какое минимальное сечение проводников переносных заземлений установлено для электроустановок до 1000

Нормы сечения для провода переносного заземления

Провод заземления является важным элементом при работе с электроприборами и высоким напряжением. Даже полное отключение электричества не может обеспечить 100% гарантии безопасности, так как на проводах может скапливаться напряжение. Для того чтобы его отвести, используется естественное или искусственное заземление.

Часто применяют переносное устройство, как наиболее удобный и дешевый способ. Важно правильно осуществить расчет сечения провода переносного заземления, поскольку от него зависит надежность работы прибора.

Предназначение устройства

Переносное заземление – это съемная система, которая используется для защиты рабочих при проведении манипуляций с электроустановками или электрооборудованием. Задачей системы является отводить наведенные токи или случайно поданное на объект напряжение. Применяются такие приборы в тех местах, где нельзя использовать стационарные ножи. При использовании переносного защитного устройства в случае попадания напряжения на заземленный участок произойдет короткое замыкание, и персонал избежит удара током.

Характеристики переносного заземления, в том числе требования к сечению, перечислены в государственном стандарте 52853. Там же указано, что при испытаниях проверяется сечение проводника, для этого разбирают провод на пряди, подсчитывают их число, и число жил в пряди. Затем измеряют диаметр жилы, и по известной формуле из школьной геометрии определяют сечение.

Лента-плетенка

Для переносных заземлений может использоваться специальная лента. Она нужна для механического соединения муфт и экранов. Благодаря такой конструкции монтируемый сросток получает более прочное соединение. Лента имеет стабильные параметры, высокую прочность, конструкция не только грамотно проводит ток, но и весьма устойчива на разрыв. Ленту можно использовать в качестве перемычек и экранных шин. Структура материала плетеная, что позволяет просверливать в ней отверстия для болтовых креплений.

Стандартное изделие для переносного сопротивления состоит из 24 прядей. Каждая прядь луженая, имеет 13 проволок, диаметр каждой составляет 0,2 мм.

Провод

Чаще всего провод заземления имеет сечение от 25 мм2 и применяется для трехфазных систем. Для каждой фазы, размещенной на воздушной линии, предусматривается свой провод. При возникновении случайного или непредусмотренного напряжения задачей переносного заземления является отведение его на специальный провод и создание короткого замыкания, предохраняющего рабочих от опасности.

Напряжение до 1000 В

Сечение провода переносного заземления подпадает под строгие технические требования и стандарты. Оно должно выдерживать нагрев в случае возникновения замыкания на трехфазном и однофазном источнике. Провод заземления, используемый в электроустановках с напряжением меньше 1000 В, должен иметь сечение не меньше 16 кв. мм.

Нельзя применять провода, имеющие меньшее сечение. Если напряжение в электроустановке не превышает 6-10 кВ, сечение проводников может колебаться от 120-185 мм2. Такие элементы не слишком удобны, так как имеют большую массу. Можно использовать несколько переносных заземлений с меньшим сечением, они устанавливаются напротив друг друга.

Напряжение выше 1000 В

Если минимальное сечение у проводов переносных заземлений не меньше 16 мм2, то есть переносное заземление рассчитано на величину выше 1000 В, минимальное значение должно быть не меньше 25 мм2. Расчет сечения должен проводиться по следующей формуле:
S = ( Iуст √tф ) / 272.

Для того чтобы не изготавливать несколько заземлителей, единицу времени в формулу нужно включать максимальную; следовательно, провод заземления будет более толстым. Если сеть имеет заземляющую нейтраль, то рассчитывать диаметр сечения требуется по току одной фазы. Важным аспектом является обеспечение термической устойчивости, если образуется двухфазное замыкание.

Не разрешается применять для создания заземления обычный изолированный кабель. Изоляция не позволит обнаружить механические повреждения жил, если таковые появятся. Перетирание жил приводит к прожиганию полупроводника, использовать поврежденный кабель нельзя.

Портативное заземление должно быть оснащено специальными зажимами. При помощи этих элементов переносная конструкция закрепляется специальной штангой на токопроводящих частях и позволяет создать надежное заземление. Проводники должны быть присоединены к зажимам без использования переходных наконечников: это обеспечит большую площадь касания и надежность соединения. Отсутствие слабых контактов не позволит конструкции выгореть при воздействии на нее большого напряжения.

