно. Однако новые правила ПУЭ требуют заземления нейтрали. Контуры необходимо возвести на 1000 В.

Популярные системы заземления TN-C, TN-S, TN-C-S. Двухфазный TN-C устарел, но до сих пор применяется в зданиях с длительным сроком службы. Их замена связана с трудностями технического и финансового характера.В этой схеме ноль жил как провод защитного заземления. С практической точки зрения для жителей квартир и домов кабельно-электромонтажная продукция с 4 жителями выгодна: ее стоимость ниже, монтажные работы проще.

Интересует вопрос, как подключить землю в многоэтажном доме. Проводники подключены к общей шине памяти. Затем шина выводится на корпус электрощита на полу. Аналогично процессу трансляции TN-C на TN-C-S в домашнем плеере.Суть в том, чтобы подключить нулевые защитные проводники к одиночной шине, а затем перемычку с нулевой шиной.

Основной недостаток связан с опасностью повреждения нулевого провода. Тогда конструкция заземления придет в негодность. Нормативными документами было запрещено использование TN-C в новостройках. Но для полной замены системы потребуются десятилетия.

Принцип работы TN-S основан на том, что нулевая рабочая и защитная линии подводятся к потребителю с отдельными жилами от трансформаторной подстанции.В РФ и странах СНГ распространен промежуточный вариант TN-C-S, в котором разделение проводников осуществляется непосредственно при входе в дом. В обоих вариантах функцию безопасности выполняет устройство защитного отключения (УЗО).

Однако для полного предупреждения и локализации последствий поражения электрическим током средства защиты должны также включать автоматические выключатели в панелях, шину заземления для подключения нулевых проводов и цепь заземления.

Последняя обеспечивает условия для бесперебойной работы электрооборудования. Кроме того, снижает уровень излучения электрических узлов, кабелей и проводов, локализует шумовые явления в электросети.

В следующем порядке (система TN-C-S). Два питающих провода, состоящие из фазного и совмещенного рабочего нуля и защитного (REN), разделены на три отдельные жилы. Для соединения фазы и рабочей жилы используйте шину заземления, изолированную от экрана.Каждая шина (N и Re) должна иметь свою маркировку и цвет: ноль — синий, земля — ​​желтый. Автомобиль № фиксируется на электрозащите с помощью изоляторов. Re устанавливается на корпус. Между собой соединены перемычкой из токопроводящего материала.

В будущем они должны быть изолированы друг от друга во избежание короткого замыкания.

Многие пользователи предпочитают вариант, когда кабели REN сохраняют свою целостность и подключаются к шине N, играя роль нулевых защитных проводников.Преимущество этой схемы в том, что потребители электроэнергии замкнуты на свободную шину Ree. При храбрости линии Ren все токоприемники продолжают поддерживать заземляющие контакты.

Ошибки при установке памяти

К типичным недостаткам, часто встречающимся на практике, относятся:

  1. Использование металлических ограждений или мачт в качестве контура. Текущее сопротивление не учитывается и создается опасность сильного поражения током людей в случае аварии в системе.
  2. Подключение контура непосредственно к корпусу электроприборов, минуя шины заземления в щите.
  3. Установка отдельных выключателей в нулевой провод. Когда устройство выведено, можно заменить электроприборы. Иногда контакт нулевого провода бывает непрочным. Последствия такие же.
  4. Используется для заземления изделий меньшего сечения или толщины. Такие электроды под воздействием коррозии быстро выходят из строя.
  5. Использование в качестве заземления рабочего «нуля».Вероятность того, что система будет находиться под напряжением, возрастает.
  6. Расположение горизонтальных заземлителей на поверхности земли. При аварии зона поражения увеличится.
  7. Подключение заземления к трубе отопления. Сказать, в каком направлении пойдут блуждающие течения, невозможно, так как в соседней квартире ситуация неизвестна. Увеличивается вероятность нанесения ущерба иностранцам.

По окончании монтажных работ система проверяется.Обращает на себя внимание величина рассеяния тока. Для проведения этой работы желательно привлечь специалиста с соответствующим оборудованием.

Мой горький электротехнический опыт позволяет сказать: если у вас «заземление» выполнено как надо, то есть есть место для присоединения «заземляющих» проводов в щите, и все вилки и розетки имеют «заземляющие» контакты — Я тебе завидую, и тебе не о чем беспокоиться.

Правила заземления

В чем проблема, почему нельзя подключить к массе провода на трубах отопления или водопровода?

Действительно, в городских условиях, блуждающих течениях и т. Д., мешающие факторы настолько велики, что батарея обогрева может быть чем угодно. Однако основная проблема в том, что ток защиты автоматов защиты достаточно велик. Соответственно, один из вариантов возможной аварии — выборка фазы на корпусе с током утечки как раз где-то на границе срабатывания автомата, то есть в лучшем случае 16 ампер. Итого деление 220В на 16а — получаем 15 Ом. Итого тридцать метров труб, а получается 15 Ом. И течение тока где-то, в сторону не пиления леса.Но это уже не важно. Важно, что в соседней квартире (до которой 3 метра, а не 30, натяжение на кране почти те же 220.), а вот на, скажем, канализационной трубе настоящий ноль, или около того.

А теперь вопрос — что будет с соседом, если он, сидя в ванной (соединившись с канализацией, открыв пробку), коснется крана? Угадай?

Приз — тюрьма. Согласно статье о нарушении пострадавшим правил электробезопасности.

Не стоит забывать, что имитировать схему заземления, соединив «нулевой рабочий» и «нулевой защитный» провод в Евросети, как практиковали некоторые «поделки», нельзя. Такая замена крайне опасна. Не редкие случаи нагрева «рабочего нуля» в щите. После этого на корпусе вашего холодильника, компьютера и т. Д. Очень прочно расположится 220В.

Последствия будут примерно такими же, как и у соседа, с той разницей, что не будет нести никакой ответственности кроме того, кто установил такое соединение.И как показывает практика, это делают сами хозяева, т.к. считают себя достаточными специалистами, чтобы не вызывать электриков.

«Заземление» и «Рейнджер»

Один из вариантов «заземления» есть. Но не так, как в описанном выше случае. Дело в том, что на корпусе распредвала у вас на полу нулевой потенциал, а если точнее, нулевой провод, проходящий через эту белку, просто имеет контакт с корпусом щита посредством болтового соединения. Нулевые проводники с квартирами, расположенными на этом этаже, также присоединяются к корпусу щита.Рассмотрим этот момент подробнее. Мы видим, что каждый из этих концов направляется к своему болту (на практике правда часто обнаруживается при парном соединении этих концов). Вот как раз туда и нужно подключить наш новоиспеченный проводник, который в дальнейшем будет называться «заземлителем».

В этой ситуации тоже есть свои нюансы. Что мешает «нулю» гореть при входе в дом. Собственно, ничего. Остается только надеяться, что домов в городе меньше, чем квартир, а значит процент такой проблемы существенно меньше.Но это снова российский «Авось», который проблемы не решает.

Единственно правильное решение в данной ситуации. Возьмите металлический уголок 40х40 или 50х50, длиной 3 метра, чтобы забить его до земли так, чтобы он за него не забивался, а именно дырка на двух штыковых лопатках в глубину и большую часть забитого нашего угла, но из него ПВ-3 (гибкий, многопроволочный) сечением не менее 6 мм. кв. Раньше ваш распределительный щит.

В идеале должен состоять из 3–4-х уголков, сваренных металлической полосой такой же ширины.Расстояние между углами должно быть 2 м.

Только не сверлите метровой коричневой ямки в земле и опускайте туда шпильку. Это не правильно. Да и КПД такой земли близок к нулю.

Но, как ни крути, есть свои минусы. Вам, конечно, повезло, если вы живете в частном доме или хотя бы на первом этаже. А как быть тем, кто живет этажом на 7-8? Запасетесь 30-метровым тросом?

Так как же выйти из ситуации? Боюсь, что ответа на этот вопрос не дадут даже самые опытные электромонтажные работы.

Что потребуется для разводки по дому

Для разводки по дому понадобится медный заземляющий провод соответствующей длины и сечением не менее 1,5 мм. кв. И, конечно же, розетка с «заземляющим» контактом. Блок, плинтус, кронштейн — дело эстетики. Идеальный вариант — когда делаете ремонт. В этом случае я рекомендую выбрать кабель с тремя жилами с двойной изоляцией, лучше, чем IWC. Один конец провода заводится под свободный болт шины распределительного щита, соединенный с корпусом щита, а второй — на «заземляющий» контакт розетки.Если у вас есть экран Uzo, заземляющий провод не должен иметь контакта с проводом N где-либо на линии (иначе сработает УЗО).

Не стоит забывать, что «земля» не имеет права пробиваться, через любые выключатели.

Сегодня почти каждый загородный дом оборудован электроприборами. Безопасность их эксплуатации обеспечивается соединением установленного в помещении электрооборудования с заземляющим устройством. Грамотно выполненное защитное заземление исключит вероятность поражения электрическим током и предотвратит выход из строя бытовой техники и сложных технических устройств от воздействия перенапряжений, если они защищены УЗИП.Выбор схемы подключения зависит от различных факторов. В частном доме, в отличие от многоквартирного, грунт можно делать самостоятельно. Разобраться в этой связи поможет данная инструкция.

Основные элементы схемы подключения дачного дома и правила их выполнения

Цепь заземления в загородном доме выглядит следующим образом: электрический экран — электрический экран — заземляющий провод — контур заземления — заземление.

