Назначение и виды обслуживания электроустановок: осмотры, межремонтное обслуживание, профилактические испытания, система планово – пред

Защитное  отключение. Приведенные выше способы  предупреждения и защиты от поражения  электрическим током имеют свои недостатки. Так, например, заземленное  электрооборудование в сетях  с изолированной нейтралью при  однофазных замыканиях не отключается  и остается под напряжением и  при неблагоприятных обстоятельствах  может служить причиной несчастного случая. Зануление электрооборудования в сетях с глухозаземленной нейтралью дает возможность автоматически отключить поврежденный участок сети, но с задержкой до нескольких секунд (время срабатывания плавкой вставки предохранителя или расцепителя автомата). За время задержки отключения может произойти поражение электрическим током обслуживающего персонала. Эти недостатки защитных зануления и заземления устраняет система защитного отключения. Защитным отключением называется система защиты, обеспечивающая автоматическое отключение быстродействующим устройством всех фаз аварийного участка с полным временем отключения с момента возникновения однофазного замыкания не более 0,2 с. Защитное отключение может применяться при снижении уровня изоляции в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и при однофазном замыкании на корпус электрооборудования в сетях с глухозаземленной нейтралью. Устройства защитного отключения имеют высокую чувствительность и быстродействие. Их токи срабатывания весьма малы (10 - 30 мА), поэтому они реагируют как на токи замыкания на землю, так и на токи утечки при снижении сопротивления изоляции сети, а их быстродействие (0,1 - 0,2 с) обеспечивает почти мгновенное отключение установки. Эти качества устройств защитного отключения почти полностью исключают возможность поражения от токов замыкания, опасных как по величине, так и по продолжительности действия.  Защитное отключение применяют в случаях, когда безопасность персонала не может быть обеспечена устройством зануления или заземления.

Во взрывоопасных  зонах искрение, возникшее при  появлении разности потенциалов  между попавшими под напряжение частями электрооборудования и  землей, может вызвать воспламенение  окружающей взрывоопасной смеси. Наличие  зануления, заземления или защитного  отключения устраняет эту опасность. Занулению (заземлению) подлежат корпуса электрических машин, аппаратов, светильников, кабельные конструкции, металлическая оболочка кабелей, стальные трубы электропроводки, лотки, короба, металлические конструкции щитов, панелей и т. п.

Заземляющие устройства. Устройство, состоящее  из заземлителей (электродов заземления) и соединенных с ним зануляющих (заземляющих) проводников называется заземляющим устройством.

Заземляющие и зануляющие проводники. В качестве заземляющих и зануляющих проводников  используют специально прокладываемые для этой цели провода, а также  трубы электропроводки, алюминиевую  оболочку кабелей, кожухи шинопроводов, лотки, короба, подкрановые пути, металлические  фермы, колонны зданий.

В сетях  с изолированной нейтралью проводимость заземляющих проводников должна быть не менее 1/3 проводимости фазных проводников. Не требуется применять для заземления медные проводники сечением более 25 мм2, алюминиевые проводники сечением более 35 мм2 и стальные проводники сечением более 120 мм2.

В сетях  с глухозаземленной нейтралью проводимость зануляющих проводников должна быть не менее половины проводимости фазных проводников. При одинаковом материале  фазных и зануляющих проводников  это требование обеспечивается, если сечение зануляющего проводника будет не меньше половины фазного.

В осветительных  сетях с глухозаземленной нейтралью  невзрывоопасных установок для  защитного зануления необходимо использовать нулевые рабочие провода. Во взрывоопасных установках для  защитного зануления прокладывают специальный проводник, проходящий по одной трассе и в непосредственной близости от фазных проводов. В трехфазных силовых сетях для этой цели используют четвертую жилу кабеля или четвертый  провод, проложенный в стальной трубе, вместе с фазными проводами. В  двухпроводных осветительных сетях  взрывоопасных установок всех классов (кроме класса B-I) в качестве нулевого защитного провода допускается  использовать нулевой рабочий провод, а в помещениях класса B-I прокладывают третий провод.