Если требуется прикрепить заземляющее соединение к проводнику при работе с трехфазным источником, то соединения приваривают. Можно использовать болты, но тогда провод заземления должен быть пропаян.

Ограничиваться пайкой нельзя, так как при работе с токами выше 1000 будет существенный нагрев, пайка ослабнет, и переносная конструкция будет разрушена.

Значение сопротивления

Сопротивление, которое оказывает заземление – это способность грунта распределить электрический ток, попавший в него при помощи заземлителей. Величина важна для переносного и стационарного устройства. Она измеряется в омах и зависит непосредственно от сопротивления грунта и площади соприкосновения заземлителя с грунтом. Менять площадь можно, увеличивая заглубление электрода или соединяя вместе несколько коротких электродов. В последнем случае увеличивается площадь сечения.

Чем меньше показатель, тем лучше работа с ним. Нулевого значения в естественных условиях добиться нельзя, поэтому чаще всего разные типы электрооборудования имеют разную норму – от 60 до 0.5 Ом.

Если подключение заземления происходит через нейтраль трансформатора, суммарное сопротивление не должно превышать 4 Ома. В противном случае утрачивается смысл его использования. Если требуется обустроить заземление в частном доме, расчет должен опираться на то, что в таких домах величина не превышает 30 Ом.

Обратите внимание, есть ли в доме газопровод. При подключении труб сопротивление не должно превышать 10 Ом. Это объясняется тем, что газопровод является источником повышенной опасности, и минимальное сечение подбирается с учетом данного фактора.

Если требуется установить заземление для подключения молниеприемника, меняя сечение и длину, следует добиться сопротивления не более 10 Ом.
Источник тока в виде трансформатора или генератора при заземлении не должен подключаться к поверхностям, имеющим сопротивление, превышающее отметку 8 Ом. Допустимая величина напрямую зависит от напряжения. Если в трансформаторе напряжение 380, сопротивление должно составлять не более 2 Ом, 220 – не более 4 Ом, 127 – не более 8 Ом.

Если оборудование укомплектовано газовыми разрядниками, использующимися для защиты линий, проведенных по воздуху, заземление не должно выдавать сопротивление больше 2 Ом, некоторое оборудование допускает 4 Ом и имеет об этом специальные пометки.

Для телекоммуникационного оборудования требования к сопротивлению составляют 2-4 Ома. Если используется подстанция, рассчитанная на 110 кВ, сопротивление заземления не должно быть выше 0.5 Ом.

Нормы сопротивления, проиллюстрированные выше, распространяются на нормальные грунты, удельное сопротивление которых не выше 100 Ом*м. К таким почвам относятся глинистые и суглинистые. Например, для песчаных поверхностей характерно удельное сопротивление 500 Ом*м, что превышает общеизвестную и всеми принятую норму в пять раз.

Источник

Заземление электроустановок до 1000В по ПУЭ 7

Раздел 1.7 «Заземление и защитные меры электробезопасности» содержит общие требования к заземлению электроустановок и защите людей и животных от поражения электрическим током как в нормальном режиме работы электроустановки, так и при повреждении изоляции.

Выделим положения данного раздела, которые касаются заземления электроустановок до 1000 В.

Электроустановки до 1000 В в отношении мер электробезопасности разделяются на:

Основные термины

п.1.7.5. Глухозаземленная нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству. Глухозаземленным может быть также вывод источника однофазного переменного тока или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трехпроводных сетях постоянного тока.

п.1.7.6. Изолированная нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, неприсоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.

1.7.15. Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

1.7.16. Искусственный заземлитель — заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.

1.7.17. Естественный заземлитель — сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.

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

1.7.19. Заземляющее устройство — совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью

1.7.100. В электроустановках с глухозаземленной нейтралью нейтраль генератора или трансформатора трехфазного переменного тока, средняя точка источника постоянного тока, один из выводов источника однофазного тока должны быть присоединены к заземлителю при помощи заземляющего проводника.

Искусственный заземлитель, предназначенный для заземления нейтрали, как правило, должен быть расположен вблизи генератора или трансформатора. Для внутрицеховых подстанций допускается располагать заземлитель около стены здания.

Если фундамент здания, в котором размещается подстанция, используется в качестве естественных заземлителей, нейтраль трансформатора следует заземлять путем присоединения не менее чем к двум металлическим колоннам или к закладным деталям, приваренным к арматуре не менее двух железобетонных фундаментов.

При расположении встроенных подстанций на разных этажах многоэтажного здания заземление нейтрали трансформаторов таких подстанций должно быть выполнено при помощи специально проложенного заземляющего проводника. В этом случае заземляющий проводник должен быть дополнительно присоединен к колонне здания, ближайшей к трансформатору, а его сопротивление учтено при определении сопротивления растеканию заземляющего устройства, к которому присоединена нейтраль трансформатора.

Во всех случаях должны быть приняты меры по обеспечению непрерывности цепи заземления и защите заземляющего проводника от механических повреждений.

Если в PEN-проводнике, соединяющем нейтраль трансформатора или генератора с шиной PEN распределительного устройства напряжением до 1 кВ, установлен трансформатор тока, то заземляющий проводник должен быть присоединен не к нейтрали трансформатора или генератора непосредственно, а к PEN—проводнику, по возможности сразу за трансформатором тока. В таком случае разделение PEN-проводника на РЕ- и N-проводники в системе TN—S должно быть выполнено также за трансформатором тока. Трансформатор тока следует размещать как можно ближе к выводу нейтрали генератора или трансформатора.

1.7.101. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN— или РЕ-проводника ВЛ напряжением до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух. Сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.

При удельном сопротивлении земли r >100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01r раз, но не более десятикратного.

1.7.102. На концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания, должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника. При этом в первую очередь следует использовать естественные заземлители, например, подземные части опор, а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых перенапряжений (см. гл. 2.4).

Указанные повторные заземления выполняются, если более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений не требуются.

Повторные заземления PEN-проводника в сетях постоянного тока должны быть выполнены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами.

Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN—проводника должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.4.

Таблица 1.7.4

Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

* Диаметр каждой проволоки.

1.7.103. Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой BЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях.

При удельном сопротивлении земли r >100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 r раз, но не более десятикратного.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью

1.7.104. Сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления открытых проводящих частей, в системе IT должно соответствовать условию:

где R — сопротивление заземляющего устройства, Ом;

U_пр — напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В (см. также 1.7.53);

I — 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.

Заземляющие устройства в районах с большим удельным сопротивлением земли

1.7.105. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью в районах с большим удельным сопротивлением земли, в том числе в районах многолетней мерзлоты, рекомендуется выполнять с соблюдением требований, предъявляемых к напряжению прикосновения (см. 1.7.91).

В скальных структурах допускается прокладывать горизонтальные заземлители на меньшей глубине, чем этого требуют 1.7.91-1.7.93, но не менее чем 0,15 м. Кроме того, допускается не выполнять требуемые 1.7.90 вертикальные заземлители у входов и у въездов.

1.7.106. При сооружении искусственных заземлителей в районах с большим удельным сопротивлением земли рекомендуются следующие мероприятия:

1) устройство вертикальных заземлителей увеличенной длины, если с глубиной удельное сопротивление земли снижается, а естественные углубленные заземлители (например, скважины с металлическими обсадными трубами) отсутствуют;

2) устройство выносных заземлителей, если вблизи (до 2 км) от электроустановки есть места с меньшим удельным сопротивлением земли;

3) укладка в траншеи вокруг горизонтальных заземлителей в скальных структурах влажного глинистого грунта с последующей трамбовкой и засыпкой щебнем до верха траншеи;

4) применение искусственной обработки грунта с целью снижения его удельного сопротивления, если другие способы не могут быть применены или не дают необходимого эффекта.

1.7.107. В районах многолетней мерзлоты, кроме рекомендаций, приведенных в 1.7.106, следует:

1) помещать заземлители в непромерзающие водоемы и талые зоны;

2) использовать обсадные трубы скважин;

3) в дополнение к углубленным заземлителям применять протяженные заземлители на глубине около 0,5 м, предназначенные для работы в летнее время при оттаивании поверхностного слоя земли;

4) создавать искусственные талые зоны.

1.7.108. В электроустановках напряжением выше 1 кВ, а также до 1 кВ с изолированной нейтралью для земли с удельным сопротивлением более 500 Ом×м, если мероприятия, предусмотренные 1.7.105-1.7.107, не позволяют получить приемлемые по экономическим соображениям заземлители, допускается повысить требуемые настоящей главой значения сопротивлений заземляющих устройств в 0,002r раз, где r — эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом×м. При этом увеличение требуемых настоящей главой сопротивлений заземляющих устройств должно быть не более десятикратного.

Заземлители

1.7.109. В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:

1) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;

2) металлические трубы водопровода, проложенные в земле;

3) обсадные трубы буровых скважин;

4) металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.;

5) рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;

6) другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения;

7) металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Оболочки кабелей могут служить единственными заземлителями при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.

1.7.110. Не допускается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов в соответствии с 1.7.82.

Не следует использовать в качестве заземлителей железобетонные конструкции зданий и сооружений с предварительно напряженной арматурой, однако это ограничение не распространяется на опоры ВЛ и опорные конструкции ОРУ.

Возможность использования естественных заземлителей по условию плотности протекающих по ним токов, необходимость сварки арматурных стержней железобетонных фундаментов и конструкций, приварки анкерных болтов стальных колонн к арматурным стержням железобетонных фундаментов, а также возможность использования фундаментов в сильноагрессивных средах должны быть определены расчетом.

1.7.111. Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными.

Искусственные заземлители не должны иметь окраски.

Материал и наименьшие размеры заземлителей должны соответствовать приведенным в табл. 1.7.4.

1.7.112. Сечение горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1 кВ следует выбирать по условию термической стойкости при допустимой температуре нагрева 400 °С (кратковременный нагрев, соответствующий времени действия защиты и отключения выключателя).

В случае опасности коррозии заземляющих устройств следует выполнить одно из следующих мероприятий:

увеличить сечения заземлителей и заземляющих проводников с учетом расчетного срока их службы;

применить заземлители и заземляющие проводники с гальваническим покрытием или медные.

При этом следует учитывать возможное увеличение сопротивления заземляющих устройств, обусловленное коррозией.

Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора.

Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.п.

Заземляющие проводники

1.7.113. Сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ должны соответствовать требованиям 1.7.126 к защитным проводникам.

Наименьшие сечения заземляющих проводников, проложенных в земле, должны соответствовать приведенным в табл. 1.7.4.

Прокладка в земле алюминиевых неизолированных проводников не допускается.

1.7.116. 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.

1.7.118. У мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен опознавательный знак

1.7.126. Наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников должны соответствовать табл. 1.7.5.

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.

Наименьшие сечения защитных проводников

Главная заземляющая шина

1.7.119. Главная заземляющая шина может быть выполнена внутри вводного устройства электроустановки напряжением до 1 кВ или отдельно от него.

Внутри вводного устройства в качестве главной заземляющей шины следует использовать шину РЕ.

При отдельной установке главная заземляющая шина должна быть расположена в доступном, удобном для обслуживания месте вблизи вводного устройства.

Сечение отдельно установленной главной заземляющей шины должно быть не менее сечения РЕ (PEN)-проводника питающей линии.

Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали. Применение алюминиевых шин не допускается.

В конструкции шины должна быть предусмотрена возможность индивидуального отсоединения присоединенных к ней проводников. Отсоединение должно быть возможно только с использованием инструмента.

В местах, доступных только квалифицированному персоналу (например, щитовых помещениях жилых домов), главную заземляющую шину следует устанавливать открыто. В местах, доступных посторонним лицам (например, подъездах или подвалах домов), она должна иметь защитную оболочку — шкаф или ящик с запирающейся на ключ дверцей. На дверце или на стене над шиной должен быть нанесен знак.

1.7.120. Если здание имеет несколько обособленных вводов, главная заземляющая шина должна быть выполнена для каждого вводного устройства. При наличии встроенных трансформаторных подстанций главная заземляющая шина должна устанавливаться возле каждой из них. Эти шины должны соединяться проводником уравнивания потенциалов, сечение которого должно быть не менее половины сечения РЕ (PEN)-проводника той линии среди отходящих от щитов низкого напряжения подстанций, которая имеет наибольшее сечение. Для соединения нескольких главных заземляющих шин могут использоваться сторонние проводящие части, если они соответствуют требованиям 1.7.122 к непрерывности и проводимости электрической цепи.

Источник