Требования к сопротивлению заземления: Сопротивление заземления

Содержание

Сопротивление заземления

Сопротивление заземления (сопротивление растеканию электрического тока) определяется как величина «противодействия» растеканию электрического тока в земле, поступающего в неё через заземлитель.

Измеряется в Ом и должно иметь минимально низкое значение. Идеальный случай — нулевая величина, что означает отсутствие какого-либо сопротивления при пропускании «вредных» электротоков, что гарантирует их ПОЛНОЕ поглощение землей.

Так как идеала достигнуть невозможно, все электрооборудование и электроника создаются исходя из некоторых нормированных величин сопротивления заземления = 60, 30, 15, 10, 8, 4, 2, 1 и 0,5 Ом.

  • для частных домов, с подключением к электросети 220 Вольт / 380 Вольт необходимо иметь локальное заземление с рекомендованным сопротивлением не более 30 Ом

    При подключении локального заземления к нейтрали трансформатора / генератора в системе TN суммарное сопротивление заземления (локального + всех повторных + заземления трансформатора / генератора) должно быть не более 4 Ом (ПУЭ 1. 7.101). Данное условие выполняется без каких-либо дополнительных мероприятий при правильном заземлении источника тока (трансформатора либо генератора)

Подробнее об этом на странице «Заземление дома».

  • при подключении газопровода к дому должно выполняться стандартное требование для заземления дома. Однако из-за использования опасного оборудования необходимо выполнять локальное заземление с сопротивлением не более 10 Ом
    (ПУЭ 1.7.103; для всех повторных заземлений)

    Подробнее об этом на странице «Заземление газового котла / газопровода».


  • для заземления, использующегося для подключения молниеприёмников, сопротивление заземления должно быть не более 10 Ом (РД 34.21.122-87, п. 8)

    Подробнее об этом на странице «Молниезащита и заземление».


  • для источника тока (генератора или трансформатора) сопротивление заземления должно быть не более
    2, 4 и 8 Ом
    соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока (ПУЭ 1. 7.101)

  • для уверенного срабатывания газовых разрядников в устройствах защиты воздушных линий связи (например, локальная сеть на основе медного кабеля или радиочастотный кабель) сопротивление заземления, к которому они (разрядники) подключаются должно быть не более 2 Ом. Встречаются экземпляры с требованием в 4 Ом.

  • при подключении телекоммуникационного оборудования, заземление обычно должно иметь сопротивление
    не более 2 или 4 Ом

  • для подстанции 110 кВ сопротивление растеканию токов должно быть не более
    0,5 Ом
    (ПУЭ 1.7.90)

Приведённые выше нормы сопротивления заземления справедливы для нормальных грунтов с удельным электрическим сопротивлением
не более 100 Ом*м (например, глина / суглинки).

Если грунт имеет более высокое удельное электрическое сопротивление — то часто (но не всегда) минимальные значения сопротивление заземления повышаются на величину 0,01 от удельного сопротивления грунта.

Например, при песчаных грунтах с удельным сопротивлением
500 Ом*м минимальное сопротивление локального заземления дома с системой TN-C-S повышается в 5 раз — до 150 Ом (вместо 30 Ом).

Требования к заземляющим устройствам опор ВЛ | Измерение сопротивлений заземления опор ВЛ | Архивы

Страница 2 из 8

Понятие о сопротивлении заземляющего устройства опоры BЛ току молнии. Заземляющим устройством называется конструкция из электропроводящих материалов, которая служит для отвода тока в землю. Ее основными конструктивными элементами являются заземлители и заземляющие проводники.
Заземлителем называется проводник (электрод) или совокупность металлических соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей.
Заземляющим проводником называется проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем. Основная функция, которую выполняет заземляющее устройство опоры BЛ, — отвод в землю тока молнии, т. е. уменьшение возможности (вероятности) обратных перекрытий при ударе молнии в опору и грозозащитный трос.
В отличие от обычных перекрытий, вызванных увлажнением или загрязнением изоляции, ток молнии создает на опоре электрический потенциал, намного больший потенциала фазного провода, и, таким образом, перекрытие происходит в обратном направлении. Чем меньше сопротивление заземляющего устройства, тем меньше возможность обратного перекрытия.

Сопротивлением заземляющего устройства называется отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.
Сопротивление заземляющего устройства — не единственный параметр, влияющий на вероятность обратных перекрытий. Существенное влияние также оказывают: длина гирлянды изоляторов; высота грозозащитного троса и фазного провода; расстояние между тросом и проводом и др. С увеличением длины гирлянды, например, возрастает электрическая прочность соответствующего воздушного промежутка и тем самым уменьшается вероятность обратного перекрытия.
Так должно происходить с увеличением класса напряжения линии. Однако для линий более высокого напряжения увеличивается и высота опор, что приводит к росту числа ударов молнии в опоры и в грозозащитный трос. Возрастает также индуктивность опоры, которая увеличивает вероятность обратных перекрытий. Ток молнии при ударе в опору растекается по грозозащитному тросу. Ток в тросе индуктирует токи в проводе и опоре, что приводит в конечном счете к увеличению напряжения, приложенного к изоляционному промежутку провод — опора.
Таким образом, вероятность обратного перекрытия при ударе молнии в опору — сложная функциональная величина, зависящая от ряда параметров. Если все параметры, кроме сопротивления заземляющего устройства, считать постоянными, т. е. задаться определенным типом опоры, то можно рассчитать кривую вероятности обратных перекрытий. Ниже приводиться исходные данные для расчета вероятности обратных перекрытий при ударе молнии в промежуточную опору типа П220-2Т:
Максимальное рабочее напряжение, кВ        252
50%-ное разрядное напряжение положительной полярности: импульсная прочность воздушного промежутка, соответствующая строительной высоте гирлянды изоляторов, кВ      1248
Высота троса на опоре, м           42
Высота верхнего провода, м     33
Средняя длина пролета,                         400
Радиус троса,                     0,007
Радиус провода, м            0,012
Расстояние между тросом и верхним проводом по
горизонтали,                       3
Расстояние между тросами, м   1
Стрела провеса троса,                13
Стрела провеса провода, м       15
Эквивалентный радиус опоры, м         3,2
По этим данным выполнены расчеты зависимости вероятности обратного перекрытия от значения сопротивления заземляющего устройства.
Эта зависимость показана на рис. 1. Из рисунка видно, что до сопротивления R = 300 Ом кривая поднимается довольно круто, затем плавно возрастает до R = 1000 Ом. В дальнейшем вероятность обратных перекрытий медленно приближается к уровню 0,3, не превышая этого значения. Численное значение вероятности 0,3 означает, что примерно из 10 ударов молнии в трех случаях будет наблюдаться обратное перекрытие. Для других типов опор этот предельный уровень может быть другим, важно лишь подчеркнуть: если в силу особенностей грунта (песок, скала) сопротивление заземляющего устройства оказывается достаточно большим, например 5000Ом, то снижение сопротивления до 1000 Ом уже не имеет смысла. Таким образом, вероятность обратных перекрытий и связанное с ней число грозовых отключений зависят от сопротивления заземляющего устройства опоры. Эта зависимость проявляется в большей степени при небольших сопротивлениях заземления опоры: от единиц до сотен Ом.
Заземляющее устройство опоры линии электропередачи представляет собой электрическую цепь с распределенными параметрами: сопротивлением и индуктивностью металла, проводимостью и емкостью грунта. Если на вход такой цепи подать синусоидальное напряжение (или ток) достаточно большой частоты, то на различных расстояниях от источника отношение напряжения к силе тока, т. е. сопротивление в данной точке, будет различным.

Рис. 1. Зависимость вероятности обратных перекрытий от сопротивления заземляющего устройства опоры
Еще более сложный вид зависимости между напряжением и током наблюдается при воздействии на заземлитель импульса тока молнии. Импульс характеризуется двумя параметрами: наибольшим значением (амплитудой) тока и временем нарастания тока (длительностью фронта). При малых амплитудах в грунте не происходит искрообразования. Однако большие токи молнии ведут к электрическому пробою грунта, который в области, прилегающей к заземлителю, приобретает нулевое электрическое сопротивление: заземлитель как бы увеличивается в размерах. Для полного анализа процессов в заземляющем устройстве при воздействии тока молнии необходим учет таких факторов, как длина заземлителя, удельное сопротивление грунта, амплитуда и длительность фронта импульса тока молнии, момент наблюдения.
Все эти факторы учитываются импульсными коэффициентами, которые обозначают аи. Тогда сопротивление заземляющего устройства опоры току молнии RM можно выразить в виде
(1)
где U — напряжение на заземляющем устройстве при электрическом токе низкой частоты; / — сила тока, стекающего с заземлителя.
Сопротивление естественных и искусственных заземлителей. Естественными заземлителями называются находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений производственного или иного назначения, используемые для заземления.
Искусственным заземлителем называется заземлитель, специально выполняемый для заземления.

Рис. 2. Железобетонный подножник (с) и его расчетная модель (б)
Стальная арматура фундаментов металлических опор и заглубленной части железобетонных опор во многих случаях достаточно хорошо выполняет функцию отвода в землю токов молний, т. е. играет роль естественного заземлителя.
Связано это с тем, что бетон как проводник электрического тока представляет собой пористое тело, состоящее из большого числа тонких каналов, наполненных влагой и создающих, таким образом, путь для электрического тока.
При определенных силе тока и времени его протекания влага испаряется, в бетоне возникают электрические искры и дуги, которые могут разрушить материал и пережечь арматуру, что в конечном счете приводит к снижению механической прочности железобетонной конструкции. В связи с этим стержни арматуры, используемые для заземления, проверяют на термическую стойкость при протекании токов короткого замыкания. Следует также иметь в виду, что в среде с существенной агрессивностью к бетону использование железобетонных фундаментов в качестве заземлителей не всегда возможно.
В сетях с изолированной нейтралью режим длительного замыкания является опасным для железобетонных фундаментов, и сооружение искусственных заземлителей необходимо для разгрузки естественных элементов заземляющего устройства и предохранения их от разрушения стекающим током Ниже приводится установленная в результате исследований допустимая плотность электрического тока для арматуры железобетонных конструкций в зависимости от вида тока и времени воздействия, А/м2:
Длительный постоянный ток      0,06
Длительный переменный ток    10
Кратковременный переменный ток (до 3 с)   10000
Ток молнии  100000
Искусственные заземлители сооружают, как правило, в грунтах с удельным сопротивлением более 500 Ом — м. Это обусловлено тем, что естественные заземлители опор BЛ35 — 330 кВ имеют в таких грунтах сопротивления больше нормируемых. В линиях высших классов напряжения с мощными фундаментами искусственные заземлители не снижают заметно сопротивлений заземляющего устройства. Искусственные заземлители, как правило, выполняются в виде двух-четырех расходящихся от опоры горизонтальных лучей, прокладываемых на глубине 0,5 м, а в пахоте — 1 м. В случае установки опор в скальных грунтах допускается прокладка лучевых заземлителей непосредственно под разборным слоем над скальными породами. При отсутствии этого слоя (толщиной не менее 0,1 м) рекомендуется прокладка заземлителей по поверхности скалы с заливкой их цементным раствором. Для уменьшения коррозионного воздействия со стороны грунта искусственные заземлители должны быть круглого сечения диаметром 12—16 мм.
В качестве примера естественного заземлителя рассмотрим одиночный подножник (рис. 2, с), который можно заменить расчетной моделью, состоящей из горизонтальной плиты и вертикальной стойки (рис. 2,б). Сопротивление стойки RCT и плиты л рассчитывают по формулам:

где р — удельное сопротивление грунта; Я — высота стойки; d и А — поперечные размеры стойки и плиты.
Сопротивление подножника получаем как результат параллельного соединения стойки и платы, т. е.
(3)
где v = 0,8 -5- 0,9 — коэффициент использования, учитывающий взаимное экранирующее действие двух элементов (стойки и плиты), в результате которого сопротивление заземлителя возрастает.
Реальные фундаменты состоят из нескольких подножников (рис. 3). Сопротивление такого сложного заземлителя рассчитывается по формуле
(4)
где р — удельное сопротивление грунта, Ом. м; Н — глубина заложения основания фундамента, м; Л/ — коэффициент формы, устанавливаемый методом электрического моделирования. Для системы из четырех грибовидных подножников зависимость коэффициента формы от геометрических размеров представлена на рис. 4.
Нормы сопротивлений и объемы эксплуатационного контроля заземляющих устройств опор ВЛ. Сопротивления заземляющих устройств опор, имеющих грозозащитный трос или другие устройства грозозащиты, должны быть не более указанных ниже:

Удельное эквивалентное сопротивление земли р, Ом • м — — . .

до 100

100-500

500-1000

1000 — 5000

выше 5000

Наибольшее сопротивление заземляющего устройства R, Ом     

10

15

20

30

6-10-3р

Опыт эксплуатации ВЛ показывает, что если на линии встречаются заземляющие устройства с измеренными значениями сопротивления ниже
1 Понятие «эквивалентное удельное сопротивление земли» разъясняется при изложении способа измерения удельных сопротивлений грунта.
указанных, то можно у некоторого количества опор (не более 30% общего числа) допустить превышение измеренных значений над нормируемыми. При этом количество обратных перекрытий на данной BЛ не превысит того числа, которое наблюдалось бы при нормируемых значениях сопротивления у всех опор.
Для опор, высота которых превышает 50 м, указанные сопротивления должны быть уменьшены в 2 раза. Для BЛ, защищенных тросами, сопротивления заземляющих устройств нужно обеспечивать при отсоединенном грозозащитном тросе в период наименьшей электропроводности грунта.