Подключение начинается с выполнения на железнодорожном участке заземляющего устройства в соответствии с правилами, определенными в главе 1.7 Пуэ 7-е издание. Заземление представляет собой металлическую конструкцию, имеющую большую площадь контакта с землей. Предназначен для выравнивания разности потенциалов и снижения потенциала заземленного оборудования в случае замыкания на корпусе или появления повышенного напряжения в электросети. Конструкция и глубина его установки определяется исходя из сопротивления почвы на участке (например, сухой песок или влажный чернозем).

От заземляющего устройства, выполненного на площадке (заземления), откладываем заземляющий провод, который подключаем к основной шине заземления с помощью болтового соединения, зажима или сварки.Выбираем провод сечением не менее 6 мм2 для меди и 50 мм2 для стали, и он должен соответствовать требованиям к защитным проводникам, указанным в таблице 54.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013, а для системы ТТ — к иметь сечение не менее 25 мм2 для меди. Если жила оголена и проложена в земле, то ее поперечное сечение должно соответствовать 54.1 ГОСТ Р ГОСТ Р 50571.5.54-2013, приведенному в таблице 54.1.

В распределительном щите заземляющий провод через заземляющую шину соединен с защитным проводом, проложенным к розеткам с заземляющим контактом и другим электроприемникам в доме.В результате каждый электроприбор подключается к системе заземления.

Зависимость цепи заземления от цепи заземления

Если столб ЛЭП обслуживает повторное заземление, то цепь заземления в загородном доме выполняется по системам TN-C-S или TT. Когда состояние сетей не вызывает опасений, его следует использовать в качестве заземляющего устройства дома и подключать дом в соответствии с системой заземления TN-C-S. Если воздуховод старый, или есть сомнения в качестве повторного заземления, лучше выбрать системную систему ТТ и оборудовать индивидуальное заземляющее устройство на участке железной дороги.

Для заземляющего устройства в первую очередь следует использовать естественное заземление — сторонние токопроводящие части, непосредственно контактирующие с почвой (водопроводные трубы, колодезные трубы, металлические и железобетонные конструкции дачного дома и т. Д.). (см. п.1.7.54, 1.7.109 Pue 7-я публикация).

При их отсутствии мы выполняем устройство искусственного заземления с помощью вертикальных или горизонтальных электродов, которые меняются местами в земле. Выбор конфигурации входа в основном зависит от требуемого сопротивления и особенностей местности.

Наиболее эффективен в использовании, если на вашем участке почва представлена ​​суглинком, пропитанным песком торфом, прибрежной глиной. Стандартная длина штанги составляет от 1,5 до 3 м. Выбирая длину вертикальных электродов, исходим из водонасыщенности вмещающих пород на участке. Вытекающие из грунта вертикальные заземлители совмещают с горизонтальным электродом, например полосой, и для минимизации экранирования располагаются на расстоянии, соизмеримом длине самих штырей.

Зависимость схемы подключения от типа системы заземления

Заземление объектов жилого фонда выполняется по следующим системам: подсистемы TN (TN-C, TN-S, TN-C-S) или TT. Первая буква в названии обозначает заземление блока питания, вторая — заземление открытых частей электрооборудования.

Последующие буквы после N указывают на совмещение в одном проводе или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников.S — нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (re) проводники разделены. C — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводе (проводе REN).

Электробезопасность полностью обеспечивается, когда уменьшение сопротивления заземления не влечет за собой увеличения показателей тока цепи на землю. Рассмотрим, как схема заземления зависит от системы электросетей, выполненной на объекте.

Система заземления TN-S


Рисунок 1.Система TN-S

На объектах, оборудованных системой TN-S, нулевой рабочий и защитный проводники разделены по всей длине, а в случае пробоя фазовой изоляции аварийный ток закрепляется за защитным перетяжелителем. Устройства и диффузоры Узо, реагирующие на появление утечки тока через защитный ноль, отключают сеть с нагрузкой.

Достоинством подсистемы заземления TN-S является надежная защита электрооборудования и человека от повреждения аварийным током при использовании электрических сетей.Благодаря чему данная система считается самой современной и безопасной.

Для завершения заземления по системе TN-S потребуется прокладка от трансформаторной подстанции отдельного заземляющего провода до ее конструкции, что приведет к значительному удорожанию проекта. По этой причине для заземления объектов частного сектора практически не используется наземная подсистема TN-S.

Система заземления TN-C. Необходим переход на TN-C-S


Рисунок 2. Система TN-S

Заземление по системе TN-C наиболее распространено для старых зданий жилого фонда.Преимущество — экономичность и простота выполнения. Существенным недостатком является отсутствие отдельного проводника перезарядки, что исключает наличие загородного дома в розеточных домах и возможность уравнивания потенциалов в ванной.

Дачные постройки снабжены воздушным транспортом. Для конструкции подходят два проводника: фаза L и комбинированная Pen. Заземление можно подключать, только если в частном доме стоит трехкомнатная разводка, требующая переделки системы TN-C на TN-CS, разделив нулевой рабочий и нулевой защитный проводники в электрозащите ( см. раздел 1.7.132 Пуэ 7-е издание).

Подключение заземления по системе TN-C-S

Для подсистемы заземления TN-C-S характеризуется объединением нулевого рабочего и нулевого защитных проводников на участке от ЛЭП до входа в здание. Заземление на данной системе достаточно простое в техническом исполнении, в связи с чем рекомендовано к широкому применению. Возможность использовать необходимость постоянной модернизации, чтобы избежать пурпурного цвета проводника PEN, в результате чего электрические приборы могут оказаться под опасным потенциалом.

Рассмотрим схему подключения земли в загородном доме по системе TN-C-S на примере перехода к ней от системы TN-C.


Рисунок 3. Схема главного распределительного щита

Как уже отмечалось, для получения трехжильной разводки необходимо произвести правильное разделение PEN-проводника в распределительном щите дома. Начнем с того, что в электрическом стопоре устанавливаем шину с прочной металлической связью с ней, и подключаем к этой шине комбинированный PEN-проводник с этой линией питания.Шину пера соединяют перемычкой со следующей установленной шиной re. Теперь шина PEN выступает в роли шины нулевого рабочего проводника N.


Рисунок 4. Схема заземления (переход с TN-C на TN-CS)


Рисунок 5. Схема заземления TN-CS

После выполняя указанные подключения, соединяем распределительный щит с заземлением: от заземляющего устройства запустим шину РЭП. Таким образом, в результате несложной модернизации мы оборудовали дом тремя отдельными проводами (фазный, нулевой защитный и нулевой рабочий).

Правила устройства электроустановок требуют выполнять повторное заземление проводников повторного заземления и Ren-проводов при вводе в электроустановки, используя, прежде всего, естественные заземлители, сопротивление которых при напряжении 380 Ом. 220 В должно быть не более 30 Ом (см. Пункт 1.7 .103 Pue 7-й публикации).

Подключение заземления в системе ТТ


Рисунок 6. Система ТТ

Другой вариант схемы — подключение заземления загородного дома через систему ТТ с глухой нейтралью источника тока.Открытые токопроводящие элементы электрооборудования такой системы подключаются к заземляющему устройству, не имеющему электрической связи с источником питания заземления нейтрали.

При этом должно соблюдаться следующее условие: значение величины достоверности срабатывания устройства защиты (IA) и суммарное сопротивление заземляющего проводника и заземлителя (RA) не должно превышать 50 В. (см. п.1.7.59 Пуэ). RA IA ≤ 50 В.

Для соблюдения этого условия «инструкции по устройству защитного заземления и выравнивания потенциалов в электроустановках» и 1.03-08 рекомендует выполнить заземляющее устройство с сопротивлением 30 Ом. Эта система сегодня достаточно востребована и применяется в частных, в основном передвижных зданиях, если невозможно обеспечить достаточный уровень электробезопасности с помощью системы TN.

Заземление в системе TT не требует отделения комбинированного PEN-проводника. Каждый отдельный провод, подходящий к дому, подключается к шине, изолированной от электрического щита. А сама Ручка является проводником, в этом случае мы рассматриваем нулевые провода (ноль).


Рисунок 7. Схема подключения для системы ТТ


Рисунок 8. Схема заземления и Узо в системе ТТ

Как следует из схемы, система TN-S и ТТ очень похожи друг на друга. Отличие заключается в полном отсутствии электрического соединения между заземляющим устройством и PEN-проводником, что в случае регенерации последнего от источника питания гарантирует отсутствие перенапряжения на корпусе электроинструмента.Это очевидное преимущество системы TT, обеспечивающее более высокий уровень безопасности и надежности в эксплуатации. Недостатком его использования можно назвать только высокую стоимость, поскольку для защиты пользователей от косвенного прикосновения требуется установка дополнительных устройств защитного отключения питания (Узо и реле напряжения), что, в свою очередь, требует прохождения апробации и аттестация специалиста Energy Pressor.

Вывод

Схема заземления в целом представляет собой соединение ее элементов: электрооборудования, вводно-распределительного вала, заземлителя, заземления.

Для установки заземляющего устройства в загородном доме необходимо разобраться с особенностями его подключения в зависимости от следующих факторов:

  • способ питания электрической сети (воздушные линии или кабель от ТП. )
  • тип грунта на участке железной дороги, на котором выполняется контур грунта.
  • наличие системы молниезащиты, дополнительных источников питания или специального оборудования.

Подключив заземление самостоятельно, необходимо руководствоваться положениями раздела 1.7 правил устройства электроустановок. При невозможности применения естественных заземлителей проводим заземляющее устройство с использованием искусственного заземления. Заземление частного дома может выполняться по двум системам: TN-C-S или TT. Наибольшее распространение получила модернизированная система TN-C — TN-C-S, благодаря простоте ее технического исполнения. Для обеспечения электробезопасности загородного дома через систему TN-C-S требуется PEN для разделения проводника на нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.

