книги / Основы электробезопасности. Мероприятия, обеспечивающие электробезопасность персонала. Первая помощь пострадавшим от электрического тока

Для саун, ванных и душевых помещений использовать системы местного уравнивания потенциалов не допускается.

В качестве проводников системы уравнивания потенциалов могут быть использованы:

1) специально предусмотренные проводники:

–жилы многожильных кабелей;

–изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами;

–стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники;

2) открытые проводящие части электроустановок:

–алюминиевые оболочки кабелей;

–стальные трубы электропроводок;

–металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления;

3) некоторые сторонние проводящие части:

– металлические строительные конструкции зданий

исооружений (фермы, колонны и т.п.);

–арматура железобетонных строительных конструкций зданий при условии выполнения требований ПУЭ;

–металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.).

Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если

сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм2 по меди или равноценное ему из других материалов. Проводники большего сечения, как правило, не применяются. Сечение проводников основной системы урав-

нивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных – 6 мм2, алюминиевых – 16 мм2, стальных – 50 мм2.

52

Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее:

–при соединении двух открытых проводящих частей – сечения меньшего из защитных проводников, подключенных

кэтим частям;

–при соединении открытой проводящей части и сторонней проводящей части – половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части.

Система уравнивания потенциалов присоединяется к главной заземляющей шине (ГЗШ), которая устанавливается внутри вводно-распределительного устройства или обособленно, при соблюдении следующих условий:

–расположение шины должно быть вблизи от защищаемого объекта;

–к шине должен быть обеспечен доступ для ее обслуживания;

–шина должна быть защищена от возможного прикосновения.

При размещении ГЗШ внутри вводно-распределитель- ного устройства в качестве ГЗШ используют шину нулевого защитного проводника РЕ, что не только обеспечивает подключение защитного нуля питающей входящей линии с нулевыми проводниками распределительной сети здания, но

ивыполняет функцию присоединения отдельных проводящих частей и заземляющих устройств. Отдельно расположенная ГЗШ соединяет только входящие в систему уравнивания потенциала токопроводящие конструкции и заземлители. Площадь сечения такой ГЗШ должна быть не менее площади сечения нулевого защитного проводника питающей входящей линии. Главную заземляющую шину изготавливают из меди или стали. К ГЗШ подключают контур заземления и нулевые защитные проводники (PEN или PE, в зависимости от выбранной системы заземления). Металлические части и конструкции здания, а также относящиеся к нему

53

коммуникации и систему вентиляции монтируют к ГЗШ по радиальной схеме, выполняя соединения каждого токопроводящего элемента отдельным проводником уравнивания потенциалов, с возможностью отключения любого из них. Токопроводящие части коммуникаций, входящие в здание извне, необходимо присоединять к ГЗШ как можно ближе к точке их ввода. К соединительным проводникам системы уравнивания потенциала предъявляются повышенные требования, главными из которых является их высокая проводимость и непрерывность. В связи с этим установка в цепях системы уравнивания потенциалов каких-либо коммутационных аппаратов строго запрещена. Проводники имеют жел- то-зеленую окраску с обязательным наличием бирки с наименованием присоединяемого элемента. Проводники присоединяются к шине посредством болтовых соединений, для проводящих частей возможно применение сварки, а для труб коммуникаций используют хомуты.

Системы выравнивания и уравнивания потенциалов являются дополнительными к защитному заземлению или защитному занулению мерами защиты и как самостоятельные меры защиты не применяются.

1.2.2.4. Расчет защитного заземления

Целью расчета защитного заземления является определение основных параметров заземления, количества, размеров и порядка размещения одиночных заземлителей и заземляющих проводников, при которых напряжения прикосновения и шага в период замыкания фазы на заземленный корпус не превышают допустимых значений. При этом расчет производится обычно для случаев размещения заземлителя в однородном грунте. В последние годы разработаны и начали применяться инженерные способы расчета заземлителей в многослойном грунте.

54

При расчете заземлителей, размещенных в однородном грунте, учитывается сопротивление верхнего слоя грунта (слоя сезонных изменений), обусловленное промерзанием или высыханием грунта. Расчет производят способом, осно-

ванным на применении коэффициентов использования проводимости заземлителя и называемым поэтому способом коэффициентов использования. Его выполняют как при про-

стых, так и при сложных конструкциях групповых заземлителей.

При расчете заземлителей в многослойном грунте обычно принимают двухслойную модель грунта с удельными сопротивлениями верхнего и нижнего слоев соответственно ρ1 и ρ2 и толщиной (мощностью) верхнего слоя h1. Расчет производится способом, основанным на учете потенциалов, наведенных на электроды, входящие в состав группового заземлителя, и называемым поэтому способом наведенных потенциалов. Расчет заземлителей в многослойном грунте более трудоемкий, но дает более точные результаты. Его целесообразно применять при сложных конструкциях групповых заземлителей, которые обычно имеют место в электроустановках с эффективно заземленной нейтралью, т.е. в установках напряжением 110 кВ и выше.

Для расчета заземления необходимы следующие сведения:

– характеристика электроустановки – тип установки, виды основного оборудования, рабочие напряжения, способы заземления, характеристика нейтралей трансформаторов

игенераторов и т.д.;

–план электроустановки с указанием основных размеров и размещения оборудования;

–формы и размеры электродов, из которых предусмот-

рено сооружать проектируемый групповой заземлитель, а также предполагаемая глубина заложения их в землю;

55

–данные измерений удельного сопротивления грунта на участке, где должен быть сооружен заземлитель, и сведения о погодных (климатических) условиях, при которых проводились эти измерения, а также характеристика климатической зоны. Если грунт принимается двухслойным, то необходимо иметь данные измерений удельного сопротивления обоих слоев и толщины верхнего слоя;

–данные о естественных заземлителях:

•какие их конструкции могут быть использованы для этой цели;

•каковы их сопротивления растеканию тока, полученные непосредственным измерением. Если по каким-либо причинам измерить сопротивление естественного заземлителя не представляется возможным, должны быть представлены сведения, позволяющие определить это сопротивление расчетным путем;

•расчетный ток замыкания на землю; если ток неизвестен, то его вычисляют обычными способами, при этом учитывая указания, приведенные ниже;

•расчетные значения допустимых напряжений прикосновения (и шага) и время действия защиты в случае, если расчет производится по напряжениям прикосновения (и шага).

Определение требуемого сопротивления заземляющего устройства выполняют по заранее заданным наибольшим допустимым значениям сопротивления заземляющего устройства Rз.у или напряжения прикосновения Uпp.доп (и шага

Uш.доп).

Сопротивление заземляющего устройства Rз.у, используемого для защитного заземления открытых проводящих частей в сетях с изолированной нейтралью (IT) напряжением до 1000 В, должно соответствовать условию

Rз.у ≤ Uпр ,

Iз

56

где Rз.у – сопротивление заземляющего устройства, Ом; Uпр – напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В; Iз – полный ток замыкания на землю, А.

Как правило, не требуется принимать значение сопротивления заземляющего устройства менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если соблюдено приведенное выше условие, а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВ А, в том числе суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.

Сопротивление заземляющего устройства Rз.у, используемого для защитного заземления открытых проводящих частей в сетях напряжением выше 1000 В, должно быть:

–0,5 Ом при эффективно заземленной нейтрали (т.е. при больших токах замыкания на землю);

–250/Iз ≤ 10 Ом при изолированной нейтрали (т.е. при малых токах замыкания на землю) и условии, что заземлитель используется только для электроустановок напряжением

выше 1000 В, здесь Iз – расчетный ток замыкания на землю. При изолированной нейтрали и условии, что заземлитель используется одновременно для установок напряжением до 1000 В, должны быть также выполнены условия, установ-

ленные для этих электроустановок.

Определение требуемого сопротивления искусственного заземлителя

Использование естественных заземлителей предписывается ПУЭ, поскольку позволяет получить значительную экономию средств. Если сопротивление естественного заземлителя Rе меньше требуемого Rз, то необходимое значение искусственного заземлителя

57

где Rе – сопротивление растеканию естественного заземлителя, Ом.

Сопротивление естественных заземлителей можно вычислять по формулам для искусственных заземлителей аналогичной формы или по специальным формулам, встречающимся в технической литературе. Например, сопротивление растеканию системы грозозащитный трос – опоры Rе, Ом (при числе опор с тросом более 20), определяют по приближенной формуле

где rоп – расчетное, т.е. наибольшее (с учетом сезонных колебаний), сопротивление заземления одной опоры, Ом; rт – активное сопротивление троса на длине одного пролета, Ом; nт – количество тросов на опоре.

Для стального троса сечением s, мм2, при длине пролета l, м, активное сопротивление можно определить как

т s

При расчете заземлителя в однородном грунте способом коэффициентов использования его расчетное сопротивление R определяют в следующем порядке:

–по предварительной схеме заземлителя, нанесенной на план установки, определяют длину горизонтальных и количество n вертикальных электродов;

–по соответствующим формулам вычисляют расчетные сопротивления горизонтальных электродов (суммарное сопротивление) Rт и одного вертикального электрода Rв;

–находят коэффициенты использования для вертикальных ηв и горизонтальных ηг электродов;

–вычисляют расчетное сопротивление заземлителя

58

При расчете сложного заземлителя в двухслойном грунте способом наведенных потенциалов значение R вычисляют

вследующем порядке:

–по предварительной схеме заземлителя (рис. 10, а) определяют площадь территории, занимаемой заземлителем (площадь заземлителя), S, м2;

–определяют суммарную длину горизонтальных электродов Lг, м;

–определяют количество n вертикальных электродов

иих суммарную длину Lв = nlв;

–составляют условную, так называемую расчетную модель (рис. 10, б), представляющую собой горизонтальную квадратную сетку из взаимно пересекающихся полос с вертикальными электродами.

Расчетная модель имеет одинаковые с принятой схемой заземлителя площадь S; суммарную длину горизонтальных

ивертикальных электродов и их количество Lг, n, lв, Lв; глубину залегания в земле tв, м, при погружении в однородный грунт с расчетным эквивалентным удельным сопротивлени-

ем ρэ, Ом·м, при котором искомое R имеет то же значение, что и в принятой схеме заземлителя в двухслойном грунте;

– вычисляют:

Если m окажется дробным числом, его округляют до целого числа, после чего уточняют значение Lг:

59

• длину стороны ячейки в модели

а

б

Рис. 10. К расчету сложного заземлителя в двухслойной земле: а – предварительная схема заземлителя; б – расчетная модель

60