Заземляющие проводники. Сечение заземляющих проводников. Способы соединения заземляющих проводников

 

 

Министерство образования  и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Марийский государственный  университет»

Электроэнергетический факультет

 

Кафедра Электроснабжения и технической  диагностики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

на тему: «Заземляющие проводники. Сечение заземляющих проводников. Способы соединения заземляющих проводников»

по дисциплине: «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования»

 

 

 

                                        Выполнил:

студент ЭЭФ з/о -61

_________________  С.И. Орехов 

Проверил:

преподователь

_________________  А.В. Жарков

 

 

 

 

 

 

 

Йошкар-Ола

2012

 

Содержание

Список сокращений ……………………………………………………………3

Введение……………………………………………………………………...…4

1. Заземляющие проводники…………………………………………………..6
2. Сечение заземляющих  проводников………………………………………9
3. Способы соединения заземляющих  проводников……………………….16

Заключение ……………………………………………………………………18

Список используемой литературы…………………………………………...21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список сокращений

РЕ – защитный проводник (заземляющий  проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов)

N – нулевой рабочий (нейтральный)проводник

РЕN – совмещённый нулевой защитный и нулевой рабочий проводники

ВЛ – воздушная линия электропередач.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Токоведущие части электроустановки не должны быть доступны для случайного прикосновения, а доступные прикосновению открытые и сторонние проводящие части не должны находиться под напряжением, представляющим опасность поражения электрическим током как в нормальном режиме работы электроустановки, так и при повреждении изоляции.

 Для защиты от поражения  электрическим током в нормальном  режиме должны быть применены  по отдельности или в сочетании  следующие меры защиты от прямого  прикосновения: основная изоляция  токоведущих частей, ограждения и оболочки, установка барьеров, размещение вне зоны досягаемости, применение сверхнизкого (малого) напряжения. Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты при косвенном прикосновении: защитное заземление, автоматическое отключение питания, уравнивание потенциалов, выравнивание потенциалов, двойная или усиленная изоляция, сверхнизкое (малое) напряжение, защитное электрическое разделение цепей,  изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.

Для заземления электроустановок могут  быть использованы искусственные и  естественные заземлители. Защитное заземление следует выполнять преднамеренным электрическим соединением металлических частей электроустановок с "землей" или ее эквивалентом.

Заземляющий проводник - проводник, соединяющий  заземляемую часть (точку) с заземлителем.

Защитный ( ) проводник - проводник, предназначенный для целей электробезопасности.

Защитный  заземляющий проводник - защитный проводник, предназначенный для защитного заземления.

Защитный  проводник уравнивания потенциалов - защитный проводник, предназначенный  для защитного уравнивания потенциалов.

Нулевой защитный проводник - защитный проводник  в      электроустановках до 1 кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания.

В качестве заземляющих и нулевых защитных проводников следует использовать специально предназначенные для  этой цели проводники, а также металлические строительные, производственные и электромонтажные конструкции. В качестве нулевых защитных проводников в первую очередь должны использоваться нулевые рабочие проводники. Для переносных однофазных приемников электрической энергии, светильников при вводе в них открытых незащищенных проводов, приемников электрической энергии постоянного тока указанной нормы в качестве заземляющих и нулевых защитных проводников следует использовать только предназначенные для этой цели.

 

 

 

 

 

 

 

Заземляющие проводниики

Заземляющие проводники служат для соединения заземляемых  элементов электроустановок с заземлителями. Так же, как и для заземлителей, в качестве заземляющих проводников  можно использовать различные металлические  конструкции зданий и сооружений, соблюдая при этом указания проекта и обеспечивая непрерывность и достаточную проводимость цепи. Для специально прокладываемых заземляющих проводников обычно применяют сталь. Только для гибких перемычек к передвигаемым токоприемникам и в других случаях, где необходима повышенная гибкость или предъявляются специальные требования к проводимости, используется медь. Внутри зданий стальные заземляющие проводники легко защитить от коррозии лакокрасочным покрытием, в то время как заземлители  в грунте находятся в худших условиях, так как их окрашивать нельзя из-за необходимости хорошего контакта с грунтом. Дополнительные заземляющие проводники могут быть использованы для выравнивания потенциалов. Это бывает необходимым, например, в животноводческих помещениях с сырыми полами, где имеются заземленные (соединенные с нулевым проводом) металлоконструкции, с которыми могут соприкасаться животные и вследствие чего уже имели место случаи их гибели от поражения электрическим током, наличие которого обусловлено разностью потенциалов в различных точках пола и в нулевом проводе. Следует подчеркнуть, что у крупного рогатого скота сопротивление тела значительно меньше, у человека, к тому же опасность увеличивается агрессивной средой в помещениях ферм. В таких условиях удойность коров, регулярно находящихся под воздействием  напряжения 3—4 В, резко снижается, а длительное воздействие напряжения свыше 4 В может полностью прекратить выделение молока. Такие нежелательные последствия легко предотвратить, выравняв потенциалы на поверхности пола и между металлоконструкциями и полом путем закладки в пол заземленных стальных проводников. Для хорошего электрического контакта с полом проводники не окрашивают и поэтому применяют сечение выше минимального (5 мм): обычно используют круглую сталь диаметром 8 мм. Кроме стальных проводников, для заземления (зануления) используют медные и алюминиевые проводники. По условиям электрической  проводимости сечение зануляющих проводников  выбирают с расчетом надежного автоматического  отключения участка сети, на котором произошло замыкание фазы на корпус или на нулевой провод. При напряжении 380/220 В с заземленной нейтралью заземление осуществляют присоединением к заземленному нулевому проводу, т. е. выполняют зануление. При исправной защите это обеспечивает отключение неисправного участка сети, на котором произошло замыкание или нарушение изоляции. В качестве заземляющих проводников используют специальные проводники либо рабочие нулевые проводники электропроводки (в случаях, предусмотренных нормами и проектом), в том числе и алюминиевые. Но надо помнить, что в условиях агрессивной среды разрушаются не только изоляция на проводах некоторых марок, но и алюминиевые жилы, на которых сначала образуется белый налет, а потом раковины, приводящие к обрыву. Разрыв в цепи нулевого провода недопустим, так как при этом на корпусах электроаппаратуры появляется полное рабочее напряжение сети, что создает опасность электротравматизма. Это относится и к корпусам электродвигателей, пускателей, металлических светильников и других запуленных элементов электроустановок, даже тех, которые отключены от фаз электросети. Кроме того, как это неоднократно наблюдалось в действительности, алюминиевые провода могут незаметно выйти из строя вследствие отгорания контактов, если их не подтягивают регулярно при эксплуатации или если на контактных соединениях не установлены пружинные шайбы, компенсирующие усадку алюминия. Исходя из изложенного, нужно улучшать условия электробезопасности. Это достигается, например, открытой прокладкой заземляющей сети, имеющей надежные сварные соединения стальных проводников, доступной для осмотра, соединяемой выводами к внешнему заземлителю, находящегося в грунте. От этой сети прочными перемычками присоединяются каркасы щитов, шкафов и другие элементы, подлежащие заземлению (занулению), а также нулевые шины щитков. Так достигается многократное повторное заземление нулевого провода, действующее и при обрыве последнего, и улучшается надежность работы заземления по сравнению с использованием алюминиевых проводников. В наружных электроустановках, располагаемых на открытом воздухе вне зданий, подверженных атмосферным осадкам и резким изменениям температуры воздуха, проводники защищают окраской, но все же коррозия стальных заземляющих проводников сильнее, чем внутри зданий, хотя и слабее, чем незащищенных проводников в грунте. В качестве -проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ могут использоваться: 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 лектропроводок, металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления. Металлические короба и лотки электропроводок  можно использовать в качестве защитных проводников при условии, что  конструкцией коробов и лотков предусмотрено  такое использование, о чем имеется  указание в документации изготовителя, а их расположение исключает возможность механического повреждения. 3) некоторые сторонние проводящие  части: металлические строительные конструкции  зданий и сооружений (фермы, колонны  и т.п.), арматура железобетонных строительных конструкций зданий, металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.).      Использование открытых  и сторонних проводящих частей  в качестве -проводников допускается, если они не противоречат требованиям к проводимости и непрерывности электрической цепи. Сторонние проводящие части могут  быть использованы в качестве -проводников, если они, кроме того, одновременно отвечают следующим требованиям: 1) непрерывность электрической  цепи обеспечивается либо их  конструкцией, либо соответствующими  соединениями, защищенными от механических, химических и других повреждений; 2) их демонтаж невозможен, если  не предусмотрены меры по сохранению  непрерывности цепи и ее проводимости.  Не допускается использовать  в качестве  -проводников: металлические оболочки изоляционных трубок и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей, трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления, водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок. Нулевые защитные проводники цепей  не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников электрооборудования, питающегося по другим цепям, а также использовать открытые проводящие части электрооборудования в качестве нулевых защитных проводников для другого электрооборудования, за исключением оболочек и опорных конструкций шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления, обеспечивающих возможность подключения к ним защитных проводников в нужном месте.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Сечение заземляющих проводников

 

Сечения заземляющих проводников  в электроустановках напряжением до 1 кВ должны соответствовать требованиям наименьшего сечения защитных проводников.

 

Таблица 1 - Наименьшие сечения защитных проводников

 

 

Сечение фазных проводников, мм	Наименьшее сечение  защитных проводников, мм
16
16 35	16
35	/2

 

 

Площади сечений приведены для  случая, когда защитные проводники изготовлены из того же материала, что  и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.

Допускается, при необходимости, принимать сечение защитного проводника менее требуемых, если оно рассчитано по формуле (только для времени отключения 5 с):

,                                                                (1)

где - площадь поперечного сечения защитного проводника мм ; - ток короткого замыкания, обеспечивающий время отключения поврежденной цепи защитным аппаратом; - время срабатывания защитного аппарата, с; - коэффициент, значение которого зависит от материала защитного проводника, его изоляции, начальной и конечной температур.

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

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

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

Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медный - 10 мм , алюминиевый - 16 мм , стальной - 75 мм . У мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен опознавательный знак Таблица 2 - Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

 

Материал	Профиль сечения	Диаметр, мм	Площадь поперечного  сечения, мм	Толщина стенки, мм
Сталь черная	Круглый:
	для вертикальных заземлителей;	16	-	-
	для горизонтальных заземлителей	10	-	-
	Прямоугольный	-	100	4
	Угловой	-	100	4
	Трубный	32	-	3,5
Сталь оцинкованная	Круглый:
	для вертикальных заземлителей;	12	-	-
	для горизонтальных заземлителей	10	-	-
	Прямоугольный	-	75	3
	Трубный	25	-	2
Медь	Круглый	12	-	-
	Прямоугольный	-	50	2
	Трубный	20	-	2
	Канат многопроволочный	1,8*	35	-

 

 

 

 

 

  

Во всех случаях сечение медных защитных проводников, не входящих в  состав кабеля или проложенных не в общей оболочке (трубе, коробе, на одном лотке) с фазными проводниками, должно быть не менее:

2,5 мм - при наличии механической защиты;

4 мм - при отсутствии механической защиты.

Сечение отдельно проложенных защитных алюминиевых проводников должно быть не менее 16 мм .

 В многофазных цепях в  системе  для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения не менее 10 мм по меди или 16 мм по алюминию, функции нулевого защитного ( ) и нулевого рабочего ( ) проводников могут быть совмещены в одном проводнике ( -проводник). Не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии. Не допускается использование сторонних проводящих частей в качестве единственного -проводника.

Это требование не исключает использования  открытых и сторонних проводящих частей в качестве дополнительного  -проводника  при присоединении их к системе уравнивания потенциалов.

В качестве проводников системы  уравнивания потенциалов могут  быть использованы открытые и сторонние  проводящие части, или специально проложенные  проводники, или их сочетание. 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 мм по меди или равноценное ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных - 6 мм , алюминиевых - 16 мм , стальных - 50 мм .

Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов  должно быть не менее:

при соединении двух открытых проводящих частей - сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям;

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