Рис. 4. Коэффициент формы kf для расчета сопротивлений фундаментов опор:
— d/H = 0,2, А/Н = 0,8;
d/H = 0,1, А/Н = 0,5


Рис. 3. Расположение естественных заземлителей:
а — башенная промежуточная опора 35-330 кВ; б — П-образная с оттяжками промежуточная опора 330— 750 кВ
Указанные сопротивления заземляющих устройств относятся и к опорам без тросов и других устройств грозозащиты, но с установленными на этих опорах силовыми или измерительными трансформаторами, разъединителями, предохранителями или другими аппаратами для ВЛ напряжением 110 кВ и выше.
Железобетонные и металлические опоры напряжением 110 кВ и выше без тросов и других устройств грозозащиты также заземляются, если это необходимо для обеспечения надежной работы релейной защиты и автоматики. Сопротивления заземляющих устройств таких опор определяются при проектировании ВЛ.
Железобетонные и металлические опоры напряжением 3 — 35 кВ, не имеющие устройств грозозащиты и другого установленного оборудования, должны быть заземлены, причем в ненаселенной местности для ВЛ 3 — 20 кВ допускается сопротивление заземляющего устройства: 30 Ом при р менее 100 Ом — м и 0,3 р — при р более 100 Ом — м.
Заземляющие устройства опор, на которых установлено электрооборудование. должны соответствовать следующим требованиям.
В сетях напряжением менее 1 кВ с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть 2, 4, 8 Ом при линейных напряжениях 660,380,220 В трехфазного или 380,220,127 однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений нулевого провода. При этом сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более 25, 30, 60 Ом для линейных напряжений 660, 380, 220 В трехфазного или 380,220,127 В однофазного тока.
В сетях напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью заземляемое оборудование, установленное на опоре ВЛ, подсоединяется к замкнутому горизонтальному заземлителю (контуру), проложенному на глубине не менее 0,5 м. Если сопротивление заземляющего устройства выше 10 Ом, то следует дополнительно проложить горизонтальные заземлители на расстоянии 0,8 — 1 м от фундамента опоры. При р > > 500 Ом-м допускается повысить значение сопротивления в 0,002 р раз, но не более чем в 10 раз.
Измерения сопротивлений заземляющих устройств опор ВЛ следует проводить при токе промышленной частоты. На ВЛ напряжением ниже 1кВ измерения производятся на всех опорах с заземлителями грозозащиты и повторными заземлителями нулевого провода. На ВЛ напряжением выше 1 кВ измерения сопротивлений заземляющих устройств производятся на опорах с разрядниками и защитными промежутками и с электрооборудованием, а на опорах ВЛ 110 кВ и выше — с грозозащитными тросами при обнаружении следов перекрытий изоляторов электрической дугой. На остальных железобетонных и металлических опорах измерения производятся выборочно у 2% общего числа опор с заземлителями: в населенной местности, на участках с агрессивными и оползневыми грунтами и в плохопроводящих грунтах.

Допустимые значения сопротивления заземления, его замер

При пользовании электросетями необходимо строго соблюдать правила эксплуатации, выполнять периодический осмотр системы проводов и замеров показаний тока на защитных деталях системы. Сопротивление заземления нейтрали – одна из основных работ по контролю устройств защиты здания и человека.

Перед началом замеров, необходимо знать основные неисправности и способы их обнаружения.

Причины неисправностей на заземляющем контуре

При нормальной работе системы защиты, ток короткого замыкания фазы на корпус или утечки по глухозаземленной проводке, подходит на контур и через систему заземлителей снимается на землю.

Но при длительном использовании, заземлители окисляются под действием воды, на них происходит образование ржавчины. При продолжении действия вредной среды, очаг поражения расширяется и еще больше поражает металл, ржавчина изъедает сталь, местами коррозия металла разъедает стойки контура насквозь.

При этом меняется значение величины сопротивления электрического тока. При этом колья заземлителей могут разрушаться неравномерно. Это обусловлено неравномерным распределением в грунте химических веществ и щелочных, соляных растворов и некоторых кислот.

Затем происходит отслаивание металла поврежденного ржавчиной и глубинной коррозией, при этом происходит ухудшение или полное размыкание контакта контура и отдельного заземлителя.

Этот процесс идет с нарастанием и в конечном итоге заземление перестает выполнять свои функции из-за изменения уровня сопротивления на контуре и его проводимости потенциала токов КЗ в землю.

Выполняя замеры, периодичность измерения сопротивления должна соответствовать правилам, мы избегаем возникновения аварийных ситуаций и поражение, электротоком человека, вовремя определяя момент выхода из строя защитного контура заземления.

Приборы для замеров

Для измерения сопротивления контура применяются электронные мультиметры, сменившие аналоговые устройства. При этом увеличилась точность уровня измерения при упрощении выполнения операции.

По правилам ПУЭ, сопротивление заземлителя не менее одного раза в шестилетний период. Поэтому не затратно будет вызвать для проведения замеров профессионалов, которые имеют более точные и новейшие разработки промышленности.

Но если вы решили провести эту операцию самостоятельно, потребуется запастись следующими измерительными приборами:

  • измеритель сопротивления типа «МС- 08»;
  • измеритель заземляющего контура типа «М-416»;
  • тестер или мощный мультиметр.

Для более низкого уровня измерения и определения неисправности защиты, можно использовать мультиметр, дополнительно оснащенный токовыми клещами.

Способы выполнения замеров

Способов измерения сопротивления заземляющих устройств много и каждый достаточно точный, поэтому разберем их подробно, а какой из них применить решать вам:

Замеряем значения напряжения и силы тока

Для этого, на удаленности от контура больше 20 метров, забиваем в грунт заземлитель и дополнительный электрод. Затем по проводам, подаем на них нагрузку.

Выставляем мультиметр в сектор замены силы тока, определяем ее значение. Затем переключаем прибор в сектор замера напряжения, измеряем данную величину.

По формуле Закона Ома определяем величину сопротивления на данном участке с глухозаземленной нейтралью.

Теперь проводим замер сопротивления на защитном контуре и определяем износ деталей защиты и возможную замену заземлителей. При этом необходимо учитывать значение сопротивления кабеля земли и проводящих особенностей земли на участке.

К плюсам этого способа относят его простоту выполнения замеров. Недостаток – это малый уровень точности замера, и дополнительное устройство заземлителей для определения номинального значения.

Если не требуется определения точного значения сопротивления на контуре, то процедуру измерений можно завершить. Для более точного замера выполняем следующую работу.

Четырехпроводный метод замера

Работу следует выполнять в следующей последовательности:

Выбираем, с помощью кнопки «Режим», нужный метод выполнения замеров.

Рулеткой, замеряем длину диагонали защитного контура. Затем от контура проводим провода и подключаем их в гнезда на приборе.

Выносной заземлитель, забиваем в грунт. Расстояние до контура больше 20 метров, но не менее, полуторной диагонали устройства.

Второй стержень забиваем в землю на удалении больше 3-х размеров диагонали. Расстояние до контура не меньше 40 метров. Подключаем идущий от него провод на клемму прибора.

Проверяем правильность подключение и выполняем замер. Затем, перемещая заземлитель, с изменением длины на 10% ближе ко 2 стержню, проводим серию измерений.

При установке стержней, располагать их необходимо на одной линии с заземляемым контуром. При помехе напряжения на штырях, измеритель сопротивления покажет это на шкале. В этом случае необходимо перебить стержни и повторить измерение.

Исходя из значений измерения, в зависимости от удаленности от защитного устройства, составляем график. При возрастании величины измерения в средней части графика – в этом случае истинным значением сопротивления будет величина не более 5% превышающая минимальную разницу между двумя точками графика.

Трехпроводной метод замера

Проводится по схеме предыдущей схеме, но перед началом работы следует выбрать режим трехпроводного замера сопротивления.

Способ замера на пробном заземлителе

Перед установкой защитного устройства проводится измерение по этому методу, для расчета контура заземления и замера удельного сопротивления.

Работы выполняются в следующем порядке:

Перед выполнением проверки, забиваем в грунт пробный заземлитель и оставляем небольшую часть над уровнем земли. Длина штыря должна быть такой же, как и предполагаемый заземлитель контура.

При помощи мультиметра, определяем сопротивление заземлителя.

Выполнив расчет, определяемся с размерами стержней и размера треугольника защиты.

Такой метод в основном используется в небольших устройствах в частном доме.

Компенсационная схема измерения.

При этом способе, производится обследование промышленных высокоточных приборов. На одной линии с контуром, забиваем штыри в грунт. Основа для проведения замера – это зонд, подключенный к стержням.

Через первичную обмотку трансформатора, провода, грунт и стержни подается напряжение. На вторичной обмотке наводится электроток. Уравниваем величину напряжений, двигая ручку реохорда. При нулевом значении напряжении, мы получаем величину сопротивления защиты.

Измерение с использованием резистора

В этом способе используется калиброванный резистор, через который на устройство защиты подается напряжение прямо от фазного проводника, подключенного в электрощитовой.

Мультиметр проверяем, выставив на шкале, замер сопротивления и касаемся шупами друг друга. На экране нулевое значение – это устройство готово к работе.

Выставляем максимальную величину сопротивления и измеряем его. Напряжение сети нам известно, сопротивление тоже.

Производим расчет силы тока, который прошел через заземление. Следует помнить, что такое измерение следует проводить при выключенном проводе зануления от контура. На него подается фаза, через калиброванный резистор 46 Ом.

К преимуществам этого вида замеров относят:

  • Отсутствие необходимости забивания длинных стержней в грунт с последующим доставанием после измерения;
  • Не приходится растягивать и собирать многометровые электрические провода;
  • Для выполнения замеров не требуется занимать большую площадь дворовой территории.

Измерение с применением специальных токовых клещей

Выполняя работу по замеру сопротивления, нет необходимости отключения заземляющего проводника.

В электрическую сеть подается нагрузка и по проводам проходит электричество. «Обняв» губками клещей проводник, мы не нарушая изоляции и не прекращая работу цепи, получаем необходимое значение сопротивления заземляющего контура, после расчета по закону Ома используя напряжение и силу тока.

В заключение

Не забудьте, что производить измерения приходится на улице, поэтому нельзя работать в сырую и мокрую погоду.

Наиболее целесообразно проводить проверку контура в летом или зимой, но не при очень жаркой и морозной погоде. Специалисты считают – в это время грунт наиболее уплотняется, при этом его удельное сопротивление становится больше.

Замерить сопротивление заземления в домашних условиях не сложно. Главное помнить закон Ома для участка цепи и проводить расчеты и замеры не реже раза в год.

Измерение сопротивления заземлителей на производстве и многоквартирных домах проводится исходя из графика проверок, по результатам составляется акт приемки, в котором указывается допустимое сопротивление заземляющего устройства и данные замеров заносят в технологический журнал.

В акте ставят росписи члены комиссии, и ставится печать организации проводящей проверку.

Выполнив все эти работы, вы можете спокойно и уверенно пользоваться электричеством в вашем доме.

Сопротивление заземления молниезщиты — нормативы, периодичность замеров

Принцип действия громоотвода — перехват молнии и перенаправление разряда в землю для нейтрализации. Но эффективность всей системы зависит от величины сопротивления заземления молниезащиты, то есть от способности грунта поглощать электрический ток. Параметр измеряется в Ом, должен стремиться к нулю, однако, структура почв не позволяет достичь идеального значения.

Нормы для сопротивления заземления молниезащиты

В Инструкции по устройству молниезащиты РД 34.21.122-87 регламентированы максимальные значения противодействия растеканию тока для различных категорий зданий и сооружений, с учетом удельного сопротивления грунта:

  • I и II категория — 10 Ом;
  • III категория — 20 Ом;
  • Если электропроводность превышает 500 Ом*м — 40 Ом;
  • Наружные установки — 50 Ом.

Сопротивление падает в 2-5 раз при увеличении силы тока молнии.

Качество заземления молниезащиты

Ключевой параметр — сопротивление заземления — зависит от конфигурации заземлителя и удельного сопротивления почвы. Для вычисления значения существует специальная формула. Но для готовых заземлителей задача значительно упрощается: производитель предоставляет заранее подсчитанный коэффициент, который достаточно умножить на удельное сопротивление грунта, чтобы получить искомое значение.

Удельное сопротивление для различных грунтов

Значение прежде всего зависит от влажности и состава почвы, плотности прилегания пластов, наличия кислот, солей и щелочей. Вычисляется путем проведения геологических изысканий. Это комплекс сложных мероприятий, поэтому при расчетах принято использовать справочные величины:

  • Песчаный грунт, увлажненный поземными водами — 10-60 Ом*м;
  • Песок сухой — 1500-4200 Ом*м;
  • Бетон — 40-1000 Ом*м;
  • Чернозем — 60 Ом*м;
  • Глина — 20-60 Ом*м;
  • Илистая почва — 30 Ом*м;
  • Садовая земля — 40 Ом*м;
  • Супесь — 150 Ом*м;
  • Суглинок полутвердый — 100 Ом*м;
  • Солончак — 20 Ом*м.

На практике сопротивление молниезащиты всегда будет ниже расчетного значения: при погружении электрода в землю значительно снижается удельное сопротивление из-за уплотнения и увлажнения почвы грунтовыми водами.

Требования к заземлителю

Согласно РД 34.21.122-87 для заземления необходимо не менее трех электродов вертикального типа. Расстояние между ними — как минимум в два раза больше, чем глубина погружения. Кроме того, СО 153-34.21.122-2003 требует, чтобы расстояние от стен здания до электродов было не менее 1 метра.

