Заземляющие устройства: заземление, виды и технические параметры

Назначение и принцип работы ЗУ

Заземляющее устройство (ЗУ) — это совокупность заземлителя и заземляющих проводников которые соединяют землю с электрическими приборами, машинами и электроустановками.

Главная задача ЗУ – создание надежного соединения для отвода напряжения с элементов, которые могут попасть под высокое напряжение.

Причиной тому чаще всего служат:

• молния;
• вынос потенциалов;
• вторичная индукция из-за влияния близко находящихся токоведущих частей.

Роль земли может выполнять грунт или вода в крупных водоемах и реках, каменноугольные выработки, и иные природные или рукотворные объекты с похожими свойствами.

Разделяют три вида заземления:

• рабочее зазмеление необходимо для нормального функционирования прибора или установки, которое пропускает через себя рабочий ток, составляющий часть тока в фазе трехфазной системы или в одном из полюсов постоянного тока;
• зануление заземление — нейтраль трехфазного генератора или трансформатора заземлена и от нее проложен нулевой провод, выполняющий одновременно функции рабочего и защитного зануления;
• заземление безопасности — главной задачей является уменьшение шагового напряжения и обеспечение электробезопасности. Это осуществляется путем снижения сопротивления каждого отдельного заземлителя и равномерным распределением потенциала по всей площади;

В трехфазных сетях с напряжением менее 1000 Вольт при наличии изоляции нейтрали в обязательном порядке требуется защитное заземление, и независимо от режима изоляции в сетях от 1000 Вольт.

Виды ЗУ

В качестве заземляющего устройства может использоваться объекты естественного происхождения либо искусственные заземлители.

К первым относятся:

• конструкции домов и помещений, осуществляющие соединение с землей;
• фундаменты из железобетона — при наличии вокруг влажных грунтов (глинистые, суглинки и др.);
• подземные трубы различных систем, кроме теплотрасс и слущащих для транспортировки горючих материалов;
• оболочки кабеля из свинца.

Следует учитывать, что значение R (сопротивление) у естественных заземлителей можно узнать только путем проведения контрольных замеров, и если естественные элементы заземления будут иметь приемлемые показатели сопротивления, то конструировать что-то еще не нужно будет.

В качестве искусственных заземляющих устройств применяются элементы представляющие собой:

• стальные трубы от 3 см в диаметре и от 2 метров длинной;
• стальные полосы или угловая сталь не тоньше 0,4 см и длинной от 2 метров;
• длинные (до 10 м) стальные прутья диаметром от 1 см;
• обрезки труб из стали, рельс;
• металлические цепи, тросы.

Выбирая размеры электрода, обязательно учитывайте:

• значение сопротивления заземлителя при наименьшей массе — уровень сопротивления зависит в основном от длины электрода, и в наименьшей степени от его поперечного сечения;
• механическую устойчивость к подземной коррозии — показатель устойчивости к коррозии зависит от толщины и площади соприкосновения с грунтом.

Имея одинаковые сечения, в качестве более долговечных электродов служат круглые стержни. Для предотвращения коррозии в агрессивных щелочных и кислых почвах, используют медные, омедненные или оцинкованные материалы. На любых типах почв нельзя использовать алюминий, из-за окисления и последующей изоляции его поверхности.

Монтируют вертикальные электроды таким образом, чтобы верхний конец находился около поверхности грунта или глубже на 50-80 см — данный вариант обеспечивает более стабильную и эффективную защиту из-за небольших изменений удельного сопротивления грунта в разные периоды. Если одного электрода недостаточно для достижения необходимых технических параметров сопротивления растеканию, тогда устанавливают несколько электродов подряд или по периметру. Лучшую прочность во время углубления показывают трубы и уголки.

Вертикальные элементы чаще всего соединяются стальными стержнями, приваренными к верхним концам, реже с помощью пластин или колец.

Технические параметры устройств заземления в различных видах электрических установок

От 1000 Вольт при больших токах замыкания

В этом случае для наибольшего сопротивления заземляющих устройств требуется менее 0,5 Ом, однако этим не обеспечивается достаточное напряжение касания и шага токозамыкания 1-2 кА. Поэтому дополнительно выполняются следующие действия:

