Зануление электрооборудования, защитное отключение – устройство, принцип защиты

721 / 100 = 7,21 раз

(для взрывоопасных установок требуется не менее чем в 6 раз). Таким образом, выбранный автомат надежно отключает поврежденный участок.

Аналогичным образом  ведется расчет при использовании  в качестве зануляющих проводников  алюминиевой оболочки кабеля, стальных труб электропроводки и стальных полос.

Зануляющие (заземляющие) проводники из стальных полос крепятся в сухих помещениях непосредственно  к опорной поверхности (рис. XV.3, a), в помещениях сырых и с химически  агрессивными средами - на опорах, на расстоянии 10 - 20 мм от поверхности основания (рис. XV.3, б). Непрерывность электрической цепи стальных труб электропроводки обеспечивается муфтами на резьбе, а тонкостенных труб приваркой в двух точках соединительной манжеты к трубе (рис. XV.3, в). Отдельные элементы используемых строительных металлоконструкций (ферм, балок, колонну соединяют между собой перемычкой на сварке (рис. ХV.3, г), а в местах пересечения температурных швов гибкой перемычкой из стального троса с соединительной гильзой (рис. XV.3, д).

     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. Приближенное значение сопротивления растеканию тока одного вертикального заземлителя в Ом можно определить по формуле

R = ρ / l ,                                     (XV.2)

где ρ - удельное сопротивление грунта, Ом·м (табл. XV.5); l - длина вертикального заземлителя, 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 ,                                    (XV.3)

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 формуле

Полное сопротивление  растеканию вертикальных и горизонтальных заземлителей определится по формуле

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

Если это же заземляющее устройство используется одновременно и для электроустановок напряжением до 1000 В, то сопротивление  земляющего устройста определяется по формуле

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.

     Пример. Определяем количество вертикальных заземлителей для заземления нейтрали трансформатора. Общее сопротивление растеканию заземлителей Rв.о = 4 Ом. Удельное сопротивление грунта ρ = 60 Ом·м

Решение. В качестве заземлителей принимаем круглые стальные стержни диаметром 16 мм, длиной 5 м. Сопротивление растеканию тока одного вертикального заземлителя по формуле (XV.3):

 

При расположении заземлителей в один ряд η = 0,9. Из формулы (XV.5): определим необходимое  количество заземлителей

 

Вертикальные  заземлители из стальных круглых  стержней заглубляют в землю ввертыванием электродрелью (рис. XV.4), а при отсутствии источника питания - ямобуром, для  чего на конец стержня приваривают  направляющие, изогнутые по винтовой линии (рис. XV.5, a). 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 (рис. XV.5, б). Заземляющие проводники и горизонтальные заземлители соединяют с вертикальными заземлителями сваркой (рис. XV.5, в).

     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 (рис. XV.6, a). Последовательное присоединение (рис. XV.6, б) через корпус электрооборудования не допускается, так как при снятии на ремонт одного из элементов электроустановки непрерывность заземляющей цепи всей установки нарушается.

Силовые трансформаторы зануляют (заземляют) присоединением заземляющего проводника к заземляющему болту 1 на корпусе трансформатора (рис. XV.7). Для возможности выкатки трансформатора на ревизию или для замены соединение заземляющего проводника 3 с трансформатором выполняют гибкой съемной перемычкой 2. В сетях с глухозаземленной нейтралью нулевая шина присоединяется к заземлителю (рис. XV.7, a); в сетях с изолированной нейтралью одна из фаз присоединяется к заземленному корпусу трансформатора через пробивной предохранитель 4 (рис. XV.7, б).

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 1 (рис. XV.8, а). В случае подвода питания к электродвигателю кабелем или изолированными проводами в стальной трубе (рис. XV.8, а) заземляющими проводниками могут служить металлическая оболочка кабеля и стальная труба электропроводки 2, которые присоединяются перемычкой 3 к заземляющему болту 4 электродвигателя.

Пусковые аппараты (рис. XV.8, б) зануляют (заземляют) присоединением заземляющего проводника 1 к крепежным металлическим конструкциям, на которых установлен аппарат 6, или к болту заземления 4 на самом аппарате. Броня кабеля 5 заземляется присоединением перемычки 3 к заземляющему болту 4.

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 2 осветительной сети к заземляющему винту 4 на корпусе светильника перемычкой 3 либо при выходе нулевого провода из трубы (рис. XV.9, a), либо на ближайшем ролике или изоляторе (рис. XV.9, б). В сетях с изолированной нейтралью в качестве заземляющего проводника используют трубу электропроводки 1 (рис. XV.9, в), для чего флажок 5 на трубе соединяют перемычкой 3 с заземляющим винтом 4 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 (рис. XV.9, г) в сетях с глухозаземленной нейтралью, зануляют непосредственно в светильнике присоединением нулевого провода 2 к заземляющему винту 4, а в сетях с изолированной нейтралью присоединением к заземляющему винту 4 третьей (заземляющей) жилы кабеля.

Взрывозащищенные  светильники (рис. XV.9, д) в установках всех классов, кроме класса B-I, зануляют присоединением нулевого рабочего провода  к заземляющему винту 4 внутри светильника, а в установках класса B-I присоединением к винту 4 отдельного (третьего) заземляющего проводника 7.