Выполняя контур заземления, необходимо проверить качество его монтажа, а также произвести замеры сопротивления на соответствие нормам ПУЭ с помощью специальных приборов, что может потребовать привлечения специалистов.

Требуется консультация по организации заземления и молниезащиты вашего объекта? Связаться с Б.

CONDUCTORS — прикладное промышленное электричество

К настоящему времени вы должны быть хорошо осведомлены о взаимосвязи между электропроводностью и некоторыми типами материалов.Эти материалы, обеспечивающие легкий проход свободных электронов, называются проводниками , а материалы, препятствующие прохождению свободных электронов, называются изоляторами .

К сожалению, научные теории, объясняющие, почему одни материалы проводят, а другие нет, довольно сложны и уходят корнями в квантово-механические объяснения того, как электроны располагаются вокруг ядер атомов. В отличие от хорошо известной «планетарной» модели электронов, вращающихся вокруг ядра атома в виде четко определенных кусков материи по круговым или эллиптическим орбитам, электроны на «орбите» на самом деле вообще не действуют как частицы материи.Скорее, они демонстрируют характеристики как частицы, так и волны, их поведение ограничивается размещением в отдельных зонах вокруг ядра, называемых «оболочками» и «подоболочками». Электроны могут занимать эти зоны только в ограниченном диапазоне энергий в зависимости от конкретной зоны и того, насколько эта зона занята другими электронами. Если бы электроны действительно действовали как крошечные планеты, удерживаемые на орбите вокруг ядра за счет электростатического притяжения, их действия описывались бы теми же законами, что и движения реальных планет, не могло бы быть реального различия между проводниками и изоляторами, и химические связи между атомами не могли бы быть существуют так, как они существуют сейчас.Именно дискретная, «количественная» природа энергии и расположения электронов, описываемая квантовой физикой, придает этим явлениям их регулярность.

Атом в возбужденном состоянии

Когда электрон может свободно принимать более высокие энергетические состояния вокруг ядра атома (из-за его размещения в определенной «оболочке»), он может свободно отрываться от атома и составлять часть электрического тока, протекающего через вещество.

Основной атом

Если квантовые ограничения, наложенные на электрон, лишают его этой свободы, электрон считается «связанным» и не может оторваться (по крайней мере, не легко), чтобы образовать ток.Первый сценарий типичен для проводящих материалов, а второй — для изоляционных материалов.

Некоторые учебники скажут вам, что электрическая проводимость элемента определяется исключительно количеством электронов, находящихся во внешней «оболочке» атомов (называемой валентной оболочкой ), но это чрезмерное упрощение, поскольку любое исследование проводимости по сравнению с валентностью электроны в таблице элементов подтвердят. Истинная сложность ситуации раскрывается далее при рассмотрении проводимости молекул (совокупностей атомов, связанных друг с другом электронной активностью).

Хорошим примером этого является элемент углерода, который включает материалы с сильно различающейся проводимостью: графит и алмаз . Графит — хороший проводник электричества, а алмаз — практически изолятор (что еще более странно, технически он классифицируется как полупроводник , который в чистом виде действует как изолятор, но может проводить при высоких температурах и / или воздействии примеси). И графит, и алмаз состоят из атомов одного и того же типа: углерода с 6 протонами, 6 нейтронами и 6 электронами каждый.Принципиальное различие между графитом и алмазом состоит в том, что молекулы графита представляют собой плоские группы атомов углерода, в то время как молекулы алмаза представляют собой тетраэдрические (пирамидальные) группы атомов углерода.

Намеренное введение примесей в собственный полупроводник с целью изменения его электрических, оптических и структурных свойств называется легированием . Если атомы углерода присоединяются к другим типам атомов с образованием соединений, электрическая проводимость снова изменяется.Карбид кремния, соединение элементов кремния и углерода, демонстрирует нелинейное поведение: его электрическое сопротивление уменьшается с увеличением приложенного напряжения! Углеводородные соединения (например, молекулы масел), как правило, очень хорошие изоляторы. Как видите, простой подсчет валентных электронов в атоме — плохой индикатор электропроводности вещества.

Все металлические элементы являются хорошими проводниками электричества благодаря способу связи атомов друг с другом.Электроны атомов, составляющих массу металла, настолько раскованы в своих допустимых энергетических состояниях, что свободно перемещаются между различными ядрами в веществе, легко мотивируемые любым электрическим полем. Фактически, электроны настолько подвижны, что иногда ученые описывают их как электронный газ или даже электронное море , в котором находятся атомные ядра. Эта подвижность электронов объясняет некоторые из других общих свойств металлов: хорошую теплопроводность, пластичность и пластичность (легко формуются в различные формы) и блестящую поверхность в чистом виде.

К счастью, физика, лежащая в основе всего этого, в основном не имеет отношения к нашим целям. Достаточно сказать, что некоторые материалы являются хорошими проводниками, некоторые — плохими проводниками, а некоторые находятся посередине. На данный момент достаточно просто понять, что эти различия определяются конфигурацией электронов вокруг составляющих атомов материала.

Важным шагом на пути к тому, чтобы электричество соответствовало нашим требованиям, является возможность прокладывать пути для прохождения тока с контролируемым сопротивлением.Также жизненно важно, чтобы мы могли предотвратить протекание тока там, где мы этого не хотим, с помощью изоляционных материалов. Однако не все проводники и изоляторы одинаковы. Нам необходимо понимать некоторые характеристики обычных проводников и изоляторов и уметь применять эти характеристики в конкретных приложениях.

Почти все проводники обладают определенным измеримым сопротивлением (особые типы материалов, называемые сверхпроводниками , не обладают абсолютно никаким электрическим сопротивлением, но это не обычные материалы, и они должны храниться в особых условиях, чтобы быть сверхпроводящими).Обычно мы предполагаем, что сопротивление проводников в цепи равно нулю, и ожидаем, что ток проходит через них, не вызывая заметного падения напряжения. В действительности, однако, почти всегда будет падение напряжения на (нормальных) проводящих путях электрической цепи, хотим мы, чтобы там было падение напряжения или нет:

Рисунок 11.1

Чтобы рассчитать, какими будут эти падения напряжения в какой-либо конкретной цепи, мы должны иметь возможность определить сопротивление обычного провода, зная размер и диаметр провода.В некоторых из следующих разделов этой главы будут рассмотрены подробности этого.

  • Электропроводность материала определяется конфигурацией электронов в атомах и молекулах этого материала (группы связанных атомов).
  • Все обычные проводники в той или иной степени обладают сопротивлением.
  • Ток, протекающий по проводнику с (любым) сопротивлением, вызовет некоторое падение напряжения по длине этого проводника.

Здравый смысл должен знать, что жидкость течет по трубам большого диаметра легче, чем по трубам малого диаметра (если вам нужна практическая иллюстрация, попробуйте пить жидкость через соломинку разного диаметра).Тот же общий принцип действует для потока электронов через проводники: чем шире площадь поперечного сечения (толщина) проводника, тем больше места для протекания электронов и, следовательно, тем легче возникает поток (меньшее сопротивление). .

Два основных вида электрического провода: одножильный и многожильный

Электрический провод обычно имеет круглое сечение (хотя есть некоторые уникальные исключения из этого правила) и бывает двух основных разновидностей: одножильный и многожильный . Сплошной медный провод звучит так, как звучит: одна сплошная медная жила по всей длине провода. Многожильный провод состоит из более мелких жил сплошного медного провода, скрученных вместе в один провод большего размера. Самым большим преимуществом многожильного провода является его механическая гибкость, способность выдерживать повторяющиеся изгибы и скручивания намного лучше, чем сплошная медь (которая со временем склонна к усталости и ломается).

Размер провода можно измерить несколькими способами.Мы могли бы говорить о диаметре провода, но поскольку на самом деле наибольшее значение для потока электронов имеет площадь поперечного сечения , нам лучше определять размер провода в терминах площади. 2 [/ латекс]

[латекс] = (3.2 [/ латекс]

Расчет круглого сечения провода в миле

Однако электрики и другие лица, часто озабоченные размером провода, используют другую единицу измерения площади, специально разработанную для круглого сечения провода. Этот специальный блок называется круговой мил (иногда сокращенно см ). Единственная цель наличия этой специальной единицы измерения — избавить от необходимости использовать множитель π (3,1415927.2 [/ латекс]

Поскольку это единица измерения площади , математическая степень 2 все еще действует (удвоение ширины круга всегда увеличивает его площадь в четыре раза, независимо от того, какие единицы используются, или если ширина этого круга выражается в единицах радиуса или диаметра). Чтобы проиллюстрировать разницу между измерениями в квадратных милях и измерениями в круглых милах, я сравню круг с квадратом, показывая площадь каждой формы в обеих единицах измерения:

Рисунок 11.4

А для провода другого размера:

Рисунок 11.5

Очевидно, круг заданного диаметра имеет меньшую площадь поперечного сечения, чем квадрат ширины и высоты, равный диаметру круга: это отражают обе единицы измерения площади. Однако должно быть ясно, что единица «квадратный мил» действительно предназначена для удобного определения площади квадрата, в то время как «круговой мил» адаптирован для удобного определения площади круга: соответствующую формулу для каждого проще работать с.Следует понимать, что обе единицы действительны для измерения площади формы, независимо от того, какой формы она может быть. Преобразование между круговыми милами и квадратными милами представляет собой простое соотношение: на каждые 4 круговых мила приходится π (3,1415927 …) квадратных милов.