В электроустановках  с глухозаземленной нейтралью сечения (а значит и проводимость) зануляющих проводников должны быть такими, чтобы  при замыкании фазы на корпус возникающий  в петле фазовый провод - нулевой  провод ток однофазного короткого  замыкания обеспечивал срабатывание защиты - перегорание плавкой вставки  предохранителя или отключение автомата. Для этого возникающий ток  однофазного короткого замыкания  в невзрывоопасных установках должен не менее чем в 3 раза превышать  номинальный ток плавкой вставки  ближайшего предохранителя или ток  уставки автомата с обратно зависимой  от тока характеристикой (например, с  тепловым расцепителем), а при автоматах  с электромагнитным расцепителем - в 1,25 - 1,4 раза номинальный ток уставки  мгновенного срабатывания автомата. Во взрывоопасных установках для  ускорения действия защиты сечения  зануляющих проводов выбирают такими, чтобы возникающий ток однофазного  короткого замыкания превышал ток  плавкой вставки ближайшего предохранителя не менее чем в 4 раза, а номинальный  ток автомата с обратно зависимой  от тока характеристикой не менее  чем в 6 раз. Требования к защите автоматики с электромагнитными расщепителями  для взрывоопасных установок  те же, что и для невзрывоопасных. При применении автоматических выключателей с комбинированным расцепителем, состоящим из теплового и электромагнитного  элементов, для отключения однофазного  короткого замыкания достаточно обеспечить срабатывание только теплового  элемента, требующего по сравнению  с электромагнитным элементом меньшей  величины тока замыкания.

Значения  активных сопротивлений жил проводов и кабелей и алюминиевой оболочки трехжильных кабелей, используемой в качестве зануляющего проводника (реактивное сопротивление не учитывается  в силу его незначительности). Сопротивления  даны при температуре нагрева  жил при полной токовой нагрузке, допускаемой по нормам (для проводов и кабелей с резиновой и пластмассовой изоляцией 70° C, для кабелей с бумажной изоляцией 80° C).

Величины  активного и реактивного сопротивлений  стальных труб электропроводки, используемых в качестве зануляющих проводников. Поскольку удельное сопротивление стальных труб зависит от величины проходящего по ним тока, приведенные в таблице значения активных и реактивных сопротивлений определены по величине тока однофазного короткого замыкания, который может пройти по петле фаза - нуль при указанных в таблице сечениях проводов и диаметров труб.

Зануляющие (заземляющие) проводники из стальных полос крепятся в сухих помещениях непосредственно к опорной поверхности , в помещениях сырых и с химически агрессивными средами - на опорах, на расстоянии 10 - 20 мм от поверхности основания. Непрерывность электрической цепи стальных труб электропроводки обеспечивается муфтами на резьбе, а тонкостенных труб приваркой в двух точках соединительной манжеты к трубе. Отдельные элементы используемых строительных металлоконструкций (ферм, балок, колонну соединяют между собой перемычкой на сварке, а в местах пересечения температурных швов гибкой перемычкой из стального троса с соединительной гильзой.

Заземлители. Для непосредственного соединения с землей зануляемых и заземляемых  частей электроустановок служат заземлители, которые могут быть естественными  и искусственными. В качестве естественных заземлителей используют металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей, свинцовые оболочки кабелей и проложенные в земле трубопроводы (кроме труб с горючими газами и жидкостями). Алюминиевые оболочки кабелей и голые алюминиевые провода использовать в качестве заземлителей нельзя, так как они покрываются оксидной пленкой, плохо проводящей ток. Искусственные заземлители применяют горизонтальные и вертикальные. Вертикальные заземлители изготовляют из стальных круглых стержней диаметром 12 - 16 мм, длиной 4,5 - 5 м, а также из стальных уголков 50×50 мм и отбракованных стальных водопроводных труб диаметром 40 - 50 мм, длиной 2,5 - 3 м. Обычно заземляющее устройство выполняют из нескольких заземлителей (стержней, уголков, труб), закладываемых в землю в ряд или по контуру. Общее сопротивление группы вертикальных заземлителей определяют по формуле  Rв.о = Rв / nη ,  где:

Rв - сопротивление растеканию одного  вертикального заземлителя, Ом;

п - количество заземлителей;

η - коэффициент, зависящий от количества заземлителей.

При количестве заземлителей до 10, расположенных в  один ряд через 3 м, η = 0,95—0,93; расположенных  по контуру, η = 0,86—0,74.

Горизонтальные  заземлители применяют для соединения между собой вертикальных заземлителей, реже - в качестве самостоятельных  заземлителей. Их изготовляют из стальных полос толщиной 4 - 5 мм или из стальных прутков диаметром 12 - 16 мм и закладывают  в землю на глубину 500 - 700 мм. Сопротивление  растеканию горизонтального заземлителя  определяют по формулеRг =  2ρl

Полное  сопротивление растеканию вертикальных и горизонтальных заземлителей определится  по формуле Rп = Rв.о Rг Rв.о + Rг

В электроустановках  напряжением выше 1000 В с токами замыкания на землю более 500 А, сопротивление  заземляющего устройства должно быть не более 0,5 Ом. В электроустановках  напряжением выше 1000 В с токами замыкания, равными или меньше 500 А, без компенсации емкостных  токов сопротивление заземляющего устройства определяется по формуле R ≤ 250I.  Если это же заземляющее устройство используется одновременно и для электроустановок напряжением до 1000 В, то сопротивление земляющего устройста определяется по формуле R ≤ 125I,  где:

R - сопротивление  заземляющего устройства (не более  10 Ом);

I - расчетный  ток замыкания на землю, А.

В сетях  с компенсацией емкостных токов  сопротивление заземляющего устройства также рассчитывается по приведенным  выше формулам. При этом за расчетный  ток принимают: для заземляющих  устройств, к которым присоединяют компенсирующие аппараты - ток, равный 125% номинального тока этих аппаратов; для заземляющих устройств, к  которым не присоединены аппараты, компенсирующие емкостный ток, - остаточный ток замыкания на землю, который  может иметь место в данной сети при отключении наиболее мощного  из компенсирующих аппаратов, но не менее 30 А.  Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединяют нейтраль трансформатора в электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, и заземляющее устройство, используемое для заземления электрооборудования в электроустановках напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, должно быть не более 4 Ом. При мощности трансформатора 100 кВ·А и меньше сопротивление заземляющего устройства может быть повышено до 10 Ом.  Вертикальные заземлители из стальных круглых стержней заглубляют в землю ввертыванием электродрелью, а при отсутствии источника питания - ямобуром, для чего на конец стержня приваривают направляющие, изогнутые по винтовой линии. Заземлители из угловой стали и труб забивают в землю передвижным механическим копром или вибромолотом. Глубина заложения вертикального заземлителя должна быть такой, чтобы верхний конец его был на глубине 500 - 700 мм от поверхности спланированной земли. В местах с плохопроводящим грунтом для улучшения проводимости применяют увлажнение грунта или подсыпку поваренной соли. Заземляющие проводники и горизонтальные заземлители соединяют с вертикальными заземлителями сваркой.   Присоединение зануляющих и заземляющих проводников. Для присоединения зануляющих и заземляющих проводников все виды электрооборудования имеют на металлическом корпусе заземляющий болт (винт) с отличительным знаком "Земля". Каждый элемент электроустановки присоединяется к зануляющей (заземляющей) магистрали отдельным проводником. Последовательное присоединение через корпус электрооборудования не допускается, так как при снятии на ремонт одного из элементов электроустановки непрерывность заземляющей цепи всей установки нарушается. Электродвигатели, устанавливаемые на бетонном фундаменте или на салазках, зануляют (заземляют) присоединением заземляющего проводника к заземляющему болту на корпусе электродвигателя. Для электродвигателей, установленных на металлических конструкциях, достаточно заземлить эти конструкции, приварив к ним заземляющий проводник. В случае подвода питания к электродвигателю кабелем или изолированными проводами в стальной трубе заземляющими проводниками могут служить металлическая оболочка кабеля и стальная труба электропроводки, которые присоединяются перемычкой к заземляющему болту электродвигателя. Пусковые аппараты зануляют (заземляют) присоединением заземляющего проводника к крепежным металлическим конструкциям, на которых установлен аппарат, или к болту заземления на самом аппарате. Броня кабеля  заземляется присоединением перемычки к заземляющему болту.

Взрывозащищенные  электродвигатели имеют по два заземляющих  болта. Один из них расположен внутри вводной коробки и предназначен для присоединения зануляющего  проводника в виде четвертого провода  при электропроводках в стальных трубах или четвертой жилы при  кабельных проводках и металлической  оболочки кабеля, вводимого внутрь коробки электродвигателя. Другой болт расположен снаружи, на корпусе электродвигателя, и предназначен для присоединения  внешних заземляющих проводников  стальной трубы электропроводки  или стальной полосы. Для зануления  и заземления достаточно присоединить заземляющий проводник к одному из этих двух болтов.

Светильники в сетях с глухозаземленной нейтралью  зануляют присоединением нулевого рабочего провода осветительной сети к заземляющему винту на корпусе светильника перемычкой либо при выходе нулевого провода из трубы, либо на ближайшем ролике или изоляторе. В сетях с изолированной нейтралью в качестве заземляющего проводника используют трубу электропроводки, для чего флажок на трубе соединяют перемычкой с заземляющим винтом на светильнике. Если же труба ввертывается в светильник, то заземление осуществляется соединением на резьбе металлического корпуса светильника с заземленной трубой.           Пылеводозащищенные светильники, питающиеся кабелями ВРГ, НРГ и СРГ в сетях с глухозаземленной нейтралью, зануляют непосредственно в светильнике присоединением нулевого провода к заземляющему винту, а в сетях с изолированной нейтралью присоединением к заземляющему винту третьей (заземляющей) жилы кабеля.

Взрывозащищенные  светильники в установках всех классов, кроме класса B-I, зануляют присоединением нулевого рабочего провода к заземляющему винту внутри светильника, а в установках класса B-I присоединением к винту отдельного (третьего) заземляющего проводника.

2.1  Молниезащита электрооборудования                                                     

Молнией называется электрический разряд, возникающий  между заряженными атмосферным  электричеством облаками и землей или  между отдельными частями облаков.

Разряды молнии на наземные объекты могут  вызвать разрушение зданий и сооружений, а также загорание и взрыв  находящихся в них горючих  и взрывоопасных веществ. Поражения  прямыми ударами молнии носят  название первичных воздействий  молнии.

Разряды молнии на некотором расстоянии от объекта сопровождаются явлениями  электромагнитной и электростатической индукции, в результате чего появляется разность потенциалов между металлическими частями объекта и землей. Эта разность потенциалов может оказаться вполне достаточной, чтобы вызвать искрение и послужить причиной пожара. Явления электромагнитной и электростатической индукции носят название вторичных воздействий молнии. В целях предохранения от разрушений, вызываемых прямыми поражениями молнии и ее вторичными воздействиями, промышленные здания и сооружения оборудуются устройствами молниезащиты. В зависимости от опасности поражения молнией, вероятности возникновения пожара или взрыва и маштаба возможных разрушений, здания и сооружения по молниезащите разделяются на три категории. К I категории относятся здания и сооружения, расположенные во взрывоопасных зонах классов B-I и В-II; ко II категории - расположенные в зонах классов B-Ia, B-Iб, B-IIа и II-Iг. К III категории относятся здания и сооружения, расположенные в пожароопасных зонах классов П-I, П-II, П-IIа и П-III, а также высокие заводские трубы и другие сооружения высотой более 15 м.