• должно быть быстрое отключение на случай замыкания в землю;
• выравниваются потенциалы по периметру территории местонахождения установки и в ее пределах. Для этого по всей площади от 50 см глубиной закладывают сетку, состоящую из проводников выравнивания для равномерного растекания тока. Продольные части укладываются параллельно осей электрооборудования на дистанции 80 — 100 см от его основания либо фундамента. Затем укладывают поперечные детали и шаг соединения до 6 м. Крайние части сетки, через которые уходит большое количество тока, укладывают глубже на 30-50 см.
• Такое же выравнивание осуществляют рядом с входами на территорию электрической установки укладкой дополнительно нескольких полос с их постепенным заглублением — расстояние от заземлителя 100 и 200 см соответственно, а глубина закладки 100 и 150 см.
• Дистанция от периметра контура до ограждения должно превышать 3 м, тогда ограждение можно не заземлять. Подходы, входы и въезды есть смысл делать в виде асфальтовых или гравийных покрытий, из-за их малой проводимости.
• Чтобы избежать выноса за границы местонахождения потенциала, разрешается присоединять приемники вне территории установки к трансформаторам смонтированным в нее можно лишь при условии изоляции их нейтрали.

Больше 1000 Вольт при небольших токах замыкания

Когда проводится значение R для таких установок, требуется менее 10 Ом. Рассчитать его можно с помощью формулы:

В качестве расчетного используется:

• показатель тока сработки релейной защиты обязательно гарантирующей обесточивание замыкания на землю;
• емкость предохранителей.

Необходимо превышение в 1,5 и 3 раза минимального эксплуатационного тока замыкания соответственно над уровнем срабатывания реле или номинальным током предохранителей.

До 1000 Вольт — нейтральный проводник заглушен в землю

Уровень сопротивления заземляющих устройств менее 4 Ом. Когда общая мощность источников и преобразователей напряжения не доходит больше 100 кВА, тогда достаточно уровеня менее 10 Ом.

Заземляемые детали делаются надежно связанными с проводниками заземления или нуля источника электричества.

На воздушных линиях этот контакт делается специально прокладываемым параллельно фазам проводом. В этом случае необходимо сделать повтор заземления нуля с интервалом 250 м, и обязательно в конечной точке линии. Для каждого повтора R меньше 10 Ом.

Если мощность всех источников и трансформаторов в сумме меньше 100 кВА, и для этой сети разрешено R главного ЗУ 10 Ом, то для повторных этот показатель необходим менее 30 Ом в количестве больше двух.

До 1000 Вольт — нейтраль в изоляции

Как в предыдущем пункте, требуется получить уровень R заземляющих устройств менее 4 Ом. Когда же сумма мощности генераторов и преобразователей до 100 кВА, показатель нужен меньше 10 Ом.

Наибольшее значение при касании может быть до 40 В. Из-за этого электробезопасность частей, которые могут оказаться под напряжением в таких сетях значительно выше.

Измерительный комплекс для диагностики заземляющих устройств «КОНТУР-1»

Оборудование в этой категории:

Наименование параметра или характеристики

Частота генерируемого переменного напряжения и тока, Гц

57; 263; 523; 1013

Максимальное действующее значение генерируемого переменного напряжения в режиме холостого хода на ВЫХОД, В,

Диапазон измерения действующего значения генерируемого переменного тока в нагрузке, А

Предел допускаемого значения относительной погрешности измерения действующего значения

генерируемого переменного тока в нагрузке, %, не более

Диапазон измеряемого действующего значения переменного напряжения

от 5 мВ до 100 В

Предел допускаемого значения относительной погрешности измеряемого действующего значения

переменного напряжения, %, не более

Потребляемая электрическая мощность, В А, не более

от сети напряжением 220 В, частотой 50 Гц

Габаритные размеры комплекса, мм, не более

Масса, кг, не более

Основные достоинства установки:

• современный дизайн;
• эргономичная панель управления генератора МБ1000;
• ЖК-дисплей для отображения всех выходных параметров: частоты, напряжения, тока и полного сопротивления подключенной цепи;
• трехчастотный селективный измеритель напряжения МБ1000, предназначенный для измерения действующего значения напряжения от 5 мВ до 100 В;
• селективный регистратор МБ1000, предназначенный для определения наличия магнитного поля переменного тока заданной частоты;
• удобные клеммы для надежного подключения к заземляющим проводникам различной формы.
• высокая точность измерений нормируемых параметров;
• надёжность работы в условиях протекания токов промышленной частоты в заземляющем устройстве;
• небольшая потребляемая мощность (95% времени эксплуатации – менее 50 Вт);
• малые массогабаритные показатели.

В состав комплекса входят составные части и документация, приведенные в таблице.

Устройство контроля заземляющей жилы кабеля УКЗ IP54

Предлагаем к поставке по выгодной цене из наличия на складе. Отгрузка в любой регион России.

Предназначено для контроля исправности цепи заземления карьерных электроустановок и повышения безопасности на открытых горных работах.

Применяется при питании передвижных горных машин гибким кабелем со вспомогательными жилами управления.

Устанавливается с внутренней стороны приключательного пункта и служит для контроля исправности заземляющей жилы гибкого кабеля, питающего передвижные горные машины и электроустановки на открытых горных выработках. Устройство контролирует участок цепи от приключательного пункта до электроустановок (горных машин).

В случае обрыва или увеличения электрического сопротивления цепи заземления, а также при несанкционированном открытии защитных оболочек электрооборудования происходит отключение высоковольтного выключателя приключательного пункта. При этом загорается сигнальная лампа.

Обладает самоконтролем исправности при замыкании вспомогательной жилы на землю, обрыве цепи реле и обмоток трансформатора, пробоя диода.

Технические характеристики

180 х 100 х 150 мм.

Напряжение в цепи контроля:

Установка сопротивления срабатывания при выключении:

Установка сопротивления срабатывания при включении:

Максимальная протяжённость контролируемой кабельной линии:

Тип предложения: предлагаю продукцию, услугу
Товар на сайте компании

Обзор устройств по контролю заземления

Устройство контроля заземления Серия 8485, R.STAHL

• Контролируемое электростатическое заземление автоцистерн для перевозки жидкого топлива и ЖД цистерн при погрузке
• Постоянный контроль правильного заземления
• Потенциальные ошибки пользователя предотвращаются посредством распознавания объекта (для грузовых автомобилей)
• Влагозащищенный корпус из алюминия IP65
• Два беспотенциальных перекидных контакта на канал для сигнализации
• Изолированная точка подвешивания для клещей
• Используются в диапазоне температур окружающей среды от — 55 . + 60 °C

Устройство контроля заземления обеспечивает электростатическое заземление транспортных средств при перегрузке горючих жидкостей и порошкообразных грузов. Одновременно с этим устройство контролирует состояние электростатического заземления. Это помогает сохранить электростатический заряд на безопасном уровне и избежать опасности взрыва из-за неконтролируемого электростатического разряда.

Следующие предписания и директивы требуют наличия заземления при погрузке и рекомендуют прекращать погрузку при ненадлежащем заземлении:

• CENELEC LC/TR 50404: рекомендации для исключения опасности возгорания вследствие электростатического заряда.
• TRBS 2153: исключение опасности возгорания вследствие электростатического заряда.

Прибор проверки защитного заземления УКЗ-1

Прибор по проверке защитного заземления УКЗ-1 используется для фиксации на каждый грузоподъемный элемент с наличием электрических приводов и прочие электрические установки, которые получают питание от индустриальной сети, усилие, какого составляет 0,4 кВ с частотой 50 Гц.

Конструкция контролирования защитного заземления УКЗ-1 используется в любой категории башенной электроустановки, мостового и козлового крана кроме этого данный механизм используется для возведений и домов где они находятся.

Условия применения

Сфера рабочей температуры варьируется от –40…+55

Сравнительная увлажненность при температуре до +35 °С, до 98%

уровень предохранения блоков механизма ……………. ……IP54

Климатическое осуществление ………………………. ……У2

Методы конструкции и безвредного употребления грузоподъёмных кранов ПБ 10-382-00;

Нормы конструкции электроустановки ПУЭ;

ГОСТ 12.1.038-82 «ССБТ. Электробезопасность. Предельно-допустимая степень усилий касания и токов»;

ГОСТ 12.1.030-81 «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление».

Функционирование

18 ± 30 В при питании от автономного ключа.

Сила, производимая блоком контроля и управления, Вт, не болеее 20

блок предохранения и правления . ……. 250x200x100

самостоятельный блок питания …….…….150x100x100

самостоятельный блок питания ……….……….10×1500

резистор для нагрузки ………………….180x50x30

блок проверки и правления………………………1

самостоятельный блок питания ……………….……….1

самостоятельный блок питания ………………………..5

нагрузочный резистор …………………………..0,3

Период использования прибора составляет от 10 лет.

Механизм по контролю защитного заземления УКЗ-1.

Функции

Механизм по проведению контроля защитного заземления УКЗ-1 используется для организации защищенности в автоматическом режиме работающих сотрудников. При деятельности с разными электрическими установками грузоподъемного компонента от воздействия электрического тока, используя автоматический контроль, противостояние заземляющего элемента, напряжения касания на металлические конструкции. При этом возможно выключение питания любой электрической установки. В случае выхода проверяемых габаритов за обозначенный пределы, которые снабжают надежные условия использования.