Измерение площади поперечного сечения провода с помощью калибра

Еще одним средством измерения площади поперечного сечения провода является калибр калибра . Шкала датчика основана на целых числах, а не на дробных или десятичных дюймах. Чем больше номер калибра, тем тоньше провод; чем меньше номер калибра, тем толще проволока.Для тех, кто знаком с ружьями, эта обратно пропорциональная шкала измерения должна показаться знакомой.

Таблица в конце этого раздела приравнивает калибр к диаметру в дюймах, круглые милы и квадратные дюймы для сплошной проволоки. Провода большего диаметра достигают конца общей шкалы (которая, естественно, достигает максимума, равного 1), и представлены серией нулей. «3/0» — это еще один способ обозначения «000», который произносится как «тройной дол». Опять же, тем, кто знаком с ружьями, следует признать терминологию, как бы странно это ни звучало.Что еще больше усложняет ситуацию, в мире существует более одного «стандарта» калибра. Для определения размеров электрических проводов предпочтительной системой измерения является калибр American Wire Gauge (AWG), также известный как калибр Brown и Sharpe (B&S). В Канаде и Великобритании британский стандартный калибр для проводов (SWG) является официальной системой измерения электрических проводов. В мире существуют другие системы калибровки проволоки для классификации диаметра проволоки, такие как калибр для стальной проволоки Stubs и калибр для стальной музыкальной проволоки (MWG), но эти системы измерения применимы к неэлектрическим проводам.

Система измерения American Wire Gauge (AWG), несмотря на ее странности, была разработана с целью: на каждые три шага на шкале калибра площадь провода (и вес на единицу длины) примерно удваивается. Это удобное правило, которое следует помнить при приблизительной оценке диаметра проволоки!

Для очень проволоки большого диаметра (толще 4/0) обычно отказываются от системы калибровки проволоки для измерения площади поперечного сечения в тысячах круглых мил (MCM), заимствуя старую римскую цифру «M» для обозначения кратного от «тысячи» перед «CM» для «круговых мил.В следующей таблице размеров проводов не указаны размеры, превышающие калибр 4/0, потому что сплошная медная проволока становится непрактичной для обращения с такими размерами. Вместо этого отдается предпочтение многопроволочной конструкции.

Таблица проводов для твердых, круглых медных проводников

Размер Диаметр Площадь поперечного сечения Вес
AWG дюймов cir. мил кв.в дюймах фунтов / 1000 футов
4/0 0,4600 211 600 0,1662 640,5
3/0 0,4096 167,800 0,1318 507,9
2/0 0,3648 133,100 0,1045 402,8
1/0 0,3249 105 500 0,08289 319,5
1 0.2893 83 690 0,06573 253,5
2 0,2576 66,370 0,05213 200,9
3 0,2294 52 630 0,04134 159,3
4 0,2043 41740 0,03278 126,4
5 0,1819 33,100 0,02600 100.2
6 0,1620 26 250 0,02062 79,46
7 0,1443 20 820 0,01635 63,02
8 0,1285 16 510 0,01297 49,97
9 0,1144 13 090 0,01028 39,63
10 0.1019 10,380 0,008155 31,43
11 0,09074 8,234 0,006467 24,92
12 0,08081 6 530 0,005129 19,77
13 0,07196 5,178 0,004067 15,68
14 0,06408 4,107 0.003225 12,43
15 0,05707 3 257 0,002558 9,858
16 0,05082 2,583 0,002028 7,818
17 0,04526 2,048 0,001609 6.200
18 0,04030 1,624 0,001276 4,917
19 0.03589 1,288 0,001012 3,899
20 0,03196 1,022 0,0008023 3,092
21 0,02846 810,1 0,0006363 2.452
22 0,02535 642,5 0,0005046 1,945
23 0,02257 509,5 0.0004001 1,542
24 0,02010 404,0 0,0003173 1,233
25 0,01790 320,4 0,0002517 0,9699
26 0,01594 254,1 0,0001996 0,7692
27 0,01420 201,5 0,0001583 0,6100
28 0.01264 159,8 0,0001255 0,4837
29 0,01126 126,7 0,00009954 0,3836
30 0,01003 100,5 0,00007894 0,3042
31 0,008928 79,70 0,00006260 0,2413
32 0,007950 63,21 0.00004964 0,1913
33 0,007080 50,13 0,00003937 0,1517
34 0,006305 39,75 0,00003122 0,1203
35 0,005615 31,52 0,00002476 0,09542
36 0,005000 25,00 0,00001963 0.07567
37 0,004453 19,83 0,00001557 0,06001
38 0,003965 15,72 0,00001235 0,04759
39 0,003531 12,47 0,000009793 0,03774
40 0,003145 9,888 0,000007766 0,02993
41 0.002800 7,842 0,000006159 0,02374
42 0,002494 6,219 0,000004884 0,01882
43 0,002221 4,932 0,000003873 0,01493

Для некоторых сильноточных приложений требуются провода сечением, превышающим практический предел размера круглого провода. В этих случаях в качестве проводников используются толстые шины из цельного металла, называемые сборными шинами .Шины обычно изготавливаются из меди или алюминия и чаще всего неизолированы. Они физически поддерживаются вдали от каркаса или конструкции, удерживающей их, с помощью опор изолятора. Хотя квадратное или прямоугольное поперечное сечение очень распространено для формы шин, используются также и другие формы. Площадь поперечного сечения шин обычно измеряется в круглых милах (даже для квадратных и прямоугольных шин!), Скорее всего, для удобства возможности напрямую приравнять размер шины к круглому проводу.

  • Ток течет по проводам большого диаметра легче, чем по проводам малого диаметра, из-за большей площади поперечного сечения, по которой они могут двигаться.
  • Вместо того, чтобы измерять небольшие размеры проволоки в дюймах, часто используется единица «мил» (1/1000 дюйма).
  • Площадь поперечного сечения провода может быть выражена в квадратных единицах (квадратных дюймах или квадратных миллиметрах), круговых милах или «калибровочной» шкале.
  • При вычислении площади квадратной единицы для круглого провода используется формула площади круга:
  • A = πr 2 (квадратные единицы)
  • Расчет площади круглой проволоки в миле для круглой проволоки намного проще из-за того, что единица измерения «круговой мил» была выбрана именно для этой цели: чтобы исключить факторы «пи» и d / 2 (радиус) в формула.
  • A = d 2 (круглые единицы)
  • На каждые 4 круговых мил приходится π (3,1416) квадратных милов.
  • Система калибровки проводов калибра основана на целых числах, большие числа представляют провода меньшего сечения и наоборот. Провода толще 1 калибра обозначаются нулями: 0, 00, 000 и 0000 (произносятся «одинарное», «двойное», «тройное» и «четверное».
  • Провода очень большого диаметра измеряются в тысячах круглых милов (MCM), что типично для шин и проводов сечением выше 4/0.
  • Шины — это сплошные шины из меди или алюминия, используемые в конструкции сильноточных цепей. Соединения, выполняемые с шинами, обычно являются сварными или болтовыми, а шины часто голые (неизолированные) и поддерживаются вдали от металлических каркасов за счет использования изолирующих стоек.

Чем меньше площадь поперечного сечения любого данного провода, тем больше сопротивление для любой данной длины при прочих равных условиях. Провод с большим сопротивлением будет рассеивать большее количество тепловой энергии при любом заданном значении тока, мощность равна P = I 2 R.

Рассеиваемая мощность из-за сопротивления проводника проявляется в виде тепла, и чрезмерное тепло может повредить провод (не говоря уже об объектах рядом с проводом), особенно с учетом того факта, что большинство проводов изолированы с помощью пластиковое или резиновое покрытие, которое может плавиться и гореть. Таким образом, тонкие провода выдерживают меньший ток, чем толстые, при прочих равных условиях. Предел пропускной способности проводника известен как его допустимая нагрузка .

В первую очередь из соображений безопасности определенные стандарты для электропроводки были установлены в США и указаны в Национальном электротехническом кодексе (NEC) . В типичных таблицах допустимой токовой нагрузки проводов NEC указаны допустимые максимальные токи для различных размеров и применений проводов. Хотя температура плавления меди теоретически накладывает ограничение на допустимую нагрузку на провод, материалы, обычно используемые для изоляции проводов, плавятся при температурах намного ниже точки плавления меди, и поэтому практические значения допустимой нагрузки основаны на тепловых пределах изоляции . .Падение напряжения в результате чрезмерного сопротивления проводов также является фактором при выборе размеров проводников для их использования в цепях, но это соображение лучше оценивать с помощью более сложных средств (которые мы рассмотрим в этой главе). Таблица, полученная из списка NEC, показана, например:

Таблица 11.2 Сенсорность медных проводников на открытом воздухе при 30 градусах Цельсия

Изоляция: RUW, Т THW, THWN FEP, FEPB
Тип: TW RUH THHN, XHHW
Размер Текущий рейтинг Текущий рейтинг Текущий рейтинг
AWG при 60 градусах Цельсия при 75 градусах Цельсия при 90 градусах Цельсия
20 * 9 * 12.5
19 * 13 18
16 * 18 24
14 25 30 35
12 30 35 40
10 40 50 55
8 60 70 80
6 80 95 105
4 105 125 140
2 140 170 190
1 165 195 220
1/0 195 230 260
2/0 225 265 300
3/0 260 310 350
4/0 300 360 405

* = оценочные значения; как правило, провода малого диаметра не производятся с изоляцией такого типа

Обратите внимание на существенные различия в допустимой нагрузке между проводами одинакового сечения с разными типами изоляции.Это связано, опять же, с тепловыми пределами (60 °, 75 °, 90 °) каждого типа изоляционного материала.