Уменьшение сопротивления заземления

Поскольку удельное сопротивление почвы — величина относительно постоянная, для увеличения электропроводности необходимо изменять конфигурацию заземлителя: увеличивать площадь соприкосновения электродов с грунтом. Можно удлинить проводник или создать контур заземления: несколько отдельно стоящих электродов соединяются в единую сеть. В расчет берется сумма площадей.

Современные заземлители — эффективны и просты в установке. Электроды заглубляются до 30 метров. Благодаря этому удается значительно уменьшить общую площадь, компактно разместить заземлитель молниезащиты в условиях ограниченного пространства. Для монтажа не нужны специальные инструменты, штыри стыкуются между собой муфтой с резьбовым соединением. Медное покрытие электродов обеспечивает защиту от коррозии, увеличивая срок службы до 100 лет!

Измерение сопротивления заземления и периодичность проверок

Производятся с помощью специальных приборов (измерительных комплексов) по заданной схеме измерений в нескольким точках смонтированного контура молниезащиты. Данные показаний заносятся в специальную форму — протокол проверки сопротивлений заземлителей и  заземляющих устройств.

Замеры производят всегда по окончании монтажа системы молниезащиты и заземления, а также после выполнения ремонтных работ как на устройствах молниезащиты, так и на самих защищаемых объектах и вблизи них. Полученные данные заносят в акты (протоколы проверок), паспорта заземляющих устройств и журналы учета.

Примеры протоколов и паспортов можно посмотреть по этой ссылке.

Кроме внеочередных мероприятий существует регламент проведения измерения значений сопротивления, которые осуществляют для разных категорий зданий и сооружений с следующей периодичностью: для категории I II — 1 раз в год перед сезоном гроз, для III категории — не реже 1 раза в 3 года, для взрывоопасных объектов и производств — не реже 1 раза в год.

Важно использовать при этом приборы, поверенные должным образом, а также правильно выбрать точки измерений. Вот почему необходимо обращаться при этом в специализированные организации, которые имеют в своем распоряжении квалифицированный персонал и необходимые приборы, а также могут гарантировать вам качество работ на определенное время.

Компания «МЗК-Электро» предлагает квалифицированный монтаж заземления. Опытные специалисты проведут необходимые расчеты, подберут оптимальное по стоимости и эффективности решение для конкретного объекта. В работе используем сертифицированное оборудование от ведущих производителей. Доверьте проектирование громоотвода профессионалам — вы гарантированно получите надежную молниезащиту!

Требования к заземляющим устройствам

а) Электроустановки выше 1000 В с большими токами замыкания на землю
Ограничение сопротивления заземляющего устройства не обеспечивает приемлемых напряжений прикосновения и шага при токах замыкания на землю в несколько килоампер. Например, при токе к. з. 6 кА на заземляющем устройстве будет напряжение 3 кВ. Поэтому дополнительно к ограничению сопротивления заземляющего устройства предписывают также выполнение следующих мероприятий:
а) быстродействующее отключение при замыканиях на землю;
б) выравнивание потенциалов в пределах территории, на которой находится электроустановка, и на ее границах.
Для выравнивания потенциалов на территории электроустановки на глубине 0,5—0,7 м должна закладываться сетка из выравнивающих проводников (рис. 12-6) Продольные проводники закладываются параллельно осям оборудования на расстоянии 0,8—1 м от фундамента или оснований оборудования и соединяются на всей площади поперечными проводниками с шагом не более 6 м. Для улучшения выравнивания на границе контура крайние проводники сетки, с которых происходит большее стенание укладываются на глубине порядка 1 м.

Рис. 12-6. Выравнивание потенциалов с помощью дополнительных выравнивающих проводников при контурном заземлителе. 1 — полосы; 2 — трубы; 3 — дополнительные полосы в месте входа (козырек).

Выравнивание потенциалов должно осуществляться также у входов и въездов на территорию электроустановки путем укладки двух дополнительных полос с постепенным заглублением на расстояниях 1 и 2 м от заземлителя на глубине 1 и 1,5 м соответственно.
При размещении электроустановки на достаточной площади расстояние от границ заземлителя до ограды электроустановки должно быть не менее 3 м и ограда в этом случае не должна заземляться в местах, часто посещаемых персоналом, и местах входов и въездов целесообразно устраивать дорожки с покрытием асфальтом или гравием, имеющими малую проводимость.
С целях исключения выноса потенциала за пределы территории электроустановки с большим током замыкания на землю запрещается питание приемников, находящихся вне территории электроустановки, от трансформаторов с заземленной нейтралью при напряжениях 380—220 или 220—127 В, находящихся в пределах территории электроустановки. В случае необходимости питание таких приемников должно осуществляться от трансформаторов с изолированной нейтралью.
С той же целью исключения выноса потенциала рельсовые пути, проложенные на территории электроустановки, к заземляющему контуру электроустановки не присоединяются, а на выходе за пределы электроустановки заземляются в нескольких точках. Так как рельсы при этом имеют нулевой потенциал, должна быть исключена возможность попадания человека под значительное шаговое напряжение в пределах электроустановки, когда он одной ногой касается грунта, а второй — рельса. Возможность эта исключается при насыпи железнодорожного полотна из крупного щебня, гальки и ракушечника, имеющих малую проводимость.
Если заземлитель не размещается внутри ограждаемой территории, он может быть расширен и вынесен за пределы электроустановок с обязательным выравниванием потенциалов на границах контура путем постепенного заглубления крайних проводников сети. При этом металлические части забора и арматура стоек железобетонного забора должны быть присоединены к заземлителю.
При расположении электроустановок с большим током замыкания на землю у цехов предприятий должны выполняться следующие мероприятия:
1. Все прилегающие здания должны включаться в общий контур заземления.
2. Должны приниматься меры к выравниванию потенциалов внутри цехов.
3. Вокруг зданий на расстоянии 1 м от стен на глубине 2 м должен быть проложен проводник, соединенный с заземляющими проводниками внутри здания, а у входов и въездов в здания должно быть выполнено выравнивание потенциалов путем прокладки дополнительных полос с постепенным заглублением.
4. Вокруг здания следует устраивать асфальтированные отмостки шириной 1—1,5 м.
Так как токи к. з. на землю в рассматриваемых установках значительны, должна быть обеспечена термическая стойкость заземляющих проводников. Сечения заземляющих проводников должны быть выбраны такими, чтобы при прохождении по ним расчетных токов к. з. на землю температура их за время срабатывания основной защиты не превысила допустимой. В соответствии с общим правилом минимальные сечения проводников, мм2, по допустимому нагреву током к. з. определяются по формуле

где — расчетный ток через проводник, A; — приведенное время прохождения тока к. з. на землю, с; С — постоянная (для стали С=74, для голой меди С=195, для кабелей с медными жилами С=182, для голого алюминии и кабелей с алюминиевыми жилами С=112).
В качестве расчетного тока принимается установившийся наибольший ток через заземляющий проводник при замыкании на рассматриваемом устройстве или к. з. на землю вне его для возможной в эксплуатации схемы сети с учетом распределения тока к. з. на землю между заземленными нейтралями сети.

б) Электроустановки выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю
В соответствии с требованиями ПУЭ в электроустановках без компенсации емкостных токов сопротивление заземляющего устройства при прохождении через него расчетного тока в любое время года должно удовлетворять условию

где — расчетный ток через заземляющее устройство; — расчетное напряжение на заземляющем устройстве по отношению к земле.
Расчетным током является полный ток замыкания на землю при полностью включенных присоединениях электрически связанной сети.
Емкостный ток замыкания на землю может быть определен по выражению

где U — междуфазное напряжение сети, кВ; — общая длина электрически связанных между собой кабельных линий, км; — общая длина электрически связанных между собой воздушных линий, км.
В качестве принимается значение 250 В, если заземляющее устройство используется только для электроустановок выше 1000 В, и 125 В, если заземляющее устройство одновременно используется для электроустановок до 1000 В. Сопротивление заземляющего устройства для этих сетей должно быть не более 10 Ом.
В сетях с компенсацией емкостных токов сопротивление заземляющего устройства рассчитывается по формуле (12-6). При этом в качестве расчетного тока следует принимать:
а) для заземляющих устройств, к которым присоединены компенсирующие аппараты — ток, равный 125% номинального тока этих аппаратов;
б) для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, — наибольший остаточный ток замыкания на землю, который может иметь место в сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов, но не менее 30 А.
С целью облегчения устройства заземлений ПУЭ допускают во всех электроустановках с малыми токами замыкания на землю заземляющие устройства рассчитывать по формуле (12-6), принимая в качестве расчетного ток срабатывания релейной защиты или ток плавления предохранителей, если эта защита обеспечивает отключение замыканий на землю. При этом наименьший в условиях эксплуатации ток замыкания на землю должен быть не менее полуторакратного тока срабатывания релейной защиты или трехкратного номинального тока предохранителей.

в) Электроустановки до 1000 В с глухим заземлением нейтрали
Сопротивление заземления нейтрали определяется двумя условиями:
а) снижением опасных последствий при пробое изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений трансформатора;
б) предотвращением недопустимого повышения напряжения фазных проводов по отношению к земле и заземленных частей электроустановок низкого напряжения при замыканиях на землю в этих электроустановках.
Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом. Исключение составляют электроустановки, в которых суммарная мощность установленных генераторов и трансформаторов не превышает 100 кВА. В этих случаях заземляющие устройства могут иметь сопротивление не более 10 Ом.
Части электроустановок, подлежащие заземлению, должны иметь надежную металлическую связь с нейтралью источника питания, выполняемую посредством заземляющих проводников или нулевого провода. При воздушных линиях металлическая связь с нейтралью источника питания осуществляется при помощи специального нулевого провода, прокладываемого на опорах так же, как и фазные провода. При этом через каждые 250 м, а также на концах линий и ответвлений длиной более 200 м должны устраиваться повторные заземления нулевого провода. Сопротивление заземляющих устройств каждого из повторных заземлений должно быть не более 10 Ом. В сетях с суммарной мощностью питающих генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее, для которых допущено сопротивление основного заземляющего устройства 10 Ом, сопротивление заземляющих устройств каждого из повторных заземлений должно быть не более 30 Ом при числе их не менее 3.
Для обеспечения автоматического отключения участка с однофазным замыканием заземляющие проводники должны быть выбраны таким образом, чтобы при замыкании на корпус или нулевой провод возникал ток к. з., превышающий:
а) в 3 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя;
б) в 3 раза номинальный ток замедленного расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику.
При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель, заземляющие проводники должны быть выбраны так, чтобы в петле фаза—нуль был обеспечен ток к. з., равный значению уставки электромагнитного расцепителя, умноженному на коэффициент, учитывающий разброс, и коэффициент запаса 1,1. При отсутствии заводских данных по разбросу кратность тока к. з. относительно уставки электромагнитного расцепителя следует принимать равной: для автоматов с номинальным током до 100 А — 1,4; для прочих автоматов 1,25.
Полная проводимость заземляющих проводников во всех случаях должна составлять не менее 50% проводимости фазного проводника. Условия в отношении тока замыкания на землю должны проверяться испытаниями или измерениями для ввода электроустановки в эксплуатацию, а также периодически в процессе ее эксплуатации.
В целях удовлетворения указанных требований в отношении тока замыкания на землю заземляющие проводники рекомендуется прокладывать совместно или в непосредственной близости с фазными. Не допускается использование свинцовых оболочек кабелей в качестве заземляющих проводников.
В условиях проектирования для проверки обеспечения отключения замыканий между фазным и нулевым проводником ток однофазного к. з. определяется по приближенной формуле

где —фазное напряжение сети; — полное сопротивление нулевой последовательности трансформатора; — полное сопротивление петли фаза — нуль при совместной подвеске нулевого и фазных проводов линии. Удельное реактивное сопротивление петли при проводах из цветных металлов принимается равным 0,6 Ом/км; при стальных проводах внешнее удельное реактивное сопротивление петли принимается равным 0,6 Ом/км, а внутреннее реактивное и активное сопротивления определяются для тока, фактически проходящего по проводам в условиях однофазного замыкания; в качестве первого приближения их можно определять по току замыкания, превышающему ток срабатывания защиты в указанную кратность раз.
Отмеченная приближенность формулы (12-7) заключается в замене геометрического сложения полных сопротивлений трансформатора и цепи фаза — нуль арифметическим, так как эти сопротивления имеют близкие углы и погрешность от такой замены не превышает 5% в сторону уменьшения тока замыкания.
В установках постоянного тока заземление выполняется на тех же основаниях, что и в установках переменного тока. Особенностью прохождения постоянного тока в земле является электролитическая коррозия подземных сооружений (водопровод и другие трубопроводы, оболочки кабелей, конструкции зданий). Опасность коррозии существует в установках с длительным прохождением рабочего тока через заземлитель (рабочее заземление одного полюса) или существованием токов утечки (электролизные установки). Поэтому при устройстве заземлений в установках постоянного тока не следует использовать в качестве заземляющих устройств подземные сооружения, коррозия которых приводит к большим убыткам. Заземлители установок постоянного тока не должны объединяться с заземлителями других систем. Элементы заземлителей должны быть достаточной толщины для предотвращения быстрого разрушения.
Если электроустановки постоянного тока связаны с электроустановками переменного тока (преобразователи), то могут быть применены общие заземляющие устройства.
В сетях постоянного тока повторные заземления нулевого провода должны осуществляться при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами.

г) Электроустановки до 1000 В с изолированной нейтралью
Сопротивление заземляющего устройства согласно ПУЭ не должно превышать 4 Ом, а в электроустановках с суммарной мощностью параллельно работающих генераторов и трансформаторов 100 кВА и ниже оно не должно быть больше 10 Ом.
В месте установки трансформаторов при совместном использовании заземляющего устройства для сетей до 1000 В и выше сопротивление заземляющего устройства должно удовлетворять формуле (12-6) при расчетном напряжении па заземляющем устройстве . Это требование предусматривает снижение опасных последствий при повреждении трансформаторов с замыканием между обмотками высшего и низшего напряжений. При этом, если при повреждении не произойдет отключения от действия защиты высшей стороны, через пробивной предохранитель и заземляющее устройство будет проходить ток замыкания на землю сети высшего напряжения.
При однофазных замыканиях в сетях до 1000 В в месте замыкания проходит ток, обусловленный активной и емкостной проводимостями фаз на землю. Наибольшее напряжение прикосновения, равное напряжению на заземлителе относительно точки нулевого потенциала, составляет несколько десятков вольт:

где — ток замыкания на землю; — сопротивление заземляющего устройства, не превышающее согласно ПУЭ 4—10 Ом. Поэтому в коротких сетях с малой проводимостью на землю неоспоримы преимущества сетей с изолированной нейтралью.

Заземление шахтного электрооборудования. Технические требования и методы контроля

ГОСТ 28298-89

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ШАХТНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Технические требования и методы контроля

Mine equipment earthing. Check methods and specification

 

Москва

Стандартинформ

2006

 

Содержание

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ШАХТНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Технические требования и методы контроля

Mine equipment earthing. Check methods and specification

ГОСТ
28298-89

Дата введения 01.07.90

Настоящий стандарт распространяется на защитное заземление шахтного электрооборудования переменного и постоянного тока, за исключением подземной тяги, применяемое в подземных выработках шахт всех категорий.

1.1.1. Защитное заземление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям электрооборудования или устройствам, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции.

1.1.2. Заземлению подлежат металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции, а также трубопроводы, сигнальные тросы и другие протяженные металлокоммуникации, расположенные в выработках, в которых имеются электроустановки.

С защитной заземляющей системой допускается не соединять нетоковедущие части оборудования, у которого применены защитное разделение, защитная изоляция или безопасное сверхнизкое напряжение.

1.1.3. Запрещается в шахтах применять сети с глухозаземленной нейтралью, за исключением трансформаторов, предназначенных для питания преобразовательных устройств контактных сетей электровозной откатки. Подсоединение других потребителей и устройств к таким трансформаторам и питаемым от них сетям запрещается.

1.1.4. Соединение с землей посредством компенсационных защитных или измерительных устройств или соединение с землей прибором для измерения сопротивления электрической изоляции заземлением сети не считается.

1.1.5. В искробезопасных цепях заземление должно выполняться согласно требованиям ГОСТ 22782.5.

1.1.6. Термины и пояснения к ним приведены в приложении 1.

1.2.1. В подземных выработках шахт должна устраиваться общая сеть заземления, к которой должны присоединяться все объекты, подлежащие заземлению.

Сопротивление заземляющего устройства, используемого для электроустановок различных напряжений, должно удовлетворять требованиям к заземлению электроустановок, для которых необходимо наименьшее сопротивление заземляющего устройства.

1.2.2. Для искробезопасной аппаратуры телефонной связи и ее кабельных муфт на участке сети с кабелями без брони допускается местное заземление без присоединения к общей сети заземления. Сопротивление этого самостоятельного заземления должно быть принято таким, чтобы произведение активного сопротивления заземления и протекающего в нем тока замыкания не превышало допустимой величины безопасного напряжения прикосновения.

1.2.3. Главная цепь заземления и заземляющий контур должны выполняться из голого стального проводника сечением не менее 100 мм2. Проводники необходимо размещать так, чтобы предупредить их механическое повреждение или коррозию (особенно в местах их присоединения) и чтобы можно было осуществлять их контроль.

1.2.4. Главная цепь заземления должна иметь не менее двух главных искусственных заземлителей, расположенных в различных местах.

1.2.5. При расчетах сопротивление заземления должно приниматься таким, чтобы напряжение прикосновения на корпусах электроустановок при замыкании на землю не превышало допустимого значения по ГОСТ 12.1.038, но не более 2 Ом.

1.3.1. Материалы, размеры и конструкции элементов заземляющих устройств электрооборудования до и выше 1,2 кВ должны быть устойчивы к механическим, химическим и термическим воздействиям при двухфазных замыканиях на землю с учетом времени срабатывания защиты и обеспечивать сохранение нормируемых параметров в течение всего срока службы устройств. Применение алюминия для выполнения заземляющих проводников запрещается.

1.3.2. Для главных заземлителей должны применяться стальные полосы площадью не менее 0,75 м2, толщиной не менее 5 мм и длиной не менее 2,5 м.

1.3.3. Для местных заземлителей, располагаемых в водосточных канавах выработок, должны применяться стальные полосы площадью не менее 0,6 м2, толщиной не менее 3 мм, длиной не менее 2,5 м.

1.3.4. При устройстве местных заземлителей в шпуре должны применяться трубы диаметром не менее 30 мм и длиной не менее 1,5 м. Стенки труб должны иметь на разной высоте не менее 20 отверстий диаметром 5 мм. Свободное пространство шпура должно засыпаться гигроскопичным материалом и периодически увлажняться по мере подсыхания.

1.3.5. Для устройства местных заземлителей электрооборудования номинальным напряжением выше 127 В переменного и ПО В постоянного тока допускается использовать не менее трех рам металлокрепи, соединенных между собой металлическим проводником (тросом, полосой и т. п.) из стали или меди сечением не менее соответственно 50 и 25 мм2 и имеющих связь с другими рамами крепи посредством распорных элементов.

1.3.6. Для устройства местных заземлителей электроустановок номинальным напряжением до 127 В переменного и до ПО В постоянного тока протяженных металлокоммуникаций, а также металлических элементов объектов, на которых может накапливаться статическое электричество, допускается использовать одну раму металлокрепи.

1.3.7. Для дополнительного заземления устройств защитного отключения допускается использовать в качестве заземлителя одну раму металлокрепи, не используемую в качестве защитного заземления, или отдельный искусственный заземлитель.

1.3.8. В качестве естественных местных заземлителей допускается также использовать металлические желоба самотечного гидротранспорта угля.

1.3.9. Каждый подлежащий заземлению объект должен присоединяться к сборным заземляющим шинам или заземлителю при помощи отдельного ответвления из стали или меди сечением не менее 50 и 25 мм2 соответственно. Для устройств связи допускается присоединение аппаратуры к заземлителям стальным или медным проводом сечением не менее 12 и 6 мм2 соответственно.

1.3.10. Сборные заземляющие проводники для группы заземляемых объектов изготовляют из стали сечением не менее 50 мм2 или из меди сечением не менее 25 мм2.

1.3.11. Сечение сборных заземляющих проводников стационарного оборудования околоствольных электромашинных камер и центральной подземной подстанции с напряжением свыше 1,2 кВ должно соответствовать сечению главной цепи заземления по п. 1.2.3. Для заземления передвижного электрооборудования напряжением до и выше 1,2 кВ должны использоваться заземляющие жилы питающих кабелей.

1.3.12. В контрольных кабелях при использовании кабеля с пластмассовой оболочкой и стальной броней последнюю разрешается использовать в качестве заземляющего проводника. Для повышения проводимости заземляющей цепи необходимо использовать одну или несколько жил кабеля общим сечением не менее 1 мм2.

1.3.13. Все электрические машины и аппараты, муфты и другая кабельная арматура с присоединенными бронированными кабелями должны быть снабжены перемычками, посредством которых осуществляется непрерывная цепь металлических оболочек и стальной брони отдельных отрезков бронированных кабелей.

1.4.1. Для передвижных машин и забойных конвейеров должен предусматриваться непрерывный автоматический контроль заземления путем использования заземляющей жилы.

1.4.2. Не допускается использовать корпусы электрооборудования в качестве заземляющих проводников.

2.1. Защитная заземляющая система должна контролироваться в сроки:

не реже одного раза в 3 месяца — вся заземляющая сеть шахты путем наружного осмотра и измерения сопротивления;

не реже одного раза в 6 месяцев — главные заземлители путем осмотра и ремонта.

2.2. Сопротивление общей сети заземления измеряют у каждого заземлителя.

2.3. Сопротивление защитного заземления измеряют приборами, допущенными для применения в шахтах. Методы измерения приведены в приложении 2.

2.4. При обнаружении повреждения защитного заземления или несоответствия его настоящему стандарту эксплуатация защищаемого им электрооборудования запрещается.

Термин

Пояснение

Заземлитель

По ГОСТ 12.1.030

Общая сеть заземления

Совокупность главных и местных заземлителей и соединяющих их заземляющих проводников, предназначенных для защиты заземлением

Главная цепь заземления

Магистральный проводник, соединяющийся с главным заземлителем

Защитное заземление

По ГОСТ 12.1.030

Сопротивление заземляющего устройства

Отношения напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю

Защитное разделение

По ГОСТ 12.1.030

1. Измерение сопротивления защитного заземления с помощью измерительного прибора с собственным источником проводится в следующей последовательности:

перед измерением проводят осмотр неизолированного заземляющего проводника и контроль механической прочности соединений;

для присоединения измерительного прибора к вспомогательному измерительному зонду применяют изолированный медный проводник длиной не более 100 м и сечением не менее 2,5 мм2;

минимальное расстояние между вспомогательными зондами определяется особенностями прибора и не зависит от того, помещены ли зонды в одном направлении от места измерения или в противоположных направлениях.

2. При измерении сопротивления защитного заземления можно в качестве зондов применять рамы шахтной металлической крепи горных выработок. На выбранных рамах крепи нельзя помещать устройства, которые могли бы действовать в качестве проводника между рамами (например, цепи, трубопровод и т.д.). Перед измерением необходимо проверять сопротивление заземления рам, которое не должно превышать 80 Ом. При измерении этого сопротивления можно в качестве зонда пользоваться второй рамой и заземляющим проводником. В качестве зонда нельзя применять рельсы, вентиляционные трубы, трубопроводы и т.д.

1. ВНЕСЕН Министерством угольной промышленности СССР

2. Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 23.10.89 № 3150 СТ СЭВ 6451-88 «Заземление шахтного электрооборудования. Технические требования и методы контроля» введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта СССР с 01.07.90

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято по протоколу № 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Декабрь 2005 г.

9. Защитное заземление Нормы безопасности на электроустановки угольных разрезов и требования по их безопасной эксплуатации. РД 05-334-99 (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 24.12.1999 N 96)

9.1. Заземлению подлежат корпуса электрических экскаваторов, буровых станков, передвижных КТП, приключательных пунктов и другого передвижного электрооборудования.

9.2. Заземление стационарных и передвижных электроустановок напряжением до 1 кВ и выше рекомендуется выполнять общим.

Общее заземляющее устройство состоит из центрального заземлителя, магистрали заземления, заземляющих проводников и местных заземлителей, присоединенных к магистралям заземления и к корпусам передвижных и самоходных электроустановок.

На разрезе разрешается иметь несколько общих заземляющих устройств, металлически не соединенных между собой.

9.3. В качестве центрального заземлителя разрешается использовать контур заземления подстанции ГПП 35/6 — 10 кВ или распредпунктов РП-6 — 10 кВ.

9.4. Во избежание выноса высоких потенциалов запрещается использовать в качестве центрального заземлителя па разрезе заземляющие контуры подстанции ГПП 110/35/6 — 10 кВ, в том числе передвижных КТП 110/6 — 10 кВ, устанавливаемых на разрезе, а также ГПП, совмещенной с тяговой подстанцией.

Использование рельсов электрифицированной железной дороги в качестве заземлителя запрещается.

9.5. Сопротивление заземляющего устройства Rз, измеренное у любой электроустановки, должно иметь следующие значения:

при удельном сопротивлении грунта до 500 Ом x м сопротивление Rз должно быть не более 4 Ом;

при удельном сопротивлении грунта более 500 Ом x м сопротивление Rз определяется по выражению

Rз = 4 ро / 500 Ом,

где ро — удельное сопротивление грунта, Ом x м.

Предельно допустимое значение Rз, вычисляемое по вышеприведенному выражению, не должно превышать 40 Ом.

9.6. Центральные заземлители должны соединяться с магистралями заземлений не менее чем двумя проводниками, подключенными к заземлителю в разных местах.

9.7. Для соединения заземляемых частей электроустановок с центральным заземлителем прокладываются магистральные заземляющие проводники.

Заземляющие проводники прокладываются на опорах ВЛ ниже фазных проводов и закрепляются на стальных крюках, скобах или на костылях без изоляторов.

Расстояние по вертикали от нижнего провода ВЛ до заземляющего проводника должно быть не менее 0,8 м.

9.8. В качестве магистральных заземляющих проводников следует использовать стальные (однопроволочные и многопроволочные), сталеалюминиевые, алюминиевые провода с площадью поперечного сечения, определяемой расчетом, но не менее 25 кв. мм.

9.9. В местах пересечения ВЛ с автомобильными дорогами заземляющий проводник должен подвешиваться с таким расчетом, чтобы исключить его обрыв движущимся транспортом, а расстояние по вертикали от заземляющего проводника до наиболее выступающей части автотранспорта должно быть не менее 1 м. Если это условие выполнить невозможно, то допускается подземная прокладка заземляющего проводника.

9.10. Соединение заземляющих проводников в пролетах ВЛ должно производиться с помощью болтовых соединений, сваркой или специальными зажимами.

В каждом пролете допускается не более трех соединений заземляющего проводника.

Включение различных приборов и устройств в рассечку заземляющего проводника запрещается.

9.11. Заземление самоходных электроустановок (экскаваторов, буровых станков, кабельных барабанов и т.п.) и других электроустановок, питающихся по гибким кабелям, должно осуществляться посредством заземляющей жилы кабеля.

9.12. Подключение заземляющей жилы к корпусам экскаваторов, буровых станков, приключательных пунктов и другого оборудования рекомендуется выполнять к наружному заземляющему болту. При технической сложности наружного подключения допускается присоединение заземляющей жилы к внутреннему заземляющему болту.

9.13. Для заземления отдельных электроустановок, удаленных на значительное расстояние от центрального заземлителя, допускается устраивать индивидуальные заземлители, обеспечивающие в любое время года сопротивление заземления, регламентируемое п. 9.5. При этом следует проверять на срабатывание 1 и 2-ю ступени защиты, установленные на питающей линии, при искусственном замыкании фазы на землю в электроустановке либо вблизи нее.

9.14. Электрооборудование, размещенное внутри самоходной или передвижной электроустановки, должно иметь надежный электрический контакт с корпусом, который, в свою очередь, должен быть подключен к заземляющему устройству.

Надежность контакта между оборудованием и корпусом может быть обеспечена:

электрической сваркой;

болтовым соединением (при этом должны быть предусмотрены меры против ослабления контакта и коррозии). Допускается также установка заземляющих поводков. Места присоединения поводков на оборудовании и корпусе должны обеспечивать металлический контакт и защищаться от коррозии.

9.15. Соединительные кабельные коробки, муфты и кабельные разъемы, устанавливаемые на гибких кабелях, должны быть заземлены путем присоединения заземляющих жил кабеля к специальным заземляющим зажимам без устройства местных заземлителей.

9.16. Допускается не устраивать местные заземлители у передвижных приключательных пунктов и трансформаторных подстанций при условии, что имеется дополнительный заземлитель (аналогичный центральному), подключенный к магистрали заземления таким образом, чтобы при выходе из строя центрального заземлителя, сопротивление общего заземляющего устройства не превышало значений, оговоренных в п. 9.5 настоящих Нормативов.

9.17. Для контроля сопротивления заземления должны производиться замеры его у каждой электроустановки. Периодичность замеров — не реже 1 раза в месяц, а также после каждой передвижки электроустановки и подключения ее к магистральному заземляющему проводу в другом месте.

При замерах сопротивления заземления отключение корпусов других электроустановок от сети заземления не требуется.

ответов на часто задаваемые вопросы

Набор для проверки сопротивления заземления с проводами и аксессуарами. Фотография: AEMC

.

В системах распределения электроэнергии провод защитного заземления является важной частью системы защитного заземления. Для целей измерения Земля служит в некоторой степени постоянным эталоном потенциала, относительно которого могут быть измерены другие потенциалы.

Знание того, как правильно проверить систему электрического заземления, необходимо для обеспечения того, чтобы она имела соответствующую пропускную способность по току, чтобы служить адекватным опорным уровнем нулевого напряжения.

В этой статье мы рассмотрим часто задаваемые вопросы техников-испытателей и стажеров, связанные с методами проверки сопротивления заземления.


1. В чем разница между двухточечным, трехточечным и четырехточечным тестом сопротивления заземления?

Наземные испытания названы по количеству точек, контактирующих с почвой. Обычно используемые термины относятся к мертвой земле, падению потенциала и тестам по методу Веннера.

  1. Мертвая земля (двухточечная): При использовании метода мертвой земли контакт осуществляется только в двух точках: тестируемый заземляющий электрод и удобное опорное заземление, такое как система водопровода или металлический столбик ограждения.
  2. Падение потенциала (трехточечное): В методе падения потенциала контакт устанавливается на тестируемом заземляющем электроде, в то время как датчики тока и потенциала контактируют с почвой на заданных расстояниях в процедуре тестирования.
  3. Метод Веннера (четырехточечный): При использовании метода Веннера заземляющий электрод не используется, а скорее независимые электрические свойства почвы могут быть измерены с использованием четырехзондового устройства и общепризнанной стандартной процедуры.Этот тест также известен как сопротивление почвы.

Связано: 4 Важные методы проверки сопротивления заземления


2. Как часто следует проверять системы заземления?

Погодные условия и времена года имеют наибольшее влияние на наземные системы. Большинство стандартов рекомендуют проводить тестирование с нечетными интервалами в 5, 7 или 9 месяцев. Использование нечетных интервалов обеспечивает выявление худших сезонов.


3. Какое значение сопротивления заземления считается приемлемым?

Целью тестирования сопротивления заземления является достижение минимально возможного значения сопротивления заземления.Наиболее широко применяемая спецификация заземления содержится в Национальном электротехническом кодексе, который определяет, что жилые заземления должны иметь сопротивление 25 Ом или меньше.

В некоторых спецификациях может требоваться более низкое сопротивление, например, указанное инженером, клиентом или производителем оборудования. NFPA и IEEE рекомендуют значение сопротивления заземления не более 5 Ом. Для компьютеров, генерирующих станций и оборудования управления технологическим процессом может потребоваться всего 1 или 2 Ом.


4. Как дождь влияет на испытание сопротивления заземления?

Повышенная влажность от дождя растворяет соли в почве и способствует дополнительной проводимости, что приводит к снижению сопротивления.Если перед тестом прошел сильный дождь и электрод едва соответствует требованиям, велика вероятность, что он не пройдет, когда почва высохнет.


5. Насколько глубоко я должен вбивать свои тестовые щупы?

Распространено заблуждение, что установка пробников на большую глубину улучшит показания сопротивления заземления. Тестовые зонды должны иметь минимальный контакт с почвой, что можно получить, наблюдая за дисплеем тестового набора.

При использовании наборов сопротивления заземлению с высоким допуском сопротивления может даже не потребоваться проникновение в поверхность, чтобы соответствовать пороговому допуску.Часто бывает достаточно просто положить зонды на плоскую поверхность и полить поверхность.


6. Влияет ли полив зонда заземления для улучшения контакта на результат моего теста?

Полив щупа для проверки сопротивления заземления — это специальное средство улучшения контакта, подобное шлифованию электрода перед его подключением к цепи. Этот метод не должен повлиять на ваше окончательное чтение, если между электродами будет достаточно расстояния при поливе.


7.Можно ли выполнить испытание на сопротивление заземления на бетоне или щебне?

Поскольку бетон достаточно хорошо проводит ток, есть вероятность, что вам нужно только положить зонды на поверхность и намочить область, чтобы установить контакт. Макадам, с другой стороны, ведет себя не так хорошо, как бетон из-за содержания смолы, но может быть достигнут достаточный контакт.

Если у вас возникают проблемы с получением показаний сопротивления заземления с помощью датчиков, поставляемых с вашим испытательным комплектом, попробуйте использовать коврик для заземления, сделанный из гибкой металлизированной токопроводящей площадки, такой как кусок листового металла.


8. Что делать, если не хватает места для выхода моих тестовых проводов?

Если недостаточно места, чтобы протянуть ваши выводы для падения потенциального тестирования, вам придется попробовать другой метод, обратитесь к процедурам тестирования, описанным в стандарте IEEE № 81. Наиболее часто используемой процедурой, используемой в этой ситуации, будет звездочка -Метод дельта.

Метод звезда-треугольник представляет собой адаптацию метода двух точек. Измерительные щупы располагаются в виде довольно близкого треугольника вокруг испытуемой земли, и между двумя различными точками (например, от щупа к земле и от щупа к щупу) проводится серия измерений.Затем значения обрабатываются по серии специально разработанных уравнений, чтобы получить показание сопротивления заземления.


9. Могу ли я проверить заземленные стержни в песчаной или каменистой почве?

Можно протестировать заземляющие стержни, вбитые в песчаный или каменистый грунт, хотя его труднее проверить, потому что влага, которая способствует электрической проводимости, быстро уходит. Каменистые почвы особенно имеют плохую общую консистенцию и меньший контакт с поверхностью электродов из-за больших пространств между каждым элементом.Во многих случаях могут потребоваться более длинные и более прочные зонды, чтобы обеспечить хороший контакт с почвой.


10. Можно ли использовать тестер изоляции (мегомметр) или мультиметр для проверки сопротивления заземления?

№ Тестеры сопротивления изоляции предназначены для измерения высоких уровней сопротивления и могут выдавать высокое напряжение. Тестеры заземления предназначены для измерения низкого сопротивления и ограничены низким напряжением для безопасности оператора.

Связано: Испытательное оборудование 101: Основы электрических испытаний

С помощью мультиметра можно измерить сопротивление почвы между заземляющим электродом и произвольной контрольной точкой (напр.система водопровода), но в реальной ситуации токи замыкания на землю могут иметь более высокое сопротивление.

Измерения, выполненные мультиметром постоянного тока или тестером изоляции, подвержены искажениям из-за электрических шумов в почве. Наборы для испытания сопротивления заземления специально разработаны для обеспечения недостаточных условий испытаний.


Список литературы

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий.

Сопротивление заземления — обзор

18.6.6 Электропитание и распределительное устройство

Основные характеристики, характеризующие систему электропитания, включают следующее:

Номинальное напряжение и соответствующие уровни изоляции

Ток короткого замыкания

Номинальный нормальный ток единиц оборудования

Система заземления

Национальные стандарты любой страны обычно рационализируются, чтобы включать один или два только уровни напряжения, тока, уровни неисправности и т. д.

Автоматический выключатель (или предохранитель в ограниченном диапазоне напряжений) — это единственная форма распределительного устройства, способная безопасно отключать все виды токов короткого замыкания, возникающих в энергосистеме.

Замыкания на землю в системах среднего напряжения могут создавать опасные уровни напряжения в установках низкого напряжения. Потребители низкого напряжения (и обслуживающий персонал подстанции) могут быть защищены от этой опасности следующим образом:

Ограничение величины токов замыкания на землю среднего напряжения

Уменьшение сопротивления заземления подстанции до минимально возможного значения

Создание эквипотенциальных условий на подстанции и в установке потребителя

Централизованное удаленное управление, основанное на системах SCADA (диспетчерский контроль и сбор данных) и последних разработках в области информационных технологий, становится все более популярным. распространено в странах, в которых сложность взаимосвязанных систем оправдывает расходы.

Защита от поражения электрическим током и перенапряжения тесно связана с достижением эффективного (с низким сопротивлением) заземления и эффективного применения принципов эквипотенциальной среды. После предварительного анализа требований к мощности установки проводится исследование кабельной разводки и ее электрической защиты, начиная с источника установки, через промежуточные ступени и кончая конечными цепями.

Кабели и их защита на каждом уровне должны удовлетворять нескольким условиям одновременно, чтобы обеспечить безопасную и надежную установку, например.g., он должен:

Перенести постоянный ток полной нагрузки и нормальные кратковременные сверхтоки

Не вызывать падения напряжения, которые могут привести к ухудшению рабочих характеристик определенных нагрузок, например , чрезмерно длительный период разгона при запуске двигателя и т. д.

Кроме того, защитные устройства (автоматические выключатели или предохранители) должны:

Защищать кабели и шины от всех уровней перегрузки по току, вплоть до и включая токи короткого замыкания

Обеспечьте защиту людей от опасностей косвенного прикосновения, где длина цепей может ограничивать величину токов короткого замыкания, тем самым задерживая автоматическое отключение.

Роль распределительного устройства — электрическая защита, безопасная изоляция от токоведущих частей, а также местное или дистанционное переключение.

Электрическая защита обеспечивает (1) защиту элементов схемы от термических и механических нагрузок токов короткого замыкания, (2) защиту людей в случае нарушения изоляции и (3) защиту питаемых приборов и аппаратов (например, двигатели и др.).

Состояние изоляции, четко обозначенное утвержденным индикатором «отказоустойчивости», или видимое разделение контактов считаются соответствующими национальным стандартам многих стран.Функции управления распределительным устройством позволяют обслуживающему персоналу системы изменять загруженную систему в любой момент в соответствии с требованиями и включают в себя следующее: функциональное управление (плановое переключение и т. Д.), Аварийное переключение и операции по техническому обслуживанию энергосистемы.

Выбор линейки автоматических выключателей определяется следующим: электрические характеристики установки, окружающая среда, нагрузки и необходимость дистанционного управления, а также предполагаемый тип телекоммуникационной системы.Для установки низковольтного выключателя требуется отключающая способность при коротком замыкании, превышающая или равная расчетному предполагаемому току короткого замыкания в точке его установки.

Консультации — Инженер по подбору | Электрическое заземление и соединение согласно NEC

Цели обучения
  • Изучите терминологию правильного электрического заземления.
  • Ознакомьтесь с требованиями Национального электротехнического кодекса по заземлению и подключению для глухозаземленных низковольтных систем переменного тока (ниже 1000 вольт).
  • Предотвращение общих ошибок при проектировании и строительстве при заземлении и подключении.

Электрическое заземление и соединение — одна из многих неправильно понимаемых тем для обсуждения в сфере проектирования и строительства. Есть две основные причины для понимания заземления и применения правильной конструкции для заземления и соединения: безопасность и правильная работа чувствительного электронного оборудования.

NFPA 70: Статья 250 Национального электротехнического кодекса охватывает минимальные требования к заземлению и заземлению, и, хотя NEC перечисляет требования, которые необходимо соблюдать, ее не следует воспринимать как руководство по проектированию.Некоторые обсуждаемые термины и требования могут быть верными для европейских стандартов, однако цель этой статьи — прояснить конструкцию заземления и соединения, применяемую в Соединенных Штатах.

Требования к заземлению

Статья 250 является сложной частью NEC и охватывает множество различных типов систем: заземленные системы (менее 50 вольт, от 50 до 1000 вольт и более 1000 вольт), незаземленные системы, системы более 1000 вольт, системы с заземленной нейтралью через полное сопротивление. , системы постоянного тока, отдельно производные системы и заземление приборов и счетчиков / реле.Цель этой статьи — обсудить требования к надежно заземленным электрическим системам переменного тока с напряжением менее 1000 вольт.

Рисунок 1: На рисунке систем заземления показано соединение от электросети к нагрузке. Предоставлено: CDM Smith

Заземление и заземление являются важными и обязательными для NEC, потому что при правильном выполнении они защитят персонал от опасности поражения электрическим током и обеспечат работу электрической системы. Эти практики выполняют следующие функции:

  • Обеспечивает устойчивость корпусов оборудования и других обычных металлических деталей и, следовательно, их безопасность при прикосновении.
  • Ограничивает непреднамеренное напряжение в электрической системе, вызванное молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями высокого напряжения.
  • Связывает электрическое оборудование вместе, чтобы установить путь с низким сопротивлением (эффективный путь тока замыкания на землю) от места повреждения до источника питания, чтобы облегчить работу устройств максимального тока.
  • Устанавливает стабильное напряжение относительно земли во время работы, включая короткие замыкания.
  • Не дает электромагнитным помехам вызывать неправильную работу.
  • Предотвращает появление нежелательного тока.

Требования к заземлению и соединению начинаются при обслуживании. NEC требует, чтобы заземленный провод (ы) был проложен вместе с незаземленными проводниками к оборудованию служебного входа, и он должен подключаться к клемме заземленного проводника (ов) или к шине. Заземленный рабочий провод необходимо подключать к заземляющему проводу электрода при каждом обслуживании. Основная перемычка заземления должна подключать заземленный провод к заземляющим проводам оборудования и корпусу служебного входа через клемму заземленного проводника или шину.

GEC должен использоваться для подключения EGC, корпусов сервисного оборудования и, если система заземлена, заземленного рабочего проводника к заземляющим электродам. На рисунке 1 показаны соединения системы заземления.

Рисунок 2: Расстояние между стержнями заземления показано на этих рисунках. Предоставлено: CDM Smith

Минимальные сечения заземленного проводника, EGC и GEC определяются на основе таблицы 250.102 (C) (1) NEC, таблицы 250.122 и таблицы 250.66 соответственно. Размеры основных соединительных перемычек, соединительных перемычек на стороне питания и системных соединительных перемычек также можно выбрать из Таблицы 250.102 (С) (1).

Хотя заземленный провод подключается на стороне питания, он не должен подключаться к EGC или повторно подключаться к заземлению на стороне нагрузки средств отключения службы, за исключением случаев, разрешенных в статье 250.142 (B) NEC 2017 года.

Общие ошибки

Есть несколько ошибок, которые обычно наблюдаются при проектировании или во время строительства из-за непонимания или неправильного представления о заземлении, соединении и Статье 250 NEC. Вот несколько наиболее часто встречающихся ошибок:

Ошибка 1: Использование неправильных таблиц для EGC, заземленного проводника или GEC.

Методы определения размеров, подробно описанные в NEC, являются минимальными требованиями и могут не соответствовать объему и размеру проекта. Большие доступные токи короткого замыкания могут потребовать большего сечения проводов, чем минимальные требования NEC.

Размер EGC должен соответствовать таблице 250.122. Полноразмерный EGC необходим для предотвращения перегрузки и возможного перегорания проводника в случае замыкания на землю вдоль одной из параллельных ветвей. Размеры EGC указаны в таблице 250.122 на основе номинала устройства защиты от сверхтоков на входе, которое защищает проводники, проложенные вместе с EGC.

Однако размеры EGC в таблице 250.122 не учитывают падение напряжения. Таким образом, размеры незаземленных проводов следует подбирать с учетом падения напряжения, и согласно 250,122 (B) размер EGC должен увеличиваться пропорционально размерам незаземленных проводов большего размера. Например, для автоматического выключателя ответвления на 480 В с номиналом 150 ампер EGC должен иметь размер 6 AWG для меди или 4 AWG для алюминия для падения напряжения не более 3%.

Заземленный провод в рабочем состоянии должен иметь размер в соответствии с таблицей 250.102 (C) (1), исходя из размера самого большого незаземленного проводника или эквивалентной площади для параллельных проводов. Эту таблицу также можно использовать для определения размеров основной перемычки заземления, перемычки подключения системы и перемычки подключения на стороне питания для систем переменного тока. Как указано в примечаниях к таблице 250.102 (C) (1), для незаземленных проводников сечением более 1100 тыс. Куб. М меди или алюминия 1,750 тыс. Куб.5% площади самого большого незаземленного проводника питания или эквивалентная площадь для параллельных проводов питания. Если незаземленные проводники устанавливаются параллельно в двух или более наборах, заземленный провод также должен быть установлен параллельно.

Для параллельных комплектов эквивалентный размер наибольшего незаземленного проводника (ов) питания должен определяться по наибольшей сумме площадей соответствующих проводов каждого комплекта. Например, с учетом того, что электрическая сеть обеспечивается пятью комплектами медных проводников по 500 тыс. Куб. М, заземленный провод, требуемый в каждом наборе, должен быть из медных проводов на 350 тыс. Куб. М.Общая эквивалентная площадь параллельных проводов питания в каждом наборе составляет 2 500 тыс. Куб. М (пять раз по 500 тыс. Куб. М при пяти параллельных незаземленных проводниках). Поскольку эквивалентная площадь для меди превышает 1100 км / мил, заземленный провод (ы) должен иметь площадь не менее 12,5%. Это площадь около 312,5 тыс. Куб. М, что, согласно таблице 8 главы 9 NEC за 2017 г., составляет 350 тыс. Куб. М меди.

Рисунок 3: Здесь сравнивается отдельно производная система (справа) с неразделенно производной системой.Предоставлено: CDM Smith

Размер GEC должен соответствовать таблице 250.66. Примечания в нижней части таблицы 250.66 необходимо учитывать, если имеется несколько служебных входных проводников или нет служебных входных проводников. Учитывая количество служебных входных проводников, размер определяется либо по самому большому незаземленному служебному входному проводнику, либо по эквивалентной площади для параллельных проводов. Размер GEC также зависит от материала проводника и его подключения к электродам, указанным в статье 250.66 (А) — (С). Допустимые материалы: медь, алюминий, алюминий с медным покрытием и предметы, разрешенные статьей 250.68 (C).

Например, учитывая, что электрическая сеть обеспечивается одним комплектом медных проводников 500 тыс. Куб. М, GEC в соответствии с таблицей 250.66 должен быть из медных проводов сечением 1/0 AWG. Место для установки GEC находится в служебных помещениях, в каждом здании или сооружении, где питание обеспечивается фидером (ами) или ответвленной цепью (ами), или отдельно производной системой.

Повторюсь, GEC — это соединение заземленного проводника системы или оборудования с заземляющим электродом или точкой в ​​системе заземляющих электродов.Это приводит к ошибке № 2, ошибкам в системе заземляющих электродов, что обычно наблюдается при проектировании и строительстве.

Ошибка 2: Соответствие только минимальным требованиям NEC для системы заземляющих электродов, которые могут не соответствовать объему проекта.

Система заземляющих электродов состоит из заземляющих электродов, которые имеются в каждом обслуживаемом здании или сооружении, которые соединены вместе. Элементы, которые квалифицируются как заземляющий электрод, подробно описаны в статье 250.52, который включает в себя электрод в бетонном корпусе, заземляющее кольцо, окружающее здание или конструкцию, стержневые и трубчатые электроды, пластинчатые электроды и другие перечисленные электроды. NEC детализирует минимальные требования, но не обязательно требования к проектированию или строительству, которые допускают функциональную систему в зависимости от объема проекта.

Это часто встречающиеся проблемы в системе заземляющих электродов, которая соответствует требованиям NEC, но не соответствует объему проекта:

  • Не устанавливается третий заземляющий электрод.Для NEC требуется как минимум два заземляющих электрода, если только один электрод не имеет сопротивления земли менее 25 Ом. Однако обычно в строительстве сопротивление заземления не измеряется повторно после установки дополнительного заземляющего электрода. Следовательно, сопротивление заземления 25 Ом не подтверждено как соблюденное. Согласно NEC, два электрода будут соответствовать нормам, но это не гарантирует низкого сопротивления электрода относительно земли. Использование заземляющего кольца с несколькими заземляющими электродами считается лучшей практикой для обеспечения низкого сопротивления.Кроме того, в спецификациях также должно содержаться требование о проведении измерений сопротивления заземления после установки системы заземляющих электродов, чтобы определить, требуются ли дополнительные электроды.
  • Допускается сопротивление заземления 25 Ом, потому что это разрешено правилами.
  • Установка заземляющих электродов (в частности, стержней) на расстоянии 6 футов друг от друга, потому что это минимальное расстояние, требуемое по нормам.
    • Каждый стержень заземления имеет свою собственную зону воздействия, как показано на рисунке 2. Оптимальное расстояние между стержнями должно быть в два раза больше длины стержня заземления.Когда зоны перекрываются, общее сопротивление каждого стержня увеличивается, что снижает эффективность системы заземления.

При проектировании и установке систем заземляющих электродов необходимо учитывать множество факторов. Это:

  • Размер услуги.
  • Типы нагрузок, которые будут подключены.
  • Почвы: на удельное сопротивление влияют соль, влажность, температура и глубина.

Принимая во внимание все вышеперечисленные факторы, некоторые из передовых практик, применяемых в отрасли, включают использование заземляющих колец вокруг зданий, заземляющих треугольников в небольших помещениях, экзотермических сварных швов для скрытых или скрытых соединений и заземляющих стержней, а также установку наземных испытательных / инспекционных колодцев, которые обеспечить легкий доступ для проверки сопротивления заземления.

Рисунок 4: Главный выключатель служебного входа с четырехпроводной нагрузкой. Сторона линии находится вверху с белыми нейтральными проводниками, а сторона нагрузки — внизу с серыми нейтральными проводниками. Предоставлено: CDM Smith

Ошибка 3: Заземленный провод (нейтраль) соединяется с шиной заземления в нескольких местах.

Согласно Статье 250.142, соединение нейтрали с землей допускается на стороне питания или внутри корпуса средства отключения сети переменного тока.Это соединение также разрешено в отдельно производных системах. Если заземленный провод снова заземляется на стороне нагрузки службы, соединение между заземленным проводом и EGC на стороне нагрузки службы помещает EGC в параллельную цепь с заземленным проводником.

Другая проблема, которая может возникнуть из-за нескольких мест подключения, — это риск отключения заземленного проводника на линии обслуживания. Это может привести к тому, что EGC и все подключенные к нему токопроводящие части будут под напряжением, потому что токопроводящий путь обратно к источнику, который обычно позволяет сработать устройству максимального тока, не подключен.В этом случае потенциал заземления любых открытых металлических частей может быть повышен до линейного напряжения, что может привести к возникновению дуги и серьезной опасности поражения электрическим током.

Ошибка 4: Заземление и схема соединения для отдельно производных систем.

Одной из распространенных ошибок при проектировании заземления и соединения является заземление генераторов и определение того, используется ли трех- или четырехполюсный автоматический переключатель резерва с четырехпроводной системой питания. Заземление отдельно созданной системы подробно описано в статье 250.30. Ошибка в конструкции заземления и соединения для отдельно производных систем проистекает из понимания определения отдельно производной системы. Как показано на рисунке 3, система считается производной отдельно, если система не имеет прямого электрического соединения с заземленным проводом (нейтралью) другой системы питания, кроме как через соединительный провод и заземляющий провод оборудования.

Генератор также требует прямого заземления, если он считается отдельно производной системой, как показано ниже.Если используется четырехполюсный АВР и переключается нейтраль, генератор или вторичный резервный источник становится отдельно производной системой. Следует отметить, что трехполюсный АВР может использоваться с четырехпроводным генератором, а также считаться отдельно производной системой, если система распределения электроэнергии является трехпроводной. В этой ситуации нейтраль генератора будет подключена к земле, но заземленный (нейтральный) провод не будет подключен к АВР.

Рис. 5: Это трансформатор, соединенный треугольником, со стороной высокого напряжения, входящей снизу, а вторичной обмоткой, выходящей сверху.Как показано, заземленный провод (нейтраль) заземлен на трансформаторе. Предоставлено: CDM Smith

Определения заземления и соединения

NFPA 70 содержит множество требований: Статья 250 Национального электротехнического кодекса. Распространенная причина путаницы в основном связана с непониманием правильных определений. Следовательно, первым шагом к пониманию статьи 250 является понимание терминологии в рамках NEC. Ниже приведены некоторые термины, взятые из статьи 100 NEC издания 2017 г., и пояснения к упомянутым терминам.

Соединение (соединение): Соединяется для обеспечения непрерывности и электропроводности. Не следует путать соединение с заземлением. Два элемента оборудования, соединенные вместе, не обязательно означают, что оба элемента оборудования заземлены. Тем не менее, это гарантирует, что металлические части подключенного оборудования могут образовывать токопроводящий путь для непрерывности электрической цепи.

Связывающая перемычка, сторона питания: Проводник, установленный на стороне питания службы или внутри корпуса (а) служебного оборудования, или для отдельно выделенной системы, которая обеспечивает требуемую электрическую проводимость между металлическими частями, которые необходимо электрически соединить.

Соединительная перемычка, система: Соединение между заземленным проводом цепи и соединительной перемычкой на стороне питания или заземляющим проводом оборудования, или обоими, в отдельно выделенной системе.

Соединительный провод или перемычка: Надежный проводник, обеспечивающий необходимую электрическую проводимость между металлическими частями, которые необходимо электрически соединить.

Соединительная перемычка, основная: Соединение между заземленным проводом цепи и заземляющим проводом оборудования в рабочем состоянии.

Эффективная цепь тока замыкания на землю: Специально сконструированная электрически проводящая цепь с низким импедансом, разработанная и предназначенная для передачи тока в условиях замыкания на землю от точки замыкания на землю в системе электропроводки до источника электропитания, что облегчает срабатывание устройства защиты от сверхтоков или датчиков замыкания на землю. Земля не считается эффективной цепью тока замыкания на землю.

Заземляющий провод оборудования: Проводящий путь (пути), который обеспечивает путь тока замыкания на землю и соединяет обычно не токоведущие металлические части оборудования вместе и с заземленным проводом системы, или с проводником заземляющего электрода, или с обоими.

Земля: Земля.

Заземленный провод: Система или провод цепи, который намеренно заземлен (т.е. нейтральный провод).

Заземляющий электрод: Проводящий объект, через который устанавливается прямое соединение с землей. Обычные заземляющие электроды включают стержни, пластины, трубы, заземляющие кольца, металлические опорные конструкции в земле и электроды в бетонном корпусе. Все заземляющие электроды в каждом здании или сооружении должны быть соединены вместе, чтобы сформировать систему заземляющих электродов.

Провод заземляющего электрода: Проводник, используемый для подключения заземляющего проводника системы или оборудования к заземляющему электроду или к точке в системе заземляющих электродов.

Путь тока замыкания на землю: Токопроводящий путь от точки замыкания на землю в системе электропроводки через обычно нетоковедущие проводники, оборудование или землю до источника электропитания. Примерами путей тока замыкания на землю являются любые комбинации заземляющих проводов оборудования, металлических кабельных каналов и электрического оборудования.

Заземление (заземление): Подключено (подключается) к заземлению или к проводящему телу, расширяющему заземление. Заземление не следует путать с заземлением. Оборудование может быть соединено вместе, но оно не считается заземленным, если оно не подключено обратно к земле.

Заземлен, прочно: Заземлен без подключения резистора или устройства импеданса.

Нейтральный проводник: Проводник, подключенный к нейтральной точке системы, которая предназначена для проведения тока в нормальных условиях.

Нейтральная точка: Общая точка соединения звездой в многофазной системе или средняя точка в однофазной, трехпроводной системе или средняя точка однофазной части трехфазной системы треугольником или средняя точка трехпроводная система постоянного тока.

Услуга: Проводники и оборудование для подачи электрической энергии от обслуживающего предприятия в систему электропроводки обслуживаемых помещений.

Сервисное оборудование: Необходимое оборудование, обычно состоящее из автоматического выключателя или переключателя, предохранителей и их принадлежностей, расположенное рядом с точкой входа питающих проводов в здание, другое сооружение или иным образом определенную зону и предназначенное для использования в качестве основного контроль и средства отключения питания.

Сопротивление заземления и методы измерения —

A Согласно статистике Национального бюро регистрации преступлений (NCRB), 2255 человек погибли в результате случайных пожаров, вызванных короткими замыканиями в 2015 году, что на 25 процентов больше, чем в 2014 году, и на 48 процентов больше, чем в 2011 году. Возгорания короткого замыкания были вызваны ослаблением проводки, некачественной электрической арматурой (неправильное заземление / соединения) или плохим обслуживанием электромонтажных работ.

Чтобы избежать некоторых из обстоятельств, важно обеспечить альтернативный путь, который может рассеивать ток утечки или короткого замыкания в землю, что называется заземлением.Сопротивление заземления является важным параметром для расчета величины тока короткого замыкания / утечки, рассеиваемого в земле.

Словарь Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) (стандарт 100) определяет заземление как «проводящее соединение, намеренное или случайное, с помощью которого электрическая цепь или оборудование подключаются к земле или к некоторому проводящему телу относительно большого размера. степень, служащая вместо земли ».

Существует две практики заземления: i.е., заземление и заземление оборудования. Заземление — это намеренное соединение проводника цепи, обычно нейтрального, с заземляющим электродом, помещенным в землю. Заземление оборудования обеспечивает правильное заземление работающего оборудования внутри металлической конструкции / корпуса.

Национальное агентство противопожарной защиты США (NFPA) и IEEE рекомендуют значение сопротивления заземления не более 5 Ом. Цель состоит в том, чтобы достичь наименьшего значения сопротивления заземления.

Важность измерения сопротивления заземления
Омическое сопротивление грунта является наиболее важным при определении конструкции системы заземления для новых установок (применение с нуля) для удовлетворения требований к сопротивлению заземления, т.е.е., чтобы найти место с наименьшим возможным сопротивлением. Однако плохие почвенные условия можно преодолеть с помощью более сложных систем заземления. Состав почвы, влажность и температура — все это влияет на удельное сопротивление почвы. Сопротивление почвы непостоянно; следовательно, он становится непредсказуемым, который может варьироваться географически и на разной глубине почвы.

Содержание влаги меняется в зависимости от сезона, в зависимости от нижних слоев земли, а также от глубины постоянного уровня грунтовых вод.Почва и вода обычно более стабильны на более глубоких пластах. Таким образом, заземляющие стержни помещаются как можно глубже в землю, по возможности на уровне грунтовых вод. Также установка заземляющих стержней должна производиться при стабильной температуре, то есть ниже линии промерзания. Если система заземления спроектирована так, чтобы выдерживать наихудшие из возможных условий, она считается эффективной системой заземления.

Факторы, влияющие на сопротивление заземления
Значение сопротивления определяется как:
R = p l / a

Итак, факторы, влияющие на сопротивление заземления:
Длина / глубина заземляющего электрода: Удельное сопротивление грунта непостоянно; следовательно, это становится непредсказуемым.Чем глубже уровень почвы, тем ниже удельное сопротивление почвы. Следовательно, установка заземляющих электродов глубже — эффективный способ снизить сопротивление заземления.

Диаметр заземляющего электрода: Увеличение диаметра заземляющего электрода приводит к снижению сопротивления электрода.

Количество заземляющих электродов: Сопротивление заземления можно снизить с помощью нескольких заземляющих электродов. Более одного электрода подключены параллельно и вбиваются в землю для снижения сопротивления.В таблице 1 представлены различные сопротивления заземления.

Конструкция системы заземления
Если один электрод вбит в землю, это считается простой системой заземления. Это наиболее распространенная практика заземления. Если системы заземления состоят из нескольких стержней заземления, связанных, ячеистых или сетевых сетей, пластин заземления и контуров заземления, то система считается комплексным заземлением. Эти системы предпочтительно устанавливать на подстанциях, в центральных офисах и на вышках сотовой связи.

Методы измерения сопротивления заземления
P = 2 π A R, где:
P = среднее удельное сопротивление грунта на глубину A в: Ом-см


π = 31,416
A = расстояние между электродами в см
R = измеренное значение сопротивления в Ом

Падение потенциала
Внешний испытательный электрод или токовый испытательный стержень вбивается в землю на расстоянии 30–50 метров от системы заземления. Это расстояние будет зависеть от размера тестируемой системы, как показано в таблице ниже, а затем внутренний электрод или столбик для измерения напряжения вбивается в землю на полпути (расстояние 50 процентов) между заземляющим электродом и текущим тестовым стержнем. , и по прямой между ними.Этот метод включает проверку того, что испытательные электроды действительно расположены достаточно далеко для получения правильных показаний. Для исправленного измерения необходимо провести два дополнительных измерения:

  • Первый с испытательным электродом напряжения (P) переместился на 10 процентов расстояния между электродом и землей исходного напряжения от своего исходного положения, и
  • Второй с ним переместился на 10 процентов ближе, чем его исходное положение


Метод 62 процентов
Небольшая модификация метода падения потенциала делает его пригодным для систем заземления среднего размера.Эта модификация заявлена ​​как 62-процентный метод. Он включает в себя размещение внутреннего испытательного стержня на расстоянии 62% от заземляющего электрода от разделения внешнего стержня. Некоторые из недостатков этого метода:

  • Предполагается, что подстилающая почва однородна, что практически невозможно. Следовательно, измерение удельного сопротивления почвы играет важную роль в измерении сопротивления земли.
  • Этот метод не подходит для больших систем заземления, поскольку расстояние между стойками, необходимое для обеспечения точного измерения, может быть чрезмерным, что потребует использования очень длинных измерительных проводов.

Метод наклона
Для большой системы невозможно измерить сопротивление земли методом спада потенциала из-за ограничения электродов. Следовательно, наклонный метод подходит для использования с большими системами заземления, такими как заземление подстанции. Этот метод аналогичен методу падения потенциала, но включает в себя выполнение ряда измерений сопротивления в различных системах заземления до разделения электродов по напряжению. После измерения необходимо построить график изменения сопротивления между землей и током, чтобы найти оптимальное сопротивление.

Метод звезда-треугольник
Этот метод лучше всего подходит для использования с большими системами в населенных пунктах или на каменистой местности, где размещение испытательных электродов затруднено, особенно на прямой линии на большом расстоянии. В этом методе есть три электрода, которые устанавливаются в углах, образуя равносторонний треугольник с системой заземления посередине. Общее сопротивление между соседними электродами учитывается для целей измерения, а также между каждым электродом и системой заземления.

Метод четырех потенциалов (метод Веннера) В этом методе четыре электрода помещаются в землю в линию, которые расположены на одинаковом расстоянии друг от друга на расстоянии «а». Генератор используется для подачи тока «I» между двумя внешними электродами (E и H), который затем используется для измерения. Затем потенциал rV измеряется вольтметром между двумя центральными электродами (S и ES).

Стандарты для измерения сопротивления заземления

  • Стандарт IEEE 81-2012: Это стандарт IEEE для измерения удельного сопротивления земли, импеданса земли и потенциалов поверхности земли в системе заземления.

Авторы: Комал Бхандаре, Дипак Никам и Анил Гадхе (отдел ИБ)

Электрическое испытательное оборудование | Электростанция для подключения

Доктор Ахмед Эль-Рашид — Управление продуктами

Эффективное заземление необходимо для безопасной работы любой электрической системы, и единственный способ гарантировать, что заземляющие устройства работают и остаются таковыми, — это тщательно и регулярно проверять их.

Подавляющее большинство систем распределения электроэнергии спроектировано таким образом, что в случае нарушения изоляции или аналогичного повреждения возникающий ток короткого замыкания отводится на землю.Это предотвращает рост открытых проводящих частей до опасного потенциала, в то же время позволяя току короткого замыкания течь достаточно долго и на достаточно высоком уровне, чтобы защитные устройства сработали и изолировали замыкание. Из этого описания ясно, что надежное и эффективное заземление необходимо для безопасной работы систем, и что если система заземления выйдет из строя или станет неэффективной, в лучшем случае безопасность будет поставлена ​​под угрозу, а в худшем — может возникнуть значительный риск. жизнь и собственность.

Основная функция каждой системы заземления — обеспечить надежное соединение с низким сопротивлением с основной частью земли с помощью одного или нескольких заземляющих электродов, которые обычно имеют форму стержней или матов. Все системы заземления предназначены для достижения этой цели с учетом требований приложения, таких как уровень предполагаемого тока замыкания на землю, с которым они могут работать. Тем не менее, эффективность земных систем зависит от множества трудноуправляемых переменных, таких как тип почвы и содержание влаги, что всегда важно проверять характеристики новых систем путем тщательных испытаний во время ввода в эксплуатацию.

И требования к испытаниям не заканчиваются испытаниями при вводе в эксплуатацию, так как многие факторы могут со временем ухудшить характеристики систем заземления. Например, может измениться влажность почвы. В хорошем проекте должны быть учтены сезонные колебания, но другие события, такие как изменение уровня местного грунтовых вод, труднее учитывать. Электроды и соединения с ними также могут быть затронуты коррозией, и нет ничего удивительного в том, что системы заземления получают физическое повреждение либо случайно, как это могло произойти во время работ в соседнем здании, либо преднамеренно в виде кражи или вандализма.

Все это указывает на то, что нельзя быть уверенным в том, что система заземления, даже если ее первоначальные характеристики были полностью удовлетворительными, со временем сохранит удовлетворительные характеристики. Опять же, единственный способ быть уверенным — это проверить его, и, учитывая жизненно важную роль безопасности систем заземления, регулярные рутинные испытания следует рассматривать как существенные, а не как необязательные.

Настоятельно рекомендуется проводить испытания в форме комплексного структурированного обследования заземления, состоящего из семи основных этапов.Первый из них — это тщательный визуальный осмотр заземляющей установки. При этом следует искать любые признаки повреждения, сломанные, порезанные или отсоединившиеся иным образом заземляющие проводники, а также признаки коррозии не только самих электродов, но и соединений между электродами и заземляющими проводниками. Все неисправности необходимо устранить перед тем, как приступить к последующим этапам тестирования, но всегда следует помнить, что отсоединившийся заземляющий провод может быть под напряжением, и очень важно проверить это перед тем, как прикасаться к нему или обращаться с ним.

Второй этап — измерение токов утечки в заземляющих проводах. В идеале в этих проводниках не должно быть тока, но фильтры и аналогичные устройства, используемые в современном электронном оборудовании, часто создают небольшой ток утечки даже при правильной работе. Однако большее беспокойство вызывает электрическое оборудование, в котором возникает неисправность, которая позволяет ему продолжать работать без проблем, но, тем не менее, приводит к протеканию тока на землю. Такое оборудование может продолжать использоваться в течение длительного времени, при этом оператор не знает о проблеме, но совершенно очевидно, что перед проведением дальнейших испытаний системы заземления очень важно обнаружить такой ток утечки, и наиболее удобный способ сделать это, как правило, — использовать токоизмерительные клещи, способные измерять токи в миллиамперном диапазоне.Если в заземляющем проводе обнаруживается значительный ток, необходимо отследить источник и устранить проблему, прежде чем продолжить тестирование.

Заключительное подготовительное испытание — электрическая проверка целостности заземляющих проводов для подтверждения оценки целостности, выполненной во время визуального осмотра системы. Целью этого испытания является обнаружение и обнаружение соединений с высоким сопротивлением, которые являются типичным результатом коррозии в открытых системах проводов. Важно иметь в виду, что в этом контексте «высокое сопротивление» означает что-нибудь от сотни микроом или около того и выше.Значения сопротивления этого порядка нельзя измерить с помощью обычного мультиметра, поэтому для этого теста необходимо использовать омметр с низким сопротивлением (также известный как микроомметр).

После завершения визуального осмотра системы заземления, подтверждения отсутствия утечки и проверки целостности проводов, необходимо — для полного освидетельствования заземления — отсоединить заземляющие электроды. Ни при каких обстоятельствах нельзя нарушать заземляющие соединения до тех пор, пока последствия для безопасности не будут полностью оценены и не будут предприняты соответствующие шаги для минимизации рисков.Обычно это будет включать обесточивание и блокировку оборудования, которое должно быть отключено от земли, но также важно учитывать потенциальные опасности наведенных напряжений, которые могут присутствовать в незаземленном оборудовании, даже когда оно не находится под напряжением.

Кроме того, стоит отметить, что существуют методы измерения сопротивления заземления без отключения заземляющих электродов. К ним относятся, например, ART (метод прикрепленного стержня) и бесстоечное тестирование с помощью зажимных тестеров.Эти методы полезны, но все они имеют ограничения и повсеместно признано, что тестирование методом падения потенциала, которое обязательно включает отключение проверяемого электрода или электродов, дает наиболее точные и надежные результаты. Поэтому для окончательных исследований сопротивления заземления следует использовать метод проверки падения потенциала.

Рисунок 1

Это испытание проводится с помощью набора для испытания сопротивления заземления, который состоит из двух цепей, как показано на Рисунке 1 выше.Первая цепь включает в себя источник напряжения и амперметр и выводится на токовые клеммы прибора. Вторая цепь включает только вольтметр и выведена на клеммы напряжения прибора. Один из токовых выводов и один из выводов напряжения подключены к тестируемому электроду. Другой токовый вывод подключается к временному заземляющему штырю, который вставляется в землю на значительном расстоянии от электрода (всплеск тока), а другой терминал напряжения подключается к другому временному заземляющему шипу (всплеск напряжения).

Скачок напряжения вставляется в почву на различных расстояниях по прямой линии между испытуемым электродом и всплеском тока, и на каждом расстоянии регистрируется показание напряжения. Поскольку ток также известен, можно использовать закон Ома для вычисления значения сопротивления для каждого места скачка напряжения. Если сопротивления нанесены в зависимости от расстояния, кривая должна показать почти ровную область (см. Рисунок 2 ниже). Значение сопротивления в этой области — это сопротивление заземляющего электрода.

Рисунок 2

Процедура обязательно более сложная для систем с несколькими электродами или с сетками заземления, но полезную информацию, охватывающую эти ситуации, и более подробное объяснение испытаний заземления можно найти в публикации «Getting Down to Earth», которая доступна в качестве бесплатного скачать с сайта Megger.

В рамках комплексного обследования заземления также важно провести испытания для определения потенциалов прикосновения и ступенчатого потенциала, потенциал прикосновения — это разность потенциалов, которую может испытать человек, стоя на поверхности земли и коснувшись заземленного проводящего объекта во время неисправность производила электрический ток на землю.Шаговый потенциал — это разность потенциалов, которую может испытать человек между ногами относительно земли, в которой существует ток короткого замыкания.

Потенциал прикосновения определяется путем первого измерения сопротивления заземления рассматриваемого объекта с использованием методов, аналогичных тем, которые используются для измерения сопротивления заземляющего электрода. Когда это сопротивление известно, наряду с максимальным ожидаемым током короткого замыкания, можно использовать закон Ома для расчета наихудшего потенциала прикосновения с разумным запасом точности.Потенциал шага оценивается аналогичным образом, но когда выполняется измерение сопротивления заземления, скачки напряжения врезаются в землю на расстоянии около 1 метра друг от друга, так как это приблизительная длина шага среднего человека.

Изложенные до сих пор процедуры предоставляют бесценные данные о состоянии и характеристиках системы заземления, но часто также полезно знать о свойствах почвы, в которой расположена система заземления. Некоторая часть этой информации получается путем осмотра и исследования почвы для определения ее типа, но также важно проводить измерения удельного сопротивления земли.Обратите внимание, что эти измерения относятся только к собственному удельному сопротивлению почвы, тогда как измерения сопротивления заземления, обсуждавшиеся ранее, относятся к сопротивлению конкретного заземляющего электрода (или электродов).

Проверка удельного сопротивления заземления обычно может выполняться с использованием того же прибора, что и для проверки сопротивления заземления, с одной оговоркой: прибор должен быть четырехконтактным, с выводами напряжения и тока на отдельные клеммы. Три клеммных прибора не подходят для измерения удельного сопротивления земли.

Удельное сопротивление Земли обычно измеряется методом Веннера, который включает использование четырех временных стержней земли. Однако не требуется перемещать штыри в рамках процедуры испытания — их расположение и расстояние определяются глубиной, на которой требуется определить удельное сопротивление земли.

Заземление является фундаментальным требованием для безопасности электроустановок, но слишком часто эффективности систем заземления уделяется мало внимания, особенно после проверки первоначальных характеристик.Это опасно и ненужно. Как мы видели, характеристики земных систем можно надежно оценить с помощью принятого структурированного, пошагового подхода, и, хотя можно утверждать, что задействованные процедуры отнимают много времени и, в определенной степени, разрушительны, это, безусловно, маленькая цена, которую нужно заплатить за защиту человеческой жизни?

Проверка и испытание заземляющих электродов

Леон Маркуэлл, старший инженер IET, обсуждает проверку и тестирование заземляющих электродов.

Сопротивление заземляющего электрода и заземляющего электрода определяется в BS 7671 как:

Заземляющий электрод — проводящая часть, которая может быть заделана в почву или в определенную проводящую среду, например бетон или кокс, находящиеся в электрическом контакте с Землей.

Сопротивление заземляющего электрода — сопротивление заземляющего электрода относительно земли.

В системе TT, где подключение к земле не обеспечивается органом электроснабжения, все же необходимо, чтобы устройство защиты конечной цепи низкого напряжения отключало замыкание на землю в пределах 0.2 с. Для достижения этого должно быть обеспечено подходящее максимальное сопротивление контура замыкания на землю, как указано в Правиле 411.5.4 стандарта BS 7671. Как правило, невозможно выполнить эти Правила, используя только возврат заземления заземляющего электрода, поэтому устройство защитного отключения ( УЗО) обычно устанавливается. В Правиле 411.5.3 подробно описаны требования к характеристикам УЗО, а в Таблице 41.5 приведены значения максимального полного сопротивления контура замыкания на землю для различных номинальных остаточных рабочих токов УЗО.

Следует отметить, что термины «сопротивление» и «импеданс» в контурах замыкания на землю используются взаимозаменяемо — хотя на самом деле они имеют разные значения — поскольку большая часть схемы представляет собой просто сопротивление с индуктивным сопротивлением только в трансформаторе питания и более крупном источнике питания. распределительные кабели.

Контакт с Землей также может осуществляться через другие металлические конструкции, посторонние проводящие части, связанные с электрической установкой, такие как стальные конструкции, металл, трубы для водоснабжения или газоснабжения или другие подземные металлические конструкции. Эффект от этой другой металлоконструкции можно увидеть в снижении общего сопротивления заземляющего электрода, но нельзя полагаться на него как на электрод, так как он может быть удален или заменен в будущем. Правило 542.2 стандарта BS 7671 описывает, что может использоваться в качестве заземляющего электрода.Заземляющий электрод может находиться в длительном контакте с агрессивной средой, поэтому необходимо сделать поправку на возможную коррозию или электрод из материала, который может выдерживать коррозию.

При установке нового заземляющего электрода установщик будет знать его конструкцию и расположение, а также некоторые детали состояния окружающей почвы, но его сопротивление заземления можно определить только путем пробного измерения. Во время периодической проверки существующего заземляющего электрода ситуация менее определенная, поскольку маловероятно, что будут обнаружены детали его конструкции или его захоронения.Кроме того, он вполне мог быть до некоторой степени корродирован, и инспектор не будет знать основных условий почвы, поэтому сопротивление может быть установлено только путем измерения.

Рисунок 1 — Простой заземляющий электрод

Самый простой заземляющий электрод, используемый в Великобритании, представляет собой прямой стержень, вбитый в землю (см. Рисунок 1). Пункт 1 — стержень, а пункт 2 — поверхность контакта стержня с почвой. Первоначально эта контактная поверхность довольно мала и представляет собой площадь поверхности стержня, контактирующего с почвой, но следует отметить, что по мере того, как ток распространяется от стержня, поверхностные слои (элемент 3) почвы могут считается увеличивающимся по площади.Поскольку сопротивление в точке обратно пропорционально площади в этой точке, можно считать, что сопротивление электрода имеет вид:

где:

R = сопротивление электрода в Ом.
ρ = удельное сопротивление грунта в Ом-метрах (при условии однородного грунта).
L = длина погруженного в грунт электрода в метрах.
A = площадь в квадратных метрах.

Исходя из вышеизложенного, если удельное сопротивление грунта известно, то теоретическое сопротивление одиночного заземляющего стержня с вертикальным приводом можно приблизительно рассчитать по формуле, приведенной ниже.

Где:

d — диаметр заземляющего стержня в метрах

другие термины указаны выше.

Подробные сведения о происхождении этой и других формул электродов можно найти в BS 7430: 2011 + A1: 2015 Свод правил по защитному заземлению электрических установок .

Приведенная выше формула может дать только приблизительное значение, так как всегда необходимо учитывать другие факторы. Например, удельное сопротивление почвы вряд ли будет известно с какой-либо точностью, и оно может меняться с глубиной.Также будут сказываться сезонные изменения влажности. Глубина, на которую может быть введена штанга, будет зависеть от условий почвы (камни и т. Д.) И необходимости добраться до почвы с подходящим сопротивлением. Например, на Ближнем Востоке стержень обычно опускается ниже уровня летнего уровня грунтовых вод, так как сухой грунт наверху имеет чрезвычайно высокое сопротивление.

Также следует отметить, что длина стержня значительно больше влияет на значение сопротивления электрода, чем диаметр стержня.Общие данные для диапазона ожидаемых значений удельного сопротивления грунта в Великобритании можно найти в BS 7430: 2011 + A1: 2015.

Рисунок 2 — Четырехконтактный метод измерения удельного сопротивления земли

Из этих основных расчетов электродов можно увидеть, как подробно показано на Рисунке 2, что если расстояние (A) между фактически установленным электродом C 1 , временным испытательным электродом C 2 и промежуточными испытательными электродами P1 и P2 было большим по сравнению с глубиной забивки (B) установленного электрода C 1 (скажем, A больше 20 x B), общее удельное сопротивление грунта можно рассчитать по формуле:

где:
ρ — удельное сопротивление в Омметрах.
R — значение сопротивления заземляющего электрода в Ом.
A — расстояние в метрах между испытательными электродами.

Это известно как метод «падения потенциала», и на Рисунке 3 ниже видно, что большая часть напряжения падает вокруг электродов, где, как указано выше, «слои» почвы вокруг электрода небольшие и поэтому удерживают большинство сопротивления. В области между электродами есть множество «путей» тока, а площадь (A) очень велика, поэтому изменение сопротивления очень мало.

Рисунок 3 — Иллюстрация падения потенциала Метод измерения сопротивления электродов


Современное испытательное оборудование работает по этому принципу, но оно разработано производителями приборов так, чтобы оно было более компактным и простым в использовании.

Рисунок 4 — Типичное испытание заземляющего электрода с помощью трех- или четырехконтактного тестера

Burlington Electrical Testing

NFPA 70E 2021


ОПАСНОСТЬ ВСПЫШКИ ДУГОВОГО РАЗРЯДА

Соответствует ли ваш объект требованиям NFPA 2021? Ваш персонал «квалифицирован» или «неквалифицирован» для работы с электрическим оборудованием?

Burlington Electrical Testing проводит на объекте определение опасности дугового разряда Повышение осведомленности, обеспечивающее понимание федеральных законов. (OSHA), потенциальные опасности, а также принятые меры безопасности при персонал должен подвергаться опасности поражения электрическим током.

Сюда входит определение вспышки дуги и ее воздействия на человека. корпус, соответствующий маркировке Arc Flash, а также выбор и использование Средства индивидуальной защиты (СИЗ).

Класс осведомленности об опасности дуговых вспышек должен быть частью вашего общего программа электробезопасности; следовательно, вашим сотрудникам потребуется рабочий знание электрического оборудования на своем объекте, а также инструменты, испытательное оборудование и имеющиеся СИЗ.

Однодневное занятие проводит инструктор, сертифицированный NFPA, и NJACT / NECA для инструктирования работ, связанных с электробезопасностью. Практики, основанные на NFPA70E 2018. Учебный план соответствует прилагаемым Текстовые модули по методам работы с электробезопасностью, в которых основное внимание будет уделено:

1. Культура электробезопасности
2.Осведомленность об опасности поражения электрическим током
3. Концепции OSHA и NFPA 70E
4. Программа электробезопасности
5. Контроль за опасной энергией
6. Анализ опасности вспышки дуги
7. Средства индивидуальной защиты
8. Существующее электрическое оборудование

Для планирования и расценок звоните:
(215) 826-9400

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *