Все, что надо знать о применении и установке переносных заземлений

Правила заземления электродвигателя

По установленным нормативам электрические двигатели подлежат обязательному заземлению. Данное требование не распространяется на ситуации, когда корпус электродвигателя смонтирован на металлической основе, имеющей контакт с грунтом через металлические элементы или заземляющий проводник. Во всех других ситуациях корпус двигателя соединяют проводником с заземлительным контуром.

Все электрические устройства должны иметь выделенные соединения с контуром заземления. Последовательное объединение двигателей с контуром не допускается, поскольку при нарушении любого из соединений вся цепь потеряет функциональность.

Чтобы правильно установить защитный заземлитель, понадобится дополнительный заземляющий элемент в силовом кабеле. Один конец проводника присоединяют к клеммной коробке электрического двигателя, а второй — к корпусу шкафа, где находится блок управления электроустановкой.

Обратите внимание! Прежде чем выполнять подключение, необходимо соединить с грунтом электрошкаф. При пробое между проводником заземления и токопроводом возникает короткое замыкание, в результате чего размыкается защитное или коммутирующее устройство. При пробое между проводником заземления и токопроводом возникает короткое замыкание, в результате чего размыкается защитное или коммутирующее устройство

При пробое между проводником заземления и токопроводом возникает короткое замыкание, в результате чего размыкается защитное или коммутирующее устройство.

Сечение проводника для заземления должно соответствовать нормативам, указанным в ПУЭ (приведены в таблице ниже).

Порядок установки временного заземления

Установка заземления производится с той стороны токоведущих шин, откуда может быть подано напряжение. Между точкой подключения и зоной проведения ремонтных работ не должно быть преобразующих устройств с гальванической развязкой (трансформаторов, умножителей напряжения, стабилизаторов и прочего).

Оператор, производящий накладку переносного заземления, должен быть в защитных средствах: изолирующих ботах, рукавицах, иметь на лице защитную прозрачную маску (от возможного искрообразования). Рекомендуется использовать диэлектрические коврики или подставки для ног.

Дальнейшие работы выполняются строго в указанной последовательности:

1. Центральный, или общий (при работе с трехфазным заземлителем) зажим крепится на действующую и проверенную шину заземления.
2. Индикатором проверяется отсутствие напряжения на токоведущей шине.
3. Непосредственно после проверки производится контрольное касание зажимом токоведущей шины, после чего проводник надежно закрепляется.

Разумеется, к работе допускается только квалифицированный персонал.

Присоединение заземления на оборудовании с напряжением выше 1000 В, производится с помощью штанги, изготовленной из прочного диэлектрика. При меньших напряжениях допускается работа в диэлектрических перчатках.

Порядок установки временного заземления

Со стороны сборной шины устанавливается заземление, с которого можно подавать напряжение. Между точкой подключения и местом проведения ремонтных работ не должно быть гальванически развязанных преобразовательных устройств (трансформаторов, умножителей напряжения, стабилизаторов и т.д.).

Оператор, производящий переносной заземляющий коврик, должен быть в средствах защиты: изолирующей обуви, перчатках и иметь прозрачную защитную маску на лице (от возможных искр). Рекомендуется использовать диэлектрические коврики или подставки для ног.

Дальнейшая работа ведется строго в указанной последовательности:

1. Средняя или общая (при работе с трехфазным заземлителем) клемма подключается к действующей и проверенной шине заземления.
2. Индикатор проверяет отсутствие напряжения на токоведущей шине.
3. Сразу после проверки производится контрольное касание токопроводящей клеммы шины, после чего провод надежно фиксируется.

Очевидно, что работать может только квалифицированный персонал.

Заземление оборудования с напряжением выше 1000 В производится с помощью прочного диэлектрического стержня. При более низких напряжениях разрешается работать в диэлектрических перчатках.

Установка и снятие переносного заземления

Процесс наложения и снятия заземления идентичен для всех уровней напряжения. Существуют отличия только в количестве людей выполняющих данные операции. В электроустановках до 1 кВ установка и снятие заземлителя проводится единолично, а при напряжении выше 1 кВ процедура производится вдвоём. Один человек выступает в роли контролирующего лица, а второй является исполнителем.

Процесс установки и монтажа ПЗ

Последовательность действий при установке ПЗ:

1. Убедиться в целостности устанавливаемого заземления;
2. Проверить отсутствие напряжения на электроустановке, которая подлежит заземлению;
3. Подсоединить струбцину ПЗ к контуру заземления;
4. Наложить заземляющие проводники на токоведущие элементы.

Операции по снятию переносного заземления, проводятся в обратном порядке.Все действия необходимо осуществлять с использованием диэлектрических перчаток и штанг, а также индивидуальных защитных средств. В электрической установке до 1 кВ допускается использовать только изолирующие перчатки. При напряжении токоведущих элементов более 1000 В, требуется одновременное применение перчаток и штанг.

Проверка отсутствия напряжения на участке распределительной установки осуществляется указателем напряжения.

Допускается параллельная установка портативных заземлителей в электрической сети напряжением более шести тысяч вольт. Это обусловлено тем, что требуемые сечения проводов достигают значительных величин. И приводит к увеличению массы и размеров ПЗ, что влечёт за собой трудности при их эксплуатации.

Требования предъявляемые к переносным заземлениям

   Основным требованием, предъявляемым к переносным заземлениям, является их термическая и динамическая устойчивость к току короткого замыкания. Зажимы, которыми проводники закрепляются на токоведущих частях, должны быть такими, чтобы динамическими усилиями они не могли быть сорваны. Кроме того, зажимы должны обеспечивать весьма надежный контакт. В противном случае они при коротком замыкании перегреются и обгорят.

   При протекании тока короткого замыкания закорачивающие проводники сильно нагреваются. Поэтому они должны быть достаточно термически устойчивыми, чтобы оставаться целыми в течение времени отключения под действием релейной защиты закороченного участка. Надо иметь в виду, что медь плавится при температуре 1083° С. Термическая устойчивость проводников важна, потому что при нагреве и обрыве проводников на концах их может появиться рабочее напряжение электроустановки. Минимальное сечение из соображений механической прочности принимается: для электроустановок напряжением выше 1000 В — 25 мм2 и для электроустановок напряжением ниже 1 000 В — 16 мм2. Меньше этих сечений проводники применять нельзя. Для электроустановок напряжением 6 — 10 кВ при значительных токах короткого замыкания проводники переносных заземлений получаются очень большого сечения (120 — 185 мм2), тяжелые и ими трудно пользоваться. В таких случаях разрешается использовать два переносных заземления и более, устанавливая их параллельно одно непосредственно возле другого.

Сечения заземляющих проводников в электроустановках выше 1000 В

Сечение заземляющего проводника, мм2	Максимально допустимый ток КЗ, кА при  длительности выдержки основной релейной защиты, с
0,5	1,0	3,0
25	10	7	4
50	20	14	8
70	25	18	10
90	35	25	15
2х50	40	28	16
2х95	70	50	30

   Расчет сечения проводников переносного заземления производится по упрощенной формуле:

S = ( Iуст √tф ) / 272,

где Iуст — установившийся ток короткого замыкания, А,

tф — фиктивное время, сек.

   Для практических целей значение tф может быть принято равным выдержке времени основной релейной защиты присоединения электроустановки, выключатель которого должен отключать короткое замыкание в точке переносного заземления. Чтобы не изготовлять переносных заземлении различного сечения для распредустройства одного напряжения, за расчетную выдержку времени обычно принимается наибольшая.

   В сетях с заземленной нейтралью сечение проводников рассчитывается по току однофазного короткого замыкания, в то время как в системе с изолированной нейтралью достаточно обеспечить термическую устойчивость при двухфазном коротком замыкании. Применять для заземляющих проводников изолированный провод не разрешается, потому что изоляция не позволяет вовремя обнаружить повреждение жил проводника, которое уменьшает его расчетное сечение и может привести к пережиганию током короткого замыкания.

   Переносное заземление

   Конструкция зажимов для присоединения проводников должна обеспечивать возможность их надежного и прочного закрепления на токоведущих частях с помощью специальной штанги для установки заземления. Закорачивающие проводники присоединяются к зажимам непосредственно без переходных наконечников. Это требование объясняется тем, что в наконечниках могут быть неудовлетворительные контакты, которые трудно обнаружить, но которые при протекании тока короткого замыкания могут выгореть. Соединение закорачивающих проводников трехфазного заземления между собой и к заземляющему проводнику выполняется прочно и надежно опрессовыванием или сваркой. Может быть выполнено и болтовое соединение, но, кроме болтов, соединение должно быть пропаяно твердым припоем. Соединение только пайкой не допускается, поскольку нагрев заземлений при протекании тока может достигать сотен градусов, при котором припой расплавится и соединение нарушится.

Алгоритм установки

Крепления Заземление проводится со стороны токоведущих жил, откуда подается напряжение. Между точкой подключения и местом, куда нужно провести землю, не должно находиться преобразующих элементов с гальванической развязкой, к которым относятся умножители напряжения, стабилизаторы и трансформаторы.

Оператор, который производит настройку и установку временного оборудования, обязательно должен быть в защитной спецодежде. Это прозрачная маска на лицо, рукавицы, изолирующие ботинки, диэлектрический коврик для ног. Работать без защиты запрещено.

Все работы осуществляются в строго приведенной последовательности:

1. Крепление общего или центрального зажима на заземляющую шину. Она должна быть действующей и проверенной.
2. С помощью тестера или индикаторной отвертки проверяется отсутствие напряжения на токоведущей жиле.

   Установка заземления

3. Визуальный осмотр конструкции и всех проводников.
4. Контрольное касание зажимом токоведущей жилы.
5. Надежная фиксация проводника.
6. Далее проводится испытание конструкции.

Работы должны проводиться как минимум двумя специалистами. Это позволяет в случае поражения электрическим током перекрыть подачу электроэнергии, оказать первую помощь пострадавшему и вызвать врача. Заниматься монтажом и подключением должны только профессионалы с высокой квалификацией и достаточным опытом работы.

Производство работ по предотвращению аварий и ликвидация их последствий. Кратковременные работы

5.1.1.
В
исключительных
случаях
кратковременные,
не
терпящие
отлагательства
работы,
по устранению
неисправностей
оборудования,
которые
могут
привести к
авариям,
разрешается выполнять
без
наряда
— по распоряжению
с
записью
в
оперативный
журнал:

—
оперативным
работникам
(в
электроустановках
напряжением
выше
1000 В
— не
меньше
чем
двум);

—
ремонтным
работникам под
наблюдением дежурного,
если
выписка
и
оформление
наряда
вызовут задержку
ликвидации
последствий
аварии;

—
ремонтным
работникам под
наблюдением административно-технического
работника
с
группой
V (в
электроустановках
напряжением
до
1000 В
— с
группой
IV) в
случае
занятости
оперативных
работников,
а
также
при отсутствии
местных
дежурных.

5.1.2.
При отсутствии
административно-технических
работников,
имеющих
право
выдачи
наряда
или
распоряжения,
право
выдачи
наряда
или
распоряжения
на
работу,
по предотвращению
аварий
или
ликвидации
ее
последствий,
предоставляется
оперативному
работнику
с
группой
IV.

5.1.3.
Во
всех
случаях
при работах
должны
выполняться
все
организационно-технические
мероприятия,
обеспечивающие безопасность работ.

5.1.4.
Участие
оперативных
работников
в
ликвидации
аварий
и
их
последствий
(непосредственное,
путем
наблюдения за
работающими
при работах
без
наряда)
разрешается с
ведома старшего
в
смене оперативного
работника.
При отсутствии
связи
со
старшим
в
смене оперативным
работником
такое
разрешение
не
требуется.

5.1.5.
При производстве
в
электроустановках
предприятий
аварийных
работ
дежурными
бригадами
электроснабжающих
организаций,
необходимы
выдача
наряда
и
оформление
допуска
к
работам
в
соответствии
с
требованиями
настоящих Правил.
В
этих случаях
в целях
быстрейшей ликвидации
аварии
при отсутствии
в
данный
момент
на
предприятии
работников,
имеющих
право
выдачи
наряда,
выдавать
его
имеет право
дежурный
или
оперативно-ремонтный
работник
предприятия
по
указанию
лица,
ответственного
за
электрохозяйство.

Испытания

Для подтверждения соответствия требованиям ГОСТ, переносные заземления подвергаются нижеследующим видам испытаний:

• приёмосдаточным (при первичной проверке на соответствие установленным стандартам);
• периодическим (допустимо проводить один раз в пять лет);
• типовым (при конструктивных изменениях).

Переносные заземления считаются пригодными к применению, при успешном прохождении нижеследующих мероприятий:

1. Визуальный осмотр целостности всех элементов конструкции.

Включает в себя проверку струбцин, жил проводника, изолирующей штанги, ограничительного кольца на штанге, антикоррозийного покрытия, защитной изоляции и технической документации.

2. Климатические испытания.

Процедура проводится при отрицательной и положительной температуре. Её значение должно достигать сорока пяти градусов Цельсия, соответственно до и выше нуля. Переносное заземление подвергается двух часовому воздействию температуры. При отсутствии следов разрушения защитной изоляции и пластмассовых элементов, изделие считается пригодным для применения.

3. Определение механической прочности штанг.

Данный опыт предназначен для измерения изгиба штанги ПЗ. Допустимым отклонением прогиба является десяти процентная величина по отношению к изоляционной длине штанги, используемой для электроустановок напряжением до 220 кВ. Для более высоких уровней напряжения, допускается двадцати процентное отклонение.

Для проведения испытания, штангу фиксируют в горизонтальной плоскости. Закрепляя конец штанги и место посадки ограничительного кольца. Металлической линейкой устанавливается уровень оси штанги. И по ней же, отсчитывается величина прогиба.

4. Проверка сечения жил.

Для установления действительного сечения переносного заземления, выполняют его разборку на стренги. Фиксируют их количество, и считают число проводников в одной стренге. Измеряют диаметр проводника для определения его сечения. Полученную расчётную величину умножают на число проводников в стренге и на количество стренг.

5. Измерение термической и динамической стойкости.

Опыт заключается в пропускании через готовое изделие соответствующего значения тока короткого замыкания, от лабораторных источников тока. Протекание тока продолжается до момента полного разрушения опытного образца. Если в течение трёх секунд не наблюдалось механических повреждений или сбрасываний жил с мест установки, то образец удовлетворяет термической и динамической стойкости.

6. Определение уровня переходного сопротивления.

Микроомметром выполняется замер сопротивления в месте присоединения проводников к струбцине. Данный показатель не должен превышать значения в 600 мкОм.

7. Электрические проверки изолирующих элементов.

Изолирующие части переносного заземления подвергаются высоковольтным испытаниям.

Во время эксплуатации механические испытания заземляющих проводов не производятся. Электрическим испытаниям подлежат штанги с металлическими элементами. Данная процедура выполняется раз в два года.

Изъятие изделия из эксплуатации осуществляется при обнаружении нижеследующих изъянов:

• нарушение соединения между струбциной и проводником;
• следы расплавления металла или разрушения заземляющих проводников;
• наличие более пяти процентного обрыва жил проводника.

Устройство и типы контуров

Расчет заземления

Стандартный контур заземления изготавливается не только в виде оптимального для большинства условий треугольника; он может иметь форму линии, прямоугольника, угла или даже дуги (овала). При рассмотрении каждой из этих конструкций с точки зрения их сопротивления необходимо отметить следующее:

• Основой конструкции являются забиваемые в землю штыри или стержни;
• Между собой они соединяются нарезанными по длине металлическими полосами (так называемой «металлосвязью»);
• К одному из штырей или к полоске металла приваривается медная шина, прокладываемая в отдельной канавке, как это изображено на приведённом ниже рисунке.

Прокладка шины до конструкции КЗ

Выбор треугольника в качестве основного вида заземлителя объясняется тем, что в этом случае удаётся получить максимальную зону рассеивания при небольшой занимаемой площади. Материальные затраты на такую конструкцию минимальны, а величина сопротивления растеканию в грунте при правильном её обустройстве соответствует нормативам.

Расстояние между штырями треугольного контура обычно выбирается равным длине, а максимальное удаление одного от другого может быть вдвое больше. Так, если штыри заглубляются в землю на 250 сантиметров, оно может достигать 5-ти метров. Лишь при соблюдении этих условий удаётся получить оптимальные характеристики зарытого в землю сооружения.

Линейный контур представляет собой цепочку штырей, вбитых в землю с определённым шагом, равным примерно 5-10 метров (смотрите рисунок далее по тексту).

Линейный распределённый контур

В отдельных случаях, зависящих от условий местности, конструкция сооружается в виде полукруга; при этом штыри располагаются на том же удалении один от другого. В таком распределённом устройстве сопротивление должно быть минимальным именно в точках соприкосновения прутьев с грунтом. Для достижения требуемого показателя Rз штырей забивается как можно больше.

Все остальные типы конструкций являются модификациями описанных выше заземлителей, а предъявляемые к ним требования по сопротивлению стекания являются производными от уже рассмотренных.

Конструкция переносного заземления

Конструкция переносных заземлений довольно таки не сложна и состоит из медных гибких проводов и зажимов (струбцин). Медные провода могут быть как не изолированным, так и изолированным в прозрачной оболочке. На конце проводов расположены специальные зажимы в виде струбцин для крепления их на токоведущие части электроустановки. Струбцина должна быть выполнена так, чтобы с помощью изолирующей штанги была возможность установки, снятия и закрепления переносного заземления. Для этого струбцина делается с ушком.

Для крепления переносного заземления к заземляющему устройству (контуру заземления), используется специальный зажим в виде кольца с прорезью, который затягивается гайкой или «барашком». Соединение проводов переносного заземления к струбцинам и специальным зажимам должно быть выполнено в виде: сварки, опрессовки или болтового соединения. Пайка соединений проводов заземлений категорически запрещена!

Все струбцины и специальные зажимы выполняются из антикоррозийного материла (чаще всего меди), либо покрываются защитным слоем. На каждом переносном заземлении должна быть закреплена бирка, на которой указывается: заводской номер, напряжение электроустановки, сечение проводов.

Регулировка искрового промежутка.

Перед установкой в цепь заземления опоры новые искровые промежутки регулируют, а искровые промежутки, бывшие в употреблении, ремонтируют. При ремонте их очищают от грязи, регулируют или заменяют изолирующую прокладку. Для проверки искрового промежутка собирают схему, как показано на рисунке. Вращают ручку мегаомметра и наблюдают за стрелкой вольтметра. При исправном искровом промежутке стрелка вольтметра переместится в сторону увеличения напряжения до пробоя искрового промежутка. Максимальное отклонение стрелки вольтметра соответствует пробивному напряжению искрового промежутка, которое должно быть от 800 до 1200 В.

Порядок установки и снятия

Установка производится на обесточенный участок токоведущих шин со стороны, с которой возможна подача напряжения. Перед установкой указателем проверяют наличие на токоведущих шинах напряжения, удостоверившись в его отсутствии, производится установка переносного заземления. Первым делом крепятся зажимы на нулевую шину или заземленную конструкцию, а после поочередно на фазные. Установка зажимов производится с помощью изолированной штанги, применив защитные средства, одев боты и рукавицы, как показано на картинке:

Если участок, на котором производится работы, делится коммутационными аппаратами, или производятся с разборкой шин, заземление накладывается с двух сторон от места проведения работ, чтобы исключить наводку напряжения от рядом пролегающих токоведущих шин.

Установка переносного заземления производится с пола или земли, подъем на еще не заземление оборудование запрещен без повторной проверки напряжения. Снятие переносного заземления производится в обратном порядке. Сначала снимаются зажимы с токоведущих шин, потом снимается проводник с заземленного элемента или нулевой шины. Снимать переносное заземление необходимо с помощью изолированной штанги и защитных средств. После снятия перемычек запрещено дотрагиваться к шинам без защитных средств, поскольку на них может наводиться напряжение.

На видео примерах ниже наглядно демонстрируется, как установить переносное заземление:

Помните, производство работ в электроустановках производится по наряд-допуску, в сопровождении наблюдающего, с инструктажем перед началом работ, согласно действующим инструкциям по ТБ и правилам технической эксплуатации.

Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, что такое переносное заземление, как установить его и какие требования предъявляются к сечению проводника. Надеемся, информация была для вас полезной и понятной.

Будет интересно прочитать:

• Что такое шаговое напряжение
• Как выбрать автоматический выключатель
• Как пользоваться токоизмерительными клещами

Составляющие переносного заземления

В составе комплекта переносного заземления имеется три главных элемента:

• токопроводящий элемент;
• контакт;
• изолирующий слой или сразу несколько изоляторов.

Согласно особенностям конструкции, переносные системы делятся на:

• бесштанговые;
• штанговые;
• штанговые с металлическими компонентами.

Бесштаноговые системы состоят из следующих частей:

• токопроводящего элемента (гибкого провода);
• контактного элемента (струбцины, зажимов фаз вместе с крепежом);
• изоляции, произведенной из гибкого поддерживающего и контролирующего фала.

Штанги изолирующие оперативные и штанги переносного заземления включают в себя:

• токопроводящий элемент (гибкий провод);
• контактные зажимы фаз, наконечники, струбцины;
• изоляцию, изготовленную из диэлектрика.

На картинке выше представлена схема штангового заземления, где цифрами обозначены ее элементы:

1. Зажимы фаз.
2. Штанги.
3. Провод закорачивающий.
4. Провод заземляющий.
5. Зажимы.

Конструктивными частями заземлительной системы со штанговыми компонентами из металла являются:

• токопроводящий элемент с металлическими компонентами (стыкуется с гибким проводом);
• зажим контактов, присоединенный к струбцине со звеном из металла;
• штанга-изолятор из диэлектрика, соединенная с токопроводящим элементом и фалами.

На рынке представлены устройства защиты с одной и тремя фазами. Трехфазные системы имеют один проводник заземления и выполняют закорачивающую и заземляющую функцию для трех фаз. Однофазная защита предназначена для защиты работников, занятых на электрических установках с напряжением выше 110 кВт. Такой подход обусловлен тем, что при наличии нескольких фаз между ними необходимо определенное расстояние, а это приводит к излишней громоздкости конструкции.

На картинке выше показано переносное заземление с наличием электродинамических ножей. Цифрами обозначены следующие его элементы:

1. Провод заземления.
2. Провод закорачивающий.
3. Зажимы.
4. Ножи.
5. Штанги-диэлектрики.

Обратите внимание! Одно из применений переносных систем — защита работников, занятых ремонтом воздушных линий и распределительных электроустановок

Заземление для пожарной техники

Пожарные автомобили защищаются переносными заземлительными системами, которые позволяют работать в условиях попадания на токопроводящие части оборудования водяных струй. В состав переносного заземления для пожарных машин входят:

• заземляющий проводник (подвергнутый опрессовке гибкий провод из меди в прозрачной оболочке);
• наконечники;
• струбцины.

Наконечники прикрепляются болтами к струбцине с одной стороны и к стволу пожарного автомобиля — с другой.

Заземление для воздушных линий

Чтобы предотвратить поражение током людей при электромонтажных работах на воздушных линиях, используются две разновидности однофазных и трехфазных заземлений:

1. Системы, оснащенные цельной штангой-изолятором. Такие приспособления ставят с монтажных вышек. Также для подъема наверх могут использоваться монтажные когти и лазы.
2. Заземлители переносного типа с составной штангой, содержащей токопроводящие металлические элементы. Использование таких устройств имеет место в случае ремонтных работ на высоковольтных линиях электропередачи, в тех случаях, когда работы проводятся с траверсов. Заземлители производятся в однофазной комплектации, поскольку удлиненная штанга в купе с металлическими деталями слишком много весит. А вот однофазные модификации удобны в работе, так как не вынуждают электромонтеров физически перегружаться.

Защита на распределительном оборудовании

При наведении напряжения от соседних цепочек или непроизвольно направленном напряжении на распределительные устройства возможно поражение током. В таких случаях применяются переносные заземлители, которые могут разниться в методах установки в распределительные устройства. Монтаж фазных струбцин осуществляется на наконечники в виде шаров или цилиндров, на токопроводящие шины, а также на участки местонахождения плавких предохранителей. По конструкции все виды устройств одинаковы, а место проведения монтажных работ выбирается исходя из поставленных задач и характеристик той или иной установки.