Эти значения допустимой нагрузки даны для медных проводов в «свободном воздухе» (максимальная типичная циркуляция воздуха), в отличие от проводов, помещенных в кабелепровод или лотки для проводов. Как вы заметите, в таблице не указаны значения силы тока для проводов малого диаметра. Это связано с тем, что NEC занимается в первую очередь силовой проводкой (большие токи, большие провода), а не проводами, обычными для слаботочных электронных устройств.

Последовательности букв, используемые для обозначения типов проводников, имеют значение, и эти буквы обычно относятся к свойствам изолирующего слоя (слоев) проводника. Некоторые из этих букв символизируют индивидуальные свойства провода, а другие — просто аббревиатуры. Например, буква «Т» сама по себе означает «термопластик» в качестве изоляционного материала, как в «TW» или «THHN». Однако трехбуквенная комбинация «MTW» является аббревиатурой для Machine Tool Wire , типа провода, изоляция которого сделана так, чтобы быть гибкой для использования в машинах, испытывающих значительное движение или вибрацию.

Изоляционный материал

  • C = Хлопок
  • FEP = фторированный этиленпропилен
  • MI = Минерал (оксид магния)
  • PFA = перфторалкокси
  • R = резина (иногда неопрен)
  • S = силиконовая «резина»
  • SA = силикон-асбест
  • T = термопласт
  • TA = Термопласт-асбест
  • TFE = политетрафторэтилен («тефлон»)
  • X = сшитый синтетический полимер
  • Z = модифицированный этилентетрафторэтилен

Тепловая нагрузка

  • H = 75 градусов Цельсия
  • HH = 90 градусов Цельсия

Наружное покрытие («Оболочка»)

Особые условия обслуживания

  • U = Подземный
  • Вт = мокрый
  • -2 = 90 градусов Цельсия и влажный

Следовательно, проводник «THWN» имеет изоляцию из термопласта T , устойчив к потреблению влаги H при температуре 75 ° C, рассчитан на W, и другие условия и поставляется с внешней оболочкой из илона N .

Подобные буквенные коды используются только для проводов общего назначения, например, используемых в домашних условиях и на предприятиях. Для приложений с высокой мощностью и / или тяжелых условий эксплуатации сложность технологии проводов не поддается классификации по нескольким буквенным кодам. Проводники воздушных линий электропередачи обычно изготавливаются из чистого металла и подвешиваются к опорам с помощью стеклянных, фарфоровых или керамических опор, известных как изоляторы. Даже в этом случае фактическая конструкция провода, способного выдерживать физические нагрузки, как статические (собственный вес), так и динамические (ветер) нагрузки, может быть сложной, с несколькими слоями и разными типами металлов, намотанными вместе, чтобы сформировать единый проводник.Большие подземные силовые провода иногда изолируются бумагой, а затем заключаются в стальную трубу, заполненную сжатым азотом или маслом, чтобы предотвратить проникновение воды. Такие проводники требуют вспомогательного оборудования для поддержания давления жидкости по всей трубе.

Другие изоляционные материалы находят применение в малых масштабах. Например, провод небольшого диаметра, используемый для изготовления электромагнитов (катушек, создающих магнитное поле из потока электронов), часто изолируют тонким слоем эмали.Эмаль является прекрасным изоляционным материалом и очень тонкая, что позволяет наматывать множество «витков» проволоки на небольшом пространстве.

  • Сопротивление провода создает тепло в рабочих цепях. Это тепло представляет собой потенциальную опасность возгорания.
  • Тонкие провода имеют более низкий допустимый ток («допустимую нагрузку»), чем толстые провода, из-за их большего сопротивления на единицу длины и, следовательно, большего тепловыделения на единицу тока.
  • Национальный электротехнический кодекс (NEC) определяет допустимую силу тока для силовой проводки в зависимости от допустимой температуры изоляции и применения проводов.

Расчет сопротивления проводов

Номинальная допустимая нагрузка проводника — это грубая оценка сопротивления, основанная на потенциальной опасности возникновения пожара по току. Однако мы можем столкнуться с ситуациями, когда падение напряжения, вызванное сопротивлением проводов в цепи, вызывает другие проблемы, кроме предотвращения возгорания. Например, мы можем проектировать схему, в которой напряжение на компоненте является критическим и не должно опускаться ниже определенного предела. В этом случае падение напряжения из-за сопротивления проводов может вызвать технические проблемы, будучи в пределах безопасных (пожарных) пределов допустимой нагрузки:

Если нагрузка в приведенной выше схеме не выдерживает напряжения ниже 220 В при напряжении источника 230 В, тогда нам лучше убедиться, что проводка не упадет более чем на 10 вольт по пути.Если подсчитать как питающие, так и обратные проводники этой цепи, это оставляет максимально допустимое падение в 5 вольт по длине каждого провода. Используя закон Ома (R = E / I), мы можем определить максимально допустимое сопротивление для каждого отрезка провода:

[латекс] R = \ frac {E} {I} [/ латекс]

[латекс] = \ frac {5V} {25A} [/ латекс]

[латекс] R = 0,2 Ом [/ латекс]

Мы знаем, что длина каждого куска провода составляет 2300 футов, но как определить величину сопротивления для определенного размера и длины провода? Для этого нам понадобится другая формула:

[латекс] \ tag {11.2} \ text {R} = \ rho \ ell / \ text {A} [/ latex]

Эта формула связывает сопротивление проводника с его удельным сопротивлением (греческая буква «ро» (ρ), которая похожа на строчную букву «p»), его длиной («l») и поперечным сечением. площадь сечения («А»). Обратите внимание, что с переменной длины в верхней части дроби значение сопротивления увеличивается по мере увеличения длины (аналогия: труднее протолкнуть жидкость через длинную трубу, чем через короткую) и уменьшается по мере увеличения площади поперечного сечения ( аналогия: жидкость легче течет по толстой трубе, чем по тонкой).Удельное сопротивление является константой для типа рассчитываемого материала проводника.

Удельное сопротивление нескольких проводящих материалов можно найти в следующей таблице. Внизу таблицы мы находим медь, уступающую только серебру по низкому удельному сопротивлению (хорошей проводимости):

Таблица 11.3 Удельное сопротивление при 20 градусах Цельсия

Материал Элемент / сплав (Ом-смил / фут) (мкОм-см)
Нихром Сплав 675 112.2
Нихром V Сплав 650 108,1
Манганин Сплав 290 48,21
Константан Сплав 272,97 45,38
Сталь * Сплав 100 16,62
Платина Элемент 63,16 10,5
Утюг Элемент 57.81 9,61
Никель Элемент 41,69 6,93
цинк Элемент 35,49 5,90
молибден Элемент 32,12 5,34
Вольфрам Элемент 31,76 5,28
Алюминий Элемент 15,94 2.650
Золото Элемент 13,32 2,214
Медь Элемент 10,09 1,678
Серебро Элемент 9,546 1,587

* = Стальной сплав с содержанием железа 99,5%, углерода 0,5%

Обратите внимание, что значения удельного сопротивления в приведенной выше таблице даны в очень странной единице «Ом-см-мил / фут» (Ом-см-мил / фут). Эта единица указывает, какие единицы мы должны использовать в формуле сопротивления ( [латекс] \ text {R} = \ rho \ ell / \ text {A} [/ latex]).В этом случае эти значения удельного сопротивления предназначены для использования, когда длина измеряется в футах, а площадь поперечного сечения измеряется в круглых милах.

Метрической единицей измерения удельного сопротивления является ом-метр (Ом-м) или ом-сантиметр (Ом-см), при этом 1,66243 x 10 -9 Ом-метров на Ом-см-мил / фут (1,66243 x 10 -7 Ом-см на Ом-см-дюйм). В столбце таблицы Ом-см цифры фактически масштабированы как мкОм-см из-за их очень малых величин. Например, железо указано как 9.61 мкОм-см, что можно представить как 9,61 x 10 -6 Ом-см.

При использовании единицы измерения удельного сопротивления Ом-метр в формуле [латекс] \ text {R} = \ rho \ ell / \ text {A} [/ latex] длина должна быть в метрах, а площадь — в квадратные метры. При использовании единицы Ом-сантиметр (Ом-см) в той же формуле длина должна быть в сантиметрах, а площадь — в квадратных сантиметрах.

Все эти единицы измерения удельного сопротивления действительны для любого материала (Ом-см / фут, Ом-м или Ом-см).Однако можно предпочесть использовать Ом-см-мил / фут при работе с круглым проводом, площадь поперечного сечения которого уже известна в круглых милах. И наоборот, при работе с шиной нестандартной формы или изготовленной по индивидуальному заказу шиной, вырезанной из металлического материала, где известны только линейные размеры длины, ширины и высоты, более подходящими могут быть единицы измерения удельного сопротивления Ом-метр или Ом-см.

Возвращаясь к нашей примерной схеме, мы искали провод с сопротивлением 0,2 Ом или меньше на длине 2300 футов.Предполагая, что мы собираемся использовать медный провод (самый распространенный тип производимого электрического провода), мы можем настроить нашу формулу следующим образом:

[латекс] R = ρ \ frac {e} {A} [/ латекс]

Решение для области (A):

[латекс] A = ρ \ frac {e} {R} [/ латекс]

[латекс] = (10,09 Ом-см / фут) (\ frac {2300feet} {0,2 Ом}) [/ латекс]

[латекс] = 116 035 см [/ латекс]

Алгебраически решая относительно A, мы получаем значение 116035 круговых милов.Ссылаясь на нашу таблицу размеров сплошных проводов, мы обнаруживаем, что проволока «двойной длины» (2/0) с длиной 133 100 см является достаточной, в то время как следующий меньший размер, «одинарная проводка» (1/0) с длиной 105 500 см слишком мала. . Имейте в виду, что ток в нашей цепи составляет скромные 25 ампер. Согласно нашей таблице допустимой токовой нагрузки для медных проводов на открытом воздухе, достаточно было бы провода калибра 14 (что касается , а не , вызывающего пожар). Однако с точки зрения падения напряжения провод 14 калибра был бы очень неприемлемым.

Ради интереса, давайте посмотрим, как провод 14 калибра повлияет на характеристики нашей силовой цепи. Глядя на нашу таблицу размеров проводов, мы обнаруживаем, что проволока калибра 14 имеет площадь поперечного сечения 4 107 круглых милов. Если мы по-прежнему используем медь в качестве материала для проволоки (хороший выбор, если только мы не действительно богаты и не можем позволить себе 4600 футов серебряной проволоки 14 калибра!), То наше удельное сопротивление все равно будет 10,09 Ом-см · дюйм / фут. :

[латекс] R = ρ \ frac {e} {A} [/ латекс]

[латекс] = (10.09 Ом-см / фут) (\ frac {2300feet} {4107}) [/ латекс]

[латекс] = 5,651 Ом [/ латекс]

Помните, что это 5,651 Ом на 2300 футов медного провода калибра 14, и что у нас есть два участка по 2300 футов во всей цепи, поэтому каждый кусок провода в цепи имеет сопротивление 5,651 Ом:

Общее сопротивление проводов нашей схемы составляет 2 раза 5,651 или 11,301 Ом. К сожалению, это намного больше, чем сопротивление, чтобы обеспечить ток в 25 ампер при напряжении источника 230 вольт.Даже если бы сопротивление нагрузки было 0 Ом, сопротивление нашей проводки 11,301 Ом ограничило бы ток цепи до 20,352 ампер! Как видите, «небольшое» сопротивление провода может иметь большое значение в характеристиках схемы, особенно в силовых цепях, где токи намного выше, чем обычно встречаются в электронных схемах.

Давайте рассмотрим пример проблемы сопротивления для отрезка сборной шины, изготовленной по индивидуальному заказу. Предположим, у нас есть кусок сплошного алюминиевого стержня шириной 4 см, высотой 3 см и длиной 125 см, и мы хотим рассчитать сквозное сопротивление по длине (125 см).2}) [/ латекс]

[латекс] = 27,604 мкОм [/ латекс]

Как вы можете видеть, абсолютная толщина шины обеспечивает очень низкое сопротивление по сравнению со стандартными размерами проводов, даже при использовании материала с большим удельным сопротивлением.

Процедура определения сопротивления шины принципиально не отличается от процедуры определения сопротивления круглого провода. Нам просто нужно убедиться, что площадь поперечного сечения рассчитана правильно и что все единицы соответствуют друг другу, как должны.

  • Сопротивление проводника увеличивается с увеличением длины и уменьшается с увеличением площади поперечного сечения, при прочих равных условиях.
  • Удельное сопротивление («ρ») — это свойство любого проводящего материала, показатель, используемый для определения сквозного сопротивления проводника данной длины и площади в этой формуле: R = ρl / A
  • Удельное сопротивление материалов указывается в единицах Ом-см / фут или Ом-метр (метрическая система). Коэффициент преобразования между этими двумя единицами равен 1.66243 x 10 -9 Ом-метров на Ом-см-дюйм / фут или 1,66243 x 10 -7 Ом-см на Ом-см-дюйм / фут.
  • Если падение напряжения в цепи критично, необходимо произвести точный расчет сопротивления проводов до выбора сечения проводов.

Вы могли заметить в таблице удельных сопротивлений, что все значения указаны для температуры 20 ° C. Если вы подозревали, что это означает, что удельное сопротивление материала может изменяться с температурой, вы были правы!

Значения сопротивления проводов при любой температуре, отличной от стандартной (обычно указываемой на уровне 20 Цельсия) в таблице удельного сопротивления, должны определяться по еще одной формуле:

[латекс] R = R_ {ref} [1 + α (T-T_ {ref})] \ tag {11.3} [/ латекс]

Где,

[латекс] R = \ text {Сопротивление проводимости при температуре «T»} [/ латекс]

[латекс] R_ {ref} = \ text {Сопротивление проводимости при эталонной температуре} [/ латекс]

[латекс] T_ {ref} = \ text {обычно} 20 ° C \ text {, но иногда} 0 ° C [/ латекс]

[латекс] α = \ text {Температурный коэффициент сопротивления материала проводника} [/ латекс]

[латекс] \ text {T = Температура проводника в градусах Цельсия} [/ латекс]

[латекс] T_ {ref} = \ text {Эталонная температура, указанная для проводника α} [/ latex]

Константа «альфа» (α) известна как температурный коэффициент сопротивления и символизирует коэффициент изменения сопротивления на градус изменения температуры.Так же, как все материалы имеют определенное удельное сопротивление (при 20 ° C), они также изменяют сопротивление в зависимости от температуры на определенную величину. Для чистых металлов этот коэффициент является положительным числом, что означает, что сопротивление увеличивается на с повышением температуры. Для элементов углерода, кремния и германия этот коэффициент является отрицательным числом, что означает, что сопротивление уменьшается на с повышением температуры. Для некоторых металлических сплавов температурный коэффициент сопротивления очень близок к нулю, что означает, что сопротивление практически не изменяется при изменении температуры (хорошее свойство, если вы хотите построить прецизионный резистор из металлической проволоки!).В следующей таблице приведены температурные коэффициенты сопротивления для нескольких распространенных металлов, как чистых, так и легированных:

Таблица 11.4 Температурные коэффициенты сопротивления при 20 градусах Цельсия

Материал Элемент / сплав «альфа» на градус Цельсия
Никель Элемент 0,005866
Утюг Элемент 0,005671
молибден Элемент 0.004579
Вольфрам Элемент 0,004403
Алюминий Элемент 0,004308
Медь Элемент 0,004041
Серебро Элемент 0,003819
Платина Элемент 0,003729
Золото Элемент 0,003715
цинк Элемент 0.003847
Сталь * Сплав 0,003
Нихром Сплав 0,00017
Нихром V Сплав 0,00013
Манганин Сплав +/- 0,000015
Константан Сплав -0,000074

* = Стальной сплав с содержанием железа 99,5%, углерода 0,5% тыс.

Давайте посмотрим на пример схемы, чтобы увидеть, как температура может повлиять на сопротивление провода и, следовательно, на характеристики схемы:

Эта цепь имеет полное сопротивление проводов (провод 1 + провод 2) 30 Ом при стандартной температуре.Составив таблицу значений напряжения, тока и сопротивления получаем:

При 20 ° C мы получаем 12,5 В на нагрузке и всего 1,5 В (0,75 + 0,75) падаем на сопротивление провода. Если бы температура поднялась до 35 ° по Цельсию, мы могли бы легко определить изменение сопротивления для каждого отрезка провода. Предполагая использование медной проволоки (α = 0,004041), получаем:

[латекс] R = R_ {ref} [1 + α (T-T_ {ref})] [/ латекс]

[латекс] = (15 Ом) [1 + 0.004041 (35 ° -20 °)] [/ латекс]

[латекс] = 15,909 Ом [/ латекс]

Пересчитав значения нашей схемы, мы увидим, какие изменения принесет это повышение температуры:

Как видите, в результате повышения температуры напряжение на нагрузке упало (с 12,5 В до 12,42 В), а на проводах увеличилось (с 0,75 В до 0,79 В). Хотя изменения могут показаться незначительными, они могут быть значительными для линий электропередач, протянувшихся на несколько километров между электростанциями и подстанциями, подстанциями и нагрузками.Фактически, электроэнергетические компании часто должны учитывать изменения сопротивления линии в результате сезонных колебаний температуры при расчете допустимой нагрузки системы.

  • Большинство проводящих материалов изменяют удельное сопротивление при изменении температуры. Вот почему значения удельного сопротивления всегда указываются для стандартной температуры (обычно 20 или 25 ° C).
  • Коэффициент изменения сопротивления на градус Цельсия при изменении температуры называется температурным коэффициентом сопротивления .Этот коэффициент представлен греческой строчной буквой «альфа» (α).
  • Положительный коэффициент для материала означает, что его сопротивление увеличивается с повышением температуры. Чистые металлы обычно имеют положительный температурный коэффициент сопротивления. Коэффициенты, приближающиеся к нулю, могут быть получены путем легирования некоторых металлов.
  • Отрицательный коэффициент для материала означает, что его сопротивление уменьшается с повышением температуры. Полупроводниковые материалы (углерод, кремний, германий) обычно имеют отрицательные температурные коэффициенты сопротивления.

Атомы в изоляционных материалах имеют очень плотно связанные электроны, очень хорошо сопротивляющиеся свободному потоку электронов. Однако изоляторы не могут выдерживать неопределенное количество напряжения. При наличии достаточного напряжения любой изолирующий материал в конечном итоге поддастся электрическому «давлению», и тогда возникнет ток. Однако, в отличие от ситуации с проводниками, где ток линейно пропорционален приложенному напряжению (при фиксированном сопротивлении), ток через изолятор весьма нелинейен: при напряжениях ниже определенного порога ток практически не протекает, но если приложенное напряжение превышает это пороговое напряжение (известное как напряжение пробоя или диэлектрическая прочность ), будет прилив тока.

Диэлектрическая прочность — это напряжение, необходимое для пробоя диэлектрика , то есть для проталкивания тока через изолирующий материал. После пробоя диэлектрика материал может больше вести себя как изолятор, а может и не вести себя, поскольку молекулярная структура изменилась из-за нарушения. Обычно происходит локальный «прокол» изолирующей среды, по которому при пробое протекал ток.

Толщина изоляционного материала играет роль в определении его напряжения пробоя.Удельная диэлектрическая прочность иногда указывается в вольтах на мил (1/1000 дюйма) или киловольтах на дюйм (эти две единицы эквивалентны), но на практике было обнаружено, что связь между напряжением пробоя и толщиной не существует. точно линейный. Изолятор в три раза толще имеет электрическую прочность чуть менее чем в три раза. Однако для приблизительной оценки допустимы значения вольт на толщину.

Материал * Диэлектрическая прочность (кВ / дюйм)
Вакуум 20
Воздух от 20 до 75
Фарфор от 40 до 200
Парафиновый воск от 200 до 300
Трансформаторное масло 400
Бакелит от 300 до 550
Резина от 450 до 700
Шеллак 900
Бумага 1250
Тефлон 1500
Стекло от 2000 до 3000
Слюда 5000

* = Перечисленные материалы специально подготовлены для использования с электричеством.

  • При достаточно высоком приложенном напряжении электроны могут быть освобождены от атомов изоляционных материалов, в результате чего через этот материал будет протекать ток.
  • Минимальное напряжение, необходимое для «разрушения» изолятора путем пропускания через него тока, называется напряжением пробоя или диэлектрической прочностью .
  • Чем толще кусок изоляционного материала, тем выше напряжение пробоя при прочих равных условиях.
  • Удельная диэлектрическая прочность обычно измеряется в одной из двух эквивалентных единиц: вольт на мил или киловольт на дюйм.

Важность трехмерной точности реконструкции коронарной артерии при вычислении виртуального резерва фракционного кровотока по данным инвазивной ангиографии

Дизайн исследования

Исследование было проведено в Университете Шеффилда и в Кардиоторакальном центре Южного Йоркшира при Учебных больницах Шеффилда (STH) Фонд NHS Trust, и был одобрен региональным институциональным наблюдательным советом. Исследование было проведено в соответствии со всеми соответствующими руководящими принципами и правилами исследований и разработок.Участвующие пациенты дали информированное согласие. Во-первых, мы разработали метод трехмерной реконструкции КА. Затем точность этого метода реконструкции была подтверждена с использованием фантомных артериальных моделей, которые были визуализированы с помощью СА в соответствии со стандартными протоколами клинической визуализации, а затем реконструированы. Затем геометрия (подобие поверхности, осевая линия и диаметр) реконструкции сравнивалась с известной геометрией фантомных моделей. Этот шаг подтвердил геометрическую точность метода реконструкции.Затем мы применили моделирование вычислительной гидродинамики (CFD) к справочным файлам (файлам, из которых фантомы были напечатаны в 3D) и к реконструированным артериям, чтобы предсказать vFFR. Сравнивая результаты vFFR, мы смогли количественно оценить количество ошибок vFFR, связанных непосредственно с методом реконструкции. Сводная блок-схема, иллюстрирующая план исследования, показана на рис. 1. Подробное объяснение следует ниже .

Рисунок 1

Блок-схема, демонстрирующая экспериментальные модели фантомных артерий, клиническую визуализацию, трехмерную реконструкцию, валидацию, моделирование и анализ vFFR.

Реконструкция трехмерной анатомии коронарных артерий на основе коронарной ангиографии

Были выбраны две ангиографические проекции, разнесенные на ≥ 30 °, что обеспечивало оптимальную визуализацию артерии и стеноза во время конечной диастолы, на что указывает встроенное программное обеспечение стробирования ЭКГ. Выбор изображения действительно влияет на результаты vFFR, и недавно был опубликован протокол клинической визуализации и соответствующий выбор изображений 4,12 . Центральные линии артерий в каждой из двух ангиографических проекций рассчитывались автоматически.Центральная линия в первой проекции была разбита на серию точек, и были вычислены эпиполярные линии каждой точки во второй проекции. Каждая соответствующая точка во второй проекции была вычислена на пересечении эпиполярной линии с центральной линией во второй проекции. Затем трехмерные координаты каждой точки были вычислены из соответствующих проекционных координат. Диаметр сосуда в каждой проекции был рассчитан на основе автоматического определения градиента ограничения с ручной корректировкой, где это необходимо (перекрывающиеся сосуды или точки ветвления).Трехмерная реконструкция просвета предполагала наличие осесимметричного сосуда со средним диаметром из двух проекций. В лаборатории катетеризации обычно повторно центрируют интересующую область путем перемещения стола между проекциями. Отслеживание этих движений не универсально, существуют и другие источники движения, включая сердечное и дыхательное движение пациента. Выявлены три точки соответствия в каждой из двух проекций (обычно бифуркации). Используя эти точки и линейный процесс оптимизации по методу наименьших квадратов, были компенсированы перемещения таблицы и другие перемещения.Затем были вычислены эпиполярные линии во второй проекции с учетом вычисленного сдвига стола, и реконструкция продолжилась, как и раньше. Поверхности артерий были рассчитаны и представлены в виде набора треугольных элементов в формате STL.

Создание моделей коронарного фантома

Были созданы два типа моделей артериального фантома. Для оценки точности метода восстановления диаметра сосудов, особенно в области стеноза (минимальный диаметр просвета), были созданы фантомные модели из 3.Алюминиевые стержни диаметром 2 мм, которые были изогнуты для имитации контура эпикардиальной поверхности. Концентрические и эксцентрические стенозы изготавливались вручную. Семь искусственно изготовленных стенозов представляли анатомически легкое, умеренное и тяжелое заболевание, в пределах от 44,7 до 77,2% стенозов в диаметре (дополнительная таблица S1). Алюминиевые стержни были выбраны потому, что, в отличие от моделей, напечатанных на 3D-принтере, они были достаточно прочными, чтобы сохранять форму и целостность даже при серьезных стенозах. Измерения диаметра производились с помощью высокоточного цифрового штангенциркуля (Mitutoyo, KA, Япония) как среднее значение трех измерений.Второй тип фантомов был напечатан на 3D-принтере с использованием в качестве основы CA пациентов с хроническими коронарными синдромами, у которых также измерялась FFR. Эти твердые фантомные модели использовались для оценки точности общей топографии поверхности реконструкции. Они были основаны на ангиограммах пациентов с хроническими коронарными синдромами, средний возраст 66 лет, которые оценивались на предмет ЧКВ под руководством FFR. Три модели левой и три правой разветвленных коронарных артерий (LCA, RCA) были напечатаны с использованием стереолитографии (3D-принтер Rep Rap X400 PRO) в полимолочной кислоте (PLA), легированной нержавеющей сталью, чтобы имитировать радиоплотность сосудов с контрастным наполнением при визуализации CA.Шесть моделей включали в общей сложности 15 отдельных ветвей, которые анализировались отдельно, как это обычно бывает клинически и физиологически.

Ангиографическая визуализация

Все модели фантомов прошли обычную коронарную ангиографию (многоплоскостная двухмерная съемка, Philips Azurion, Philips Healthcare, Нидерланды) в соответствии со стандартным клиническим протоколом. Каждую модель фантома поднимали на высоту сердца пациента и помещали и удерживали в анатомической ориентации на столе катетерической лаборатории.Консультант-кардиолог и суперинтендант-рентгенолог были проинструктированы изобразить модель так, как если бы она выполняла клинический случай, обеспечивая перемещение стола и панорамирование в плоскостях x, y и z. Углы проецирования ВСА включали ЛАО, РАО и ЛАО-краниальный. Углы проекции для LCA включали LAO-каудальный, PA-каудальный, RAO-каудальный, LAO-краниальный, PA-краниальный и RAO-краниальный (дополнительная таблица S2). Изображения были экспортированы в формате Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM). Каждую модель фантома подвергали трем отдельным ангиограммным исследованиям.Соотношение пиксель: мм для ангиографической системы Philips составляло 1 пиксель = 0,314 мм.

Обеспечение рентгенографической реалистичности фантомных моделей

Чтобы гарантировать рентгенологическую реалистичность моделей фантомов при ангиографической визуализации, мы взяли пробы радиоплотности необработанных изображений CA (значение шкалы серого в пикселях, MATLAB, MathWorks Inc) через десять равноудаленных интервалов по длине. основного сосуда каждого типа фантома (ангиограммы металлических и 3D-печатных моделей). Их сравнивали с аналогичным количеством точек отбора проб (всего n = 90 точек) из главного сосуда на коронарной ангиограмме пациента, чтобы можно было провести сравнение.Различия сравнивали с помощью однофакторного дисперсионного анализа.

Точность процесса 3D-печати и справочные файлы

Наша проверка основывалась на том, что напечатанные на 3D-принтере фантомные модели являются истинным подобием файлов, из которых они были напечатаны, поскольку эти справочные файлы были эталоном сравнения. Чтобы оценить это, модели фантомов были отображены на 320-срезовом сканере компьютерной томографии (КТ) (Aquilion Genesis, Toshiba Medical Systems, Япония) в STH. 3D-рендеринг геометрии был извлечен с помощью программного обеспечения Materialise Mimics (Materialise, Бельгия) и сравнен с эталонными файлами, из которых они были напечатаны, путем вычисления глобального расстояния Хаусдорфа в MeshLab (Исследовательский центр ISTI-CNR, Италия, v2019, https: // www. .meshlab.net/). Это был важный и дополнительный анализ, потому что он подтвердил, что наш компаратор достоверной информации, то есть эталонные файлы, используемые для 3D-печати фантомов, действительно идентичны фантомным моделям. Этот анализ (1) подтвердил точность процесса 3D-печати и (2) подтвердил, что наш метод проверки (сравнение реконструкций с файлами печати) был подходящим.

Проверка метода реконструкции

Воспроизводимость метода (наилучшая достижимая точность)

Было важно понять величину внутренней ошибки, связанной с самим методом сравнения, т.е.е. наивысшая достижимая точность. Чтобы оценить это, мы сравнили каждый трехмерный эталонный файл с самим собой в MeshLab и измерили глобальное расстояние Хаусдорфа между двумя поверхностями. Теоретически сравнение двух идентичных поверхностей должно привести к расстоянию Хаусдорфа, близкому или равному нулю. Этот анализ продемонстрировал наилучшее достижимое расстояние Хаусдорфа и ошибку, присущую методу выборки в программном обеспечении MeshLab.

Точность минимального диаметра просвета

Реконструированные поверхности стенозированных (металлических) фантомов были импортированы в MeshLab для 3D-визуализации.Диаметры нестенозированных и стенозированных областей были получены из исходных данных центральной линии реконструкций. Эти измерения сравнивали с минимальным диаметром просвета фантома (MLD), который представлял собой среднее значение трех показаний, измеренных цифровым штангенциркулем в точке максимального стеноза. Трехмерные реконструированные значения MLD были приняты за единичное показание наименьшего радиуса.

Точность топографии просветной поверхности

Каждая реконструированная поверхность 3D-печатных моделей для конкретных пациентов была импортирована в MeshLab вместе с соответствующей эталонной поверхностью (с которой соответствующая фантомная модель была напечатана на 3D-принтере).Реконструированная и опорная геометрия оптимально совмещены в трехмерном пространстве. Чтобы обеспечить максимальное наложение и избежать ошибок, вносимых несовершенным ручным позиционированием, использовался сценарий оптимизации (MATLAB, MathWorks). Сходство между трехмерными поверхностями было определено количественно и вычислено глобальное расстояние Хаусдорфа. Расстояние Хаусдорфа объективно определяет количественно разницу между двумя геометриями, измеряя их взаимную близость и измеряя максимальное расстояние между соответствующими точками одной геометрии (реконструированная поверхность) относительно другой (эталонная геометрия).Мы сообщаем минимальные, максимальные и среднеквадратичные измерения Хаусдорфа. Этот анализ топографии поверхности просвета также служил подтверждением точности реконструкции осевой линии сосуда, поскольку последняя зависит от первой.

Оценка величины ошибки в вычисленном vFFR, возникающей в результате метода реконструкции 3D CA

Реконструированные и опорные поверхности были импортированы в ANSYS Fluent (ANSYS Inc, Canonsburg, PA) для создания трехмерной объемной сетки для поддержки вычислительной гидродинамики (CFD) моделирование FFR.В парных образцах использовались идентичные граничные условия, чтобы обеспечить точное сопоставление. Граничные условия представляли коронарное микрососудистое сопротивление и были основаны на данных о населении. Виртуальный FFR (vFFR) был вычислен с использованием программного обеспечения VIRTUheart ™ (Университет Шеффилда, Великобритания, virtuheart.com, v1.0 (2018)), которое выводит коэффициент транслезионного давления из моделирования вычислительной гидродинамики (CFD), основанного на решении 3D форма уравнений Навье-Стокса. Использовались идентификационные граничные условия.Таким образом, любое различие в результатах vFFR должно было возникать только из-за ошибок в методе реконструирования 3D CA. Дополнительные подробности метода CFD подробно описаны в другом месте 8 . Затем сравнивались результаты вычислений FFR для соответствующих поверхностей. Для подтверждения этой оценки все сосуды были визуализированы и реконструированы три раза.

Статистический анализ

Трехмерная точность реконструированных геометрий была оценена путем сравнения расстояний Хаусдорфа реконструированных геометрических фигур с расстояниями для эталонного стандарта, представленных как среднее значение, стандартное отклонение (SD) и 95% доверительный интервал.Точность реконструированного стеноза оценивалась путем сравнения измеренных и реконструированных измерений стеноза, выраженных как расстояния (мм) и как процент от опорного диаметра сосуда (процент стеноза). Согласие между экспериментальной и эталонной vFFR оценивалось путем анализа коэффициента корреляции согласованности Лина (CCC), который (в отличие от коэффициента Пирсона) сообщает о ковариационном соответствии и двух переменных с линией корреляции, проходящей через ноль и крутизной 1.0. Графики Бланда – Альтмана были построены, чтобы показать различия между значениями vFFR из реконструированных и эталонных файлов. Абсолютное смещение и пределы согласия (± 1,96 SD) были рассчитаны 7 . Статистический анализ выполнялся с использованием SPSS (v25: IBM Analytics, Армонк, Нью-Йорк, США).

Этическое одобрение

Проект был одобрен местными и региональными советами по этике.

Первый трейлер «Энканто» Диснея — это намного больше, чем семейная драма

Это кажется вполне нормальным явлением в Casa Madrigal.Изображение: Disney

Когда мы в последний раз взглянули на предстоящий фильм Disney Encanto , мы встретили Мадригалов, волшебный дом, который дал колумбийской семье из разных поколений их уникальные суперсилы, и Мирабель ( Brooklyn 99 , Стефани Беатрис), одинокий член Мадригала, который так и не получил подарка. Это выглядело великолепно, но несколько прямолинейно, но этот новый трейлер показывает, что Encanto совсем не то.

Серьезно, этот фильм выглядит совершенно диким. В предыдущем трейлере-тизере мы в основном получили подразумеваемое послание фильма, которое состоит в том, что вам не нужно быть «особенным», чтобы быть особенным, что очень воодушевляет. Но сегодняшний полный трейлер показывает, что Casa Madrigal (который был создан волшебной свечой!) Разваливается и теряет свою магию по какой-то загадочной причине, которую 15-летняя Мирабель намеревается обнаружить и исправить. Каким-то образом это путешествие включает в себя опасное свешивание со скал, восхождение на мистические горы и, что самое страшное, борьбу с тем, что выглядит как рифф на Цербере, трехголовой собаке, охраняющей врата ада в греческих мифах? (Если в колумбийской мифологии есть трехголовый пес, который, как мне кажется, существует, мои навыки Google не могут его найти.Извинения!)

Сегодня также было объявлено, что актер Джон Легуизамо был добавлен к голосу дяди Бруно, который ненадолго появляется в трейлере, чтобы сказать Мирабель, что судьба семьи — это ее ответственность. Он присоединяется к Марии Сесилии Ботеро в роли бабушки Мирабель Альмы; Энджи Сепеда и Уилмер Вальдеррама в роли родителей Мирабель, Джульетты и Агустина; и Дум Патруль Дайан Герерро и Джессика Дэрроу в роли сестер Мирабель, Изабелы и Луизы. Режиссер Encanto — Байрон Ховард, который также снял замечательные Zootopia и Tangled для Диснея, вместе с со-режиссером Zootopia Джаредом Бушем и Смерть Евы Софии Вальдес сценаристом Чариз Кастро Смит. последний из которых также написал сценарий.Практически неизвестный, но многообещающий композитор Лин-Мануэль Миранда написал несколько новых песен для фильма, в том числе рэп для Легуизамо.

Это второе партнерство композитора с Disney после Moana , но его работа над Encanto отличается. «Самая большая разница в том, что я могла быть как бы с первого этажа», — сказала Миранда io9 в прошлом году. «С Моана я был вроде последнего нанятого парня. И они действительно потратили пару лет на разработку истории, прежде чем я начал над ней работать.”

Премьера Encanto состоится 24 ноября в кинотеатрах.


Хотите знать, куда делся наш RSS-канал? Вы можете забрать новый здесь .

G / O Media может получить комиссию

3 смежных дома / PONT12 architectes

3 смежных дома / PONT12 architectes

© Matthieu Gafsou

+ 30

ShareShare
  • 9276

    Twitter

  • Pinterest

  • Whatsapp

  • Почта

Или

https: // www.archdaily.com/968920/3-attached-houses-pont12-architectes © Matthieu Gafsou

Текстовое описание предоставлено архитекторами. 3 пристроенных дома заменяют виллу 1950-х годов в жилом районе с видом на Лозанну. Проект максимально использует потенциал участков для уплотнения, заботясь, благодаря своей форме и материальности, вписаться в пригородный и зеленый контекст.

© Matthieu Gafsou

Выступы в плане и в поперечном сечении уменьшают масштаб и усиливают домашнюю атмосферу комплекса.Они создают террасы, которые расширяют жилые комнаты и умножают ориентации, в частности, зазор на запад для дома посередине.

© Matthieu Gafsou План первого этажа © Matthieu Gafsou

Пластичность объема и композиция фасадов интригуют, размывая традиционное типологическое прочтение трех соседних домов. Типологическая оригинальность заключается в другом: проект обходится без нормативного мансардного этажа и распределяет максимальную возводимую площадь на два более щедрых уровня в пользу панорамной плоской крыши.

© Matthieu Gafsou © Matthieu Gafsou

Материалы остаются сырыми и сведены к минимуму: открытый бетон внутри, дерево снаружи. Атмосфера и богатство проекта достигаются за счет сборки и обработки этих материалов: бетонные выложенные стены, отшлифованные плиты, обнажающие агрегаты, тщательно спроектированная облицовка фасада, пересматривающая традиционный вертикальный бардаж.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *