Защита стальных трубопроводов от блуждающих токов

Содержание

Защита стальных трубопроводов от блуждающих токов

8.1.2 Дополнительные требования к электрохимической защите объектов магистральных трубопроводов определены в ГОСТ 25812.

Примечание. Для трубопроводов, транспортирующих углеводороды с давлением среды свыше 1,2МПа (категория 1а) рекомендуется применять требования к электрохимической защите, соответствующие требованиям ГОСТ 25812.

8.1.3 Средства электрохимической защиты, предусмотренные проектом, вводят в действие в зонах опасного влияния блуждающих токов не позднее одного месяца, а в остальных случаях — не позднее трех месяцев после укладки сооружения в грунт. Если предусматриваются более поздние сроки окончания строительства и ввода в эксплуатацию средств электрохимической защиты, то необходимо предусмотреть временную электрохимическую защиту с указанными в настоящем пункте сроками ввода в эксплуатацию.

8.1.4 Сооружения, температура металла которых весь период эксплуатации ниже чем 268К (минус 5°С), не подлежат электрохимической защите, при отсутствии опасного влияния блуждающих и индуцированных токов, вызванных сторонними источниками. Сбор исходных данных о коррозионной ситуации на проектируемом участке сооружения для принятия решения об отказе от применения электрохимической защиты сооружения должен осуществляться в период максимального растепления грунта и его естественного увлажнения.

8.1.5 Допускается не предусматривать электрохимическую защиту стальных вставок, стальных футляров (кожухов) в составе линейной части неметаллических трубопроводов, участков соединений неметаллических газопроводов со стальными вводами в дома (при наличии на вводе электроизолирующих вставок) с защитным покрытием усиленного типа, длиной не более 10м. При этом засыпку траншеи в той ее части, где проложена стальная вставка, по всей глубине заменяют на песчаную.

8.1.6 Для контроля эффективности электрохимической защиты сооружения измеряют потенциалы на защищаемом сооружении в контрольно-измерительных пунктах, на вводах в здания и других элементах сооружения, доступных для проведения измерения.

8.1.7 Места размещения контрольно-измерительных пунктов магистральных трубопроводов определены в ГОСТ 25812. Для остальных сооружений контрольно-измерительные пункты устанавливают с интервалом не более 200м в пределах поселения и не более 500м — вне пределов поселения, в том числе:

— в пунктах подключения дренажного кабеля к сооружению;

— на границах зоны защиты установки катодной защиты и границах зон защиты смежных установок катодной защиты;

— в местах максимального сближения сооружения с анодным заземлителем;

— в местах пересечения с автомобильными дорогами и железнодорожными путями с контролем параметров электрохимической защиты по обе стороны от пересечения;

— в местах подземного расположения электроизолирующих вставок.

Примечание. Для трубопроводов, транспортирующих углеводороды с давлением среды свыше 1,2 МПа (категория 1а) рекомендуется места размещения контрольно-измерительных пунктов определять в соответствии с требованиями ГОСТ 25812.

8.1.8 Измерение поляризационных потенциалов (потенциалов без омической составляющей) проводят следующими методами (см. приложение X):

— метод отключения тока поляризации датчика потенциала (вспомогательного электрода), имитирующего дефект в защитном покрытии;

— метод отключения тока защиты подземного сооружения;

— метод непосредственного измерения потенциала вспомогательного электрода через электролитический ключ, максимально приближенный к вспомогательному электроду.

Примечание. При использовании для измерения любых датчиков потенциала (вспомогательных электродов), рекомендуется определить соотношение размеров датчика (вспомогательного электрода) и среднего значения размеров дефектов защитного покрытия на контролируемом участке сооружения для учета при оценке результатов измерений согласно основным закономерностям теории электрического поля в грунте.

8.1.9 Катодную поляризацию сооружений осуществляют таким образом, чтобы защитные потенциалы металла относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения находились между минимальным и максимальным (по абсолютному значению) значениями в соответствии с таблицей 4. Допускается применение других неполяризующихся электродов сравнения с приведением результатов измерения к насыщенному медно-сульфатному электроду сравнения.

Таблица 4. Защитные потенциалы металла сооружения относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения

Сооружения и условия их эксплуатации Минимальный защитный потенциал(1) относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения(2), В Максимальный защитный потенциал(1) относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения(2), В
Поляризационный потенциал (без омической составляющей) Суммарный (с омической составляющей) Поляризационный потенциал (без омической составляющей) Суммарный (с омической составляющей)
Действующие стальные сооружения до их реконструкции(3);
С температурой поверхности (транспортируемого продукта) не выше 40°С
-0,85 -0,9 -1,15 -2,5
С температурой поверхности (транспортируемого продукта) свыше 40°С; сооружения при опасности биокоррозии -0,95 -1,05 -1,15 -3,5
Вновь построенные и реконструированные сооружения:
С температурой поверхности (транспортируемого продукта) не выше 40°С -0,85 — 0,95 -1,2 -3,5
С температурой поверхности (транспортируемого продукта) свыше 40°С, не имеющие теплоизоляции -0,95 -1,05 — 1,1 -3,5

(1) Здесь и далее под минимальным и максимальным значениями потенциала подразумевают его значения по абсолютной величине.

(2) Электроды сравнения обеспечивают стабильность потенциала по отношению к образцовому электроду сравнения по ГОСТ 17792 в пределах ±15мВ.

(3) Показатели относятся к сооружениям, для которых проектными решениями не был предусмотрен контроль поляризационного потенциала. Допускается оценивать защищенность только по величине потенциала с омической составляющей, который для действующих стальных сооружений с температурой поверхности (транспортируемого продукта) не выше 40°С, с покрытием на основе битумной мастики не отрицательнее минус 2,5В относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения.

8.1.10 Катодную поляризацию трубопроводов с теплоизоляцией, в том числе тепловых сетей и горячего водоснабжения бесканальной прокладки, а также канальной прокладки при расположении анодного заземления за пределами канала, проводят таким образом, чтобы потенциал с омической составляющей (суммарный потенциал) трубопровода был в пределах от минус 1,1 до минус 2,5В по медно-сульфатному электроду сравнения. При отсутствии защитного изоляционного покрытия на наружной поверхности трубопровода, его потенциал с омической составляющей трубопровода должен находиться в пределах от минус 1,1 до минус 3,5В по медно-сульфатному электроду сравнения.

8.1.11 Катодную поляризацию трубопроводов тепловых сетей и горячего водоснабжения канальной прокладки применяют при расположении анодных заземлений в канале или вне канала. При расположении анодных заземлений в канале потенциал трубопровода, измеренный относительно установленного у поверхности трубы вспомогательного стального электрода, поддерживают на 0,3-0,8В отрицательнее потенциала трубы относительно этого электрода, измеренного при отсутствии катодной поляризации трубы. Измерение потенциала трубопровода при расположении анодного заземления в канале приведено в приложении Ш.

8.1.12 Катодную поляризацию подземных металлических сооружений осуществляют так, чтобы она не оказывала опасного влияния на смежные подземные металлические сооружения. Если при осуществлении катодной поляризации возникнет опасное влияние на смежные подземные металлические сооружения, то необходимо принять меры по его устранению или выполнить совместную защиту этих сооружений.

Примечание. Опасным влиянием катодной поляризации защищаемого сооружения на соседние металлические сооружения в соответствии с 5.11 считают:

— уменьшение по абсолютной величине минимального или увеличение по абсолютной величине максимального защитного потенциала на соседних металлических сооружениях, имеющих электрохимическую защиту;

— появление опасности коррозии на соседних подземных металлических сооружениях, ранее не требовавших защиты от нее.

8.1.13 Для повышения эффективности электрохимической защиты и ограничения опасного влияния на соседние металлические сооружения, а также электрического секционирования трубопроводов, проходящих в зонах воздействия блуждающих токов, необходимо предусматривать электроизолирующие вставки (фланцы, муфты и т.п.) в соответствии с нормативной документацией. Места их установки определяются проектом.

8.1.14 Контроль работы установок электрохимической защиты в эксплуатационных условиях заключается в периодическом осмотре, оценке технического состояния и проверке эффективности их работы. При значительных изменениях, связанных с развитием сети подземных металлических сооружений и источников блуждающих и индуцированных токов, проводят дополнительный контроль.

8.1.15 Контроль непрерывности работы (перерывов в работе) установок катодной защиты должен быть обеспечен с учетом времени на производство плановых регламентных и ремонтных работ в процессе эксплуатации. Перерывы в работе установок катодной защиты допускаются только для проведения плановых работ. Работу по внеплановому ремонту вышедших из строя установок электрохимической защиты классифицируют как аварийную.

8.1.16 Если в зоне действия вышедшей из строя установки электрохимической защиты защитный потенциал трубопровода обеспечивается соседними (смежными) установками защиты (перекрывание зон защиты), то срок устранения неисправности определяется техническим руководителем эксплуатационной организации.

8.1.17 Стальные трубопроводы, реконструируемые методом санирования (облицовки внутренней поверхности трубы) с помощью полимерных материалов, как правило, подлежат защите в соответствии с 8.1.9. Стальные трубопроводы, реконструируемые методом протяжки неметаллических труб, подлежат защите на тех участках, где стальная труба необходима как защитный футляр (под автомобильными, железными дорогами и др.) с учетом 8.1.5.

8.1.18 Стальные футляры (кожухи) трубопроводов под автомобильными дорогами, железнодорожными и трамвайными путями при бестраншейной прокладке (прокол, продавливание и другие технологии, разрешенные к применению), как правило, защищают защитными покрытиями и средствами электрохимической защиты в соответствии с 6.6 и 8.1.9.

8.1.19 В качестве футляров (кожухов) рекомендуется использовать трубы с внутренним защитным покрытием.

8.1.20 Если обеспечение защитных потенциалов по 8.1.9 на действующих трубопроводах, транспортирующих среды температурой не выше 40°С и длительное время находившихся в эксплуатации в коррозионно-опасных условиях, экономически нецелесообразно, по согласованию с проектной и обследующей организациями допускается применять в качестве минимального поляризационного защитного потенциала трубопровода его значение на 100мВ отрицательнее стационарного потенциала. Стационарный потенциал трубопровода определяют по датчику потенциала (вспомогательному электроду) (см. приложение Щ).

Примечание. Минимальный защитный поляризационный потенциал — более отрицательный, чем минус 0,65В.

8.2 Требования к электрохимической защите при наличии опасного влияния блуждающих токов и индуцированных переменных токов

8.2.1 Защиту стальных подземных трубопроводов от коррозии, вызываемой блуждающими постоянными токами от электрифицированного транспорта, а также переменными токами, в том числе индуцированными от высоковольтных линий электропередач, обеспечивают в опасных зонах, независимо от коррозионной агрессивности грунтов, средствами электрохимической защиты.

8.2.2 Защиту сооружений от опасного влияния блуждающих постоянных токов осуществляют так, чтобы исключить образование на сооружении знакопеременных или стационарных анодных зон.

Допускается кратковременное анодное смещение потенциала сооружения относительно стационарного потенциала, суммарной продолжительностью не более 4 мин в сутки.

8.2.3 Определение смещений потенциала (разность между измеренным потенциалом сооружения и стационарным потенциалом) проводят в соответствии с приложением Д.

Примечание. При отсутствии данных о стационарном потенциале его значение для стали принимают равным минус 0,70В.

8.2.4 В условиях опасного влияния блуждающих постоянных токов при защите стальных трубопроводов и резервуаров с температурой транспортируемого (хранимого) продукта не выше 40°С в грунтах высокой коррозионной агрессивности, трубопроводов оросительных систем и систем обводнения в грунтах средней коррозионной агрессивности, трубопроводов сельскохозяйственного водоснабжения и резервуаров траншейного типа, независимо от коррозионной агрессивности грунтов, средние значения поляризационных и суммарных потенциалов должны быть в пределах, указанных в 8.1.9.

8.2.5 Применение дренажной защиты должно обеспечивать выполнение требований 8.1.9. Если применение поляризованных дренажей неэффективно, то используют катодную защиту, защиту усиленными дренажами или катодную защиту совместно с поляризованным дренажом; электрическое секционирование трубопроводов с применением электроизолирующих вставок.

8.2.6 Подключение дренажных устройств к рельсовым путям производится в соответствии с требованиями НД. Не допускается непосредственно присоединять установки дренажной защиты к отрицательным шинам и к сборке отрицательных линий тяговых подстанций электрифицированного транспорта.

8.3 Требования к протекторной защите

8.3.1 Защиту с использованием протекторов (гальванических анодов) рекомендуется применять при обеспечении токоотдачи единичного протектора не менее 50мА:

— для отдельных участков трубопроводов небольшой протяженности (не имеющих электрических контактов с другими сооружениями) при отсутствии или при наличии опасности блуждающих постоянных токов, если вызываемое ими среднее смещение потенциала от стационарного не превышает плюс 0,3В;

— для участков трубопроводов, электрически отсоединенных от других коммуникаций электроизолирующими вставками;

— при относительно малых расчетных значениях токов (менее или равных 1А);

— как дополнительное средство защиты, когда действующие (предусмотренные проектом) средства электрохимической защиты не обеспечивают защиту отдельных участков трубопроводов;

— для защиты от опасного влияния переменного тока.

8.3.2 Протекторную защиту трубопроводов тепловых сетей и горячего водоснабжения применяют только при их прокладке в каналах с размещением протекторов (гальванических анодов) в канале или непосредственно на поверхности трубопроводов.

Что такое блуждающие токи и как от них избавиться?

Последние 10-20 лет во многих мегаполисах наблюдается резкое снижение срока службы подземных металлических сооружений (трубопроводов горячего и холодного водоснабжения, системы отопления и т.д.). После проведения ряда экспертиз было установлено, что основная причина разрушения металла – электрохимическая коррозия, которую вызывают блуждающие токи. Из данной статьи Вы узнаете о природе этого явления, а также получите представление о способах защиты подземных сооружений и инженерных коммуникаций от гальванической коррозии.

Что такое блуждающий ток?

Как известно, земля является проводником электрического тока, что позволяет применять это свойство для создания заземляющих устройств. Но в тоже время, когда почва выступает в качестве токопроводящей среды, в ней образуются утечки. Поскольку нельзя спрогнозировать в какое время начнется процесс, и где он будет протекать, то такие проявления получили термин «блуждающие».

Причины и источники возникновения

Как мы помним из школьного курса физики, для образования электрического тока необходимо, чтобы возникла разность потенциалов между двумя участками цепи. Принцип возникновения блуждающих токов – аналогичный. Только роль проводника в данном случае исполняет земля.

На территории современных городов и населенных пунктов находится множество электрифицированных объектов, начиная от ЛЭП и заканчивая рельсовым транспортом, включая оборудование тяговых подстанций. Их объединяет один фактор – расположение на земле. Это приводит к довольно специфичному взаимодействию с последней, проявляющемуся в виде появления блуждающих токов. Ниже представлена таблица, которой приводятся их потенциальные источники и условия образования электросвязи связи с почвой.

Таблица 1. Потенциальные источники.

Название объекта Взаимосвязь с землей
Различные виды распределительных устройств, оборудование подстанций, ВЛ с нулевым проводником (глухозаземленная нейтраль), подключенным к повторным заземлителям. При наличии на объекте ЗУ.
ВЛ сетей с изолированной нейтралью, кабельные магистрали. Возникает при повреждении изоляционного покрытия токонесущих элементов кабелей.
Рельсовый электротранспорт, системы с заземленной нейтралью. Наличие технологической связи между одним из проводников и землей.

Механизм образования блуждающих токов

В таблице мы привели в качестве примера несколько источников, теперь рассмотрим подробно, как в них образуется интересующий нас процесс. Как уже упоминалось выше, чтобы он появился, между двумя точками на земле должно произойти возникновение разности потенциалов. Такие условия создаются контурами ЗУ систем с глухоизолированной нейтралью.

Нулевой провод (PEN) одним концом соединен с ЗУ электроподстанции, а вторым подключен к шине PEN потребителя, которая соединена с заземляющим устройством объекта. Соответственно, разница электрических потенциалов между выводами нулевого проводника будет передаваться ЗУ, что создаст условия для образования цепи. Величина утечки будет незначительной, поскольку основная нагрузка пойдет по пути наименьшего сопротивления (нулевому проводнику), но, тем не менее, часть ее пойдет по земле.

Образование блуждающих токов между ЗУ нулевого провода

Образование блуждающих токов между ЗУ нулевого провода

Практически аналогичные условия образуются, когда возникают проблемы с изоляцией проводов (разрушение оболочек) кабельных магистралей или ВЛ. При возникновении КЗ на землю, в этой точке потенциал равный или близкий к фазе. Это вызывает образование тока утечки к ближайшему ЗУ с потенциалом PEN-провода.

В приведенном примере о постоянной утечке переменных токов речь не идет, поскольку согласно действующим нормам на поиск и устранение повреждения отводится два часа. При этом, в большинстве случаев, отключение поврежденной линии или локализация участка с КЗ производится автоматически. Процесс может существенно затянуться, если сила тока КЗ ниже аварийного порога.

Как показывает практика, наибольшая доля источников токов постоянной утечки приходится на городской и пригородный рельсовый электротранспорт. Механизм их образования продемонстрирован ниже.

Рельсовый электротранспорт в качестве источника блуждающих токов

Рельсовый электротранспорт в качестве источника блуждающих токов

  1. Контактный провод, от которого получает питание силовая установка электротранспорта.
  2. Питающий фидер (подключен к контактному проводу).
  3. Одна из тяговых подстанций, питающая сети трамваев.
  4. Дренажный фидер (подключен к рельсам).
  5. Рельсы.
  6. Трубопровод на пути прохождения блуждающих токов.
  7. Анодная зона (положительные потенциалы).
  8. Катодная зона (отрицательные потенциалы).

Как видно из рисунка, постоянное напряжение в тяговую сеть поступает с подстанции и по рельсам возвращается обратно. При недостаточном сопротивлении рельсовых путей относительно земли, в грунте возникают электрические блуждающие токи. Если на пути распространения утечки блуждающих токов находится трубопровод или другая металлическая конструкция, то она становится проводником электричества.

Это связано с тем, что ток распространяется по пути наименьшего сопротивления. Соответственно, как только появляется проводник, ток будет распространяться по металлу, поскольку его электрическое сопротивление меньше, чем у земли. В результате участок трубопровода, через который проходит электроток, будет в большей степени подвержен коррозии металла. О причинах этого рассказано ниже.

Связь блуждающего тока и коррозии на металле

Ввиду наличия в земле воды и растворенных в ней солей любая металлическая конструкция в почве подвержена коррозии. Но если металл помимо этого подвергается воздействию блуждающих токов, то процесс приобретает электролитическую природу. Согласно закону Фарадея скорость электрохимической реакции напрямую зависит от тока, протекающего между анодом и катодом. Следовательно, на скорость коррозии металлической трубы (уложенной в грунте) будет влиять электрическое сопротивление почвы, а также сложная природа процессов, протекающих в катодной и анодной зоне.

В результате металлическая конструкция помимо обычной коррозии подвергается воздействию токов утечки. Это может стать причиной образования гальванической пары, что существенно ускорит процесс коррозии. На практике отмечались случаи, когда участок трубопровода системы водоснабжения, подвергавшийся гальванической коррозии выходил из строя через два года, при расчетном сроке эксплуатации 20 лет. Пример такого воздействия представлен ниже.

Труба после воздействия блуждающих токов

Труба после воздействия блуждающих токов

Способы защиты от блуждающих токов

Для предотвращения пагубного воздействия электрохимического потенциала применяются методы защиты, которые могут отличаться в зависимости от особенностей металлических конструкций. Рассмотрим в качестве примера способы защиты водопроводных труб, полотенцесушителей и газопроводов, начнем в порядке данной очередности.

Видео про различные защиты от блуждающих токов

Защита водопроводных труб

Для проложенных в земле металлоконструкций, в частности водопроводных труб, применяются две методики защиты: пассивная и активная. Подробно опишем каждую из них.

Пассивная защита

Данная методика предусматривает нанесение на поверхность металлоконструкций специального изолирующего слоя, образующего защитный барьер между землей и металлической оболочкой. В качестве изоляционного материала используются полимеры, различные виды эпоксидных смол, битумное покрытие и т.д.

Пример защитного покрытия трубы для подземной укладки

Пример защитного покрытия трубы для подземной укладки

К сожалению, современная технология не позволяет создать защитный барьер, обеспечивающий полную изоляцию. Любое покрытие обладает определенной диффузионной проницаемостью, поэтому при данном способе возможна только частичная изоляция от грунта. Помимо этого следует учитывать, что в процессе транспортировки и монтажа может быть нанесено повреждение защитному слою. В результате на нем образуются различные дефекты изоляции в виде микротрещин, царапин, вмятин и сквозных повреждений.

Поскольку рассмотренный метод не обладает достаточной эффективностью, он применяется в качестве дополнения активной защиты, о которой пойдет речь далее.

Активная защита

Под данным термином подразумевается управление механизмами электрохимических процессов, которые протекают в местах контакта металлических конструкций с образующимся в грунте электролитом. Для этой цели применяется катодная поляризация, при которой отрицательный потенциал смещает естественный.

Реализовать такую защиту можно гальваническим методом или используя источник постоянного тока. В первом случае применяется эффект гальванической пары, в которой анод, подвергается разрушению (жертвенный анод), защищая при этом металлоконструкцию, у которой потенциал несколько ниже (см. 1 на рис.5). Описанный способ эффективен для грунтов с низким сопротивлением (не более 50,0 Ом*м), при более низком уровне проводимости данный метод не применяется.

Применение источника постоянного тока в катодной защите позволяет не зависеть от сопротивления грунта. Как правило, источник изготовлен на базе преобразователя, запитанного от электрической цепи переменного тока. Конструктивное исполнение источника позволяет задать уровень защитных токов в соответствии со сложившимися условиями.

Варианты реализации катодной защиты

Рисунок 5. Варианты реализации катодной защиты

  1. Применение жертвенного анода.
  2. Метод поляризации.
  3. Проложенная в земле металлоконструкция.
  4. Закладка в грунте жертвенного анода.
  5. Источник постоянного тока.
  6. Подключение к источнику малорастворимого анода.

Защита полотенцесушителей

Полотенцесушителям и другим оконечным металлическим устройствам на водопроводных трубах (смесителям) коррозия, вызванная блуждающими токами, не угрожала до тех пор, пока в быту не стали широко применяться пластиковые трубы. Даже, если в Вашем стояке установлены металлические трубы, не факт, что у соседа снизу они не пластиковые, да и для отводов в ванную и кухню наверняка используется пластик.

Чтобы обеспечить защиту от аварийных утечек тока и не допустить электрокоррозии, необходимо выровнять потенциалы, заземлив полотенцесушитель, водопроводные трубы в стояке, а также батарею отопления.

Защита газопроводов

Защита подземных газопроводов от блуждающих токов, которые вызывают коррозию, осуществляется точно так же, как и для водопроводных труб. То есть применяется один из двух вариантов активной катодной защиты, принцип работы которой рассматривался выше.

Как измерить блуждающие токи?

Для оценки опасности от токов утечки производится комплекс измерительных работ, куда входит:

  • Измерение уровня тока и направление его движения по оболочкам кабелей магистральной линии.
  • Измерение разности потенциалов между контактных рельсов (рельсовой сетью) и проложенными в земле металлическими конструкциями.
  • Измерение изоляции рельсов от грунта на контрольных участках рельсового полотна.
  • Оценка плотности тока утечки с оболочки кабельных линий в грунт.

Измерения величины блуждающих токов производятся специальными приборами. При этом выбирается время, на которое приходится максимальный трафик рельсового электротранспорта.

Набор инструментов для измерения блуждающих токов

Набор инструментов для измерения блуждающих токов

Процесс измерения блуждающих токов выполняется в трансформаторных и тяговых подстанциях расположенных рядом с рельсовыми путями. При этом один из электродов, подключенных к измерительному прибору, соединяют с ЗУ, а второй, втыкается в землю в 10-и метрах от тяговой подстанции. Если между потенциалами на электродах появляется разность, она фиксируется прибором.

Защита металлических труб от блуждающих токов

Как правило, большинство труб находящихся в эксплуатации выполнены из металла и прокладываются под землей. Места, где могут они проходить бывают различными. Бывают они проходят под автодорогами, железнодорожными путями, трамвайными и пр. Проходя под железнодорожными путями либо же трамвайными они поддаются воздействию блуждающего тока, который в дальнейшем разрушает их основательно. Нужно отметить, блуждающий ток — обратный ток, который возвращается по рельсам вышеприведенного транспорта к источнику питания по пути наименьшего сопротивления. Иными словами — это вынос металла трубы, который может привести к разрушению участка трубной магистрали. Составить огромные убытки на восстановление. Поэтому магистраль трубы следует защитить от этого негативного воздействия катодной станцией.

Катодная станция – устройство, принцип работы которого заключается в подаче потенциала напряжения на трубу.
Таким образом, обязательная установка данного устройства защитит, как саму магистраль трубы, так и обслуживающий персонал выполняющий ремонтные работы от возможного смертельного исхода.

gontareven

Новичок

Я конечно же с вами согласен кое в чем, но не до конца. Ведь подумайте, сколько же в нашей стране труб которые проходят под землей рядом с трамвайными путями или под ними. И что, ничего не произошло существенного и очень опасного, но вы правы, что нужно предостерегаться от блуждающих токов, так как они могут навредить не только металлическим трубам, но и человеческой жизни, а это уже очень серьезно.

mishel80

Защита трубопроводов, расположенных под землёй, от блуждающих токов бывает активная и пассивная. При активной применяются защитные электрохимические средства, с помощью которых устанавливается катодная поляризация трубопровода. К пассивным методам защиты относят изоляционное покрытие трубопровода. Изоляция при этом должна иметь высокую биостойкость, термостойкость, высокие диэлектрические и механические свойства. Помимо этого необходимо проводить и противокоррозийную защиту полимерными покрытиями.

Продвинутый пользователь

Старо как мир. Имеет смысл ставить, если локомотив постоянного тока, то есть напряжение сети выше 2 кВ, а у него 3 кВ, то есть трамвай тут не уместен. Но дороги на постоянном токе только в центральной России, на остальном пространстве либо переменка 25 кВ, либо тепловозы, которые не вызывают блуждающих токов, а в центре тяжело с нефтью, там её просто не добывают, и трубопроводов большого диаметра под землёй не замечено. Так что игра не стоит свеч.

13579OS

Как защитить трубы от блуждающих токов

Блуждающие токи, которые возникают в почве при использовании ее в качестве токопроводящей среды, – одна из основных опасностей для металлических водопроводных труб. Они вызывают коррозию металла при полном или частичном его нахождении под землей, а в иных случаях, даже при соприкосновении с грунтом. Труба разъедается ржавчиной, образует течь, и, как результат, приходит в полную непригодность, не справляясь со своим функционалом. Основным критерием опасности блуждающих токов, вызывающих коррозию металлических водопроводных труб, является наличие знакопеременной или положительной разницы потенциалов между землей и трубопроводом.
Как же защитить металлические водопроводные трубы от блуждающих токов? Для этого можно использовать несколько методов.
Метод первый: изоляция трубопровода от контакта с почвой и ограничение проникновения в нее блуждающих токов из окружающей среды. Этот способ подразумевает нанесение на трубу защитных покрытий, рациональный выбор трасс, а также специальные варианты прокладки труб. Изоляционные покрытия, выступающие в качестве защиты от блуждающих токов, могут быть: мастичные (каменноугольные грунтовки или битумные), порошковые, оплавляемые на трубах, экструдированные из расплава, эмалевые и другие. Кроме того, допустимо выполнять изоляцию с помощью полимерных липких лент и грунтовок. Главное, они должны удовлетворять требованиям технической документации. То есть, иметь термостойкость, биостойкость, высокие механические и диэлектрические свойства.
Метод второй: катодная поляризация. Она может достигаться с помощью наложения тока от внешнего источника питания (катодная защита), или способом создания макрогальванической пары с алюминием, магнием, цинком, а также их сплавами (протекторная защита). При этом катодная поляризация должна быть устроена таким образом, чтобы поляризационные потенциалы не превышали значения для стали с защитным покрытием -1,1 В, без защитного покрытия – 0,85 В. Важно помнить, что защита труб не должна оказывать негативное влияние на соседние подземные металлические конструкции.
Существует и еще один метод, довольно радикальный, но недорогой – это замена металлических труб на пластиковые. В этом случае, конструкции будут надежно защищены от блуждающих токов и прослужат несколько десятков лет, исправно выполняя свои функции.

Блуждающие токи: причина возникновения и защита от них

Блуждающие токи: причина возникновения и защита от них

Электрическая энергия активно используется на каждом шагу. Однако в некоторых случаях её действие происходит скрыто. Поскольку почва способна проводить ток, то он возникает каждый раз, когда имеется разность потенциалов. В некоторых ситуациях блуждающие токи могут приводить к разрушительным последствиям. Чтобы этого избежать, важно знать, что такое блуждающий ток и эффективные методы защиты, применяемые в таких случаях.

Что представляют собой блуждающие токи

Люди используют электроэнергию для различных целей:

  • Для создания комфорта (обогрев, применение кондиционеров).
  • Чтобы работать с информацией (компьютер, смартфон, телевизор).
  • Использование бытовой техники (посудомойка, стиральная машина, пылесос).
  • Выполнение хозяйственных работ (электродвигатели).

Повсеместное использование электричества порождает дополнительные проблемы для человека. Одной из них является появление блуждающих токов. Каждый раз, когда электричество попадает в почву, оно создаёт возможность для их возникновения и разрушительного воздействия.

Обычно в грунте присутствует влага с растворёнными в ней веществами. Она является хорошим проводником. Как только на участке земли образуется в силу тех или иных причин разность потенциалов, то через землю начинает течь ток. Его силу и направление предугадать трудно, так как он носит случайный характер.

Как известно из курса физики, ток протекает там, где сопротивление минимально. Поскольку в земле находится большое количество металлических труб различного назначения, то ток часто протекает через их различные участки. Это способно привести к существенному разрушению трубопроводных магистралей. Например, за год может неожиданно образоваться дыра размером с ладонь даже в крепкой и качественной трубе.

Блуждающие токи так называются потому, что они протекают по случайным участкам грунта. Сложно заранее предвидеть, где именно пройдёт их путь. Схема прохождения выглядит следующим образом.

Существуют разного рода источники электрической энергии, непосредственно контактирующие с грунтом. Если в непосредственной близости имеется трубопровод, то ток сначала пройдёт через почву, затем через трубу и после этого в определённой точке выйдет из неё. Далее по почве он пройдёт к предмету с меньшим потенциалом, установленному на земле.

Нужно учитывать, что ток проходит от более высокого к меньшему потенциалу. В описанной схеме начало и окончание пути — это места, где произошла протечка электроэнергии.

Особое внимание нужно обратить на участки, где блуждающие токи входят в трубу и выходят из неё. Первый называют анодным, второй — катодным. В этих местах к процессу коррозии добавляется электролитическое воздействие тока.

При этом нужно помнить, что анодный участок является более опасным для трубы по сравнению с катодным. Дело в том, что на нём из-за блуждающего тока произойдёт перенос молекул металла в окружающий грунт. В результате оболочка быстро станет более тонкой, а затем образуется отверстие.

Предвидеть, в каком конкретно месте образуется анодный участок, практически невозможно. Это существенно зависит от химического состава и влажности почвы. На практике для борьбы с этим явлением применяются различные методы пассивного или активного характера. Вред, который приносят блуждающие токи, состоит также в том, что они представляют собой утечки электроэнергии, которые иногда могут достигать значительных размеров.

О каких утечках электроэнергии идёт речь

В сетях электропитания используются фазный и нулевой провод. Последний многими рассматривается как заземление, но на самом деле он устроен более сложно. Этот провод соединён не с грунтом, а с питающей подстанцией. На ней он в конечном счёте подключается к заземлению. К нему подсоединены нулевые провода всех потребителей подстанции.

Такое заземление имеет ненулевой потенциал и непосредственно соединено с грунтом. Оно может стать одним из источников блуждающих токов.

Другой широко распространённый вариант — это электротранспорт. При его движении вверху расположен фазный провод. Разность потенциалов создаётся между ним и рельсами, непосредственно контактирующими с землёй. Этот грунт является ещё одним источником электроэнергии для блуждающих токов.

Если потенциал нулевого проводника одинаковый на всём протяжении пути, то разность потенциалов не возникнет. Когда это не так, возникает блуждающий ток. На рельсах образуются анодные и катодные участки. В первых из них активно разрушаются рельсы вследствие электролитических реакций. Если не контролировать такие ситуации, они могут приводить к катастрофам.

В земле проходят кабели электропитания. Они имеют мощную изоляцию. Однако с течением времени она может начать разрушаться. В результате через оголённые участки энергия станет уходить в почву. Иногда в таких кабелях имеется очень высокое напряжение, которое может достигать нескольких тысяч вольт.

Здесь рассказано о наиболее важных видах утечек. Однако существуют также и другие варианты.

Блуждающие токи в быту

Это явление обладает сходным действием, но имеет другие причины появления. В квартире или частном доме обязательно используется водопроводная система и отопление. Случайным образом в трубах и окружающих их стенах может накапливаться статическое электричество. Здесь также существуют блуждающие токи, и могут возникать анодные и катодные зоны, которые приводят к разрушению труб.

Возникновение таких проблем связано с отсутствием заземления в некоторых случаях. Если используются металлопластиковые трубы, то они изолируют металлическую часть системы от контакта с почвой. При этом статическое электричество не уходит, а оказывает разрушительное воздействие. Для защиты от блуждающих токов необходимо принимать соответствующие меры.

Иногда такие трубы появляются у соседей вследствие проведённого ими ремонта. В некоторых случаях в подъезде с самого начала установлены металлопластиковые стояки. В таком случае образование блуждающих токов — это вопрос времени. В таких ситуациях важно обеспечить заземление всех труб, используемых в квартире или частном доме. При этом соединяют все имеющиеся металлические элементы таких систем: батареи, полотенцесушители, краны, смесители и другие. Блуждающие токи — это может стать серьёзной проблемой, если с ними не бороться.

Какие объекты подвергаются максимальной опасности

Полностью контролировать образование блуждающих токов невозможно. Для защиты от их воздействия необходимо в первую очередь обращать внимание на наиболее уязвимые для них объекты:

  • Кабельные линии, имеющие металлическую оболочку.
  • Трубопроводы, стенки которых сделаны из металла. Если трубы сделаны из других материалов, то блуждающие токи на них действовать не будут. Причём речь идёт о различных типах таких конструкций: водопроводных, канализационных, газовых.
  • Металлические детали арматуры в зданиях и других конструкциях.
  • Пути электротранспорта. Он может быть городским или железнодорожным электрифицированным.
  • Подземный электротранспорт может использоваться, например, при строительстве метро.
  • Разного рода цельнометаллические конструкции. Одним из примеров может быть бак, предназначенный для хранения нефтепродуктов.

Фактически рассматриваемая опасность может угрожать любым металлическим элементам, непосредственно контактирующим с землёй. Понимание того, что же такое «блуждающие токи», поможет понять, как избежать их появления.

Способы защиты

Для защиты могут применяться различные методы Их разделяют на две основных разновидности: пассивные и активные. В первом случае речь идёт о надёжной изоляции труб от окружающего грунта. Для этого можно использовать несколько слоёв защиты.

Когда нужно исключить блуждающие токи в водопроводных трубах, могут применяться битумные мастики, специальные оболочки, изоляционные ленты. Работы нужно проводить с осторожностью, так как механические повреждения защитного слоя могут стать местами, где происходит активное разрушение объекта.

Эффективным способом защиты является замена металлических труб на пластиковые. После этого они перестанут быть местом, где протекает ток. В результате прекратятся электролитические процессы, разрушающие конструкцию.

Для изоляции рельсов от грунта прокладывают специальную защиту. В результате пути располагаются выше, чем обычно. Обычно для этой цели используются насыпи из не проводящего электричество материала. Это приводит к увеличению затрат и не всегда приемлемо для электротранспорта, маршрут которого находится в городской черте.

При проектировании трубопроводов, расположения электрических кабелей, маршрутов электротранспорта стараются по возможности разнести их на значительное расстояние.

На практике редко удаётся сделать пассивную защиту от блуждающих токов достаточно надёжной. Поэтому наибольшее распространение получили активные методы. Их использование требует установки дополнительных рабочих конструкций и связано с дополнительными затратами электроэнергии. Действие такой защиты охватывает всего несколько десятков метров.

Принцип работы таких методов связан с ликвидацией анодных зон на защищаемых объектах. При этом разрушительное воздействие тока переключается на специальные объекты, разрушение которых не причинит вреда защищаемой конструкции. Для этого в нужных местах устанавливают станции катодной защиты. Знание того, что такое блуждающие токи, позволяет выстроить эффективную защиту от них.

Стоимость их использования пренебрежимо мала по сравнению с возможными проблемами. Поэтому их применение считается очень выгодным.

При использовании катодных станций подают положительный потенциал на защищаемый объект. Недалеко от него располагают катоды. На них дают отрицательный. Вследствие перераспределения энергии анодные зоны создаются на дополнительно установленных катодах. Металлические молекулы с них активно испарятся, постепенно приводя детали в негодность. В этом случае их сразу заменяют.

На объекте из-за блуждающих токов исключается образование анодных зон и разрушение не происходит. При установке защиты важно правильно произвести расчёты. При ошибке конструкция станет действовать противоположным образом — станет источником разрушения защищаемого объекта. Поэтому для каждого объекта планирование нужно производить с учётом его особенностей.

Защита от блуждающих токов может быть создана следующим образом. Для этого нужно подать определённый потенциал на защищаемый объект. В результате прекратится протекание через него блуждающих токов.

Для защиты может быть использован электродренажный метод. В этом случае в месте, где ожидается появление анодной зоны трубу соединяют проводником с местом, которой является источником проблемы и создаёт соответствующий потенциал. В этом месте исчезает разность потенциалов, которая была причиной для образования анодной зоны.

Методы измерения

Для того чтобы определить места, где наиболее вероятно образование блуждающих токов, необходимо выполнять измерения. Полученная информация о блуждающих постоянных токах позволяет более эффективно построить защитные мероприятия. Измерения представляют собой систему мероприятий, включающую такие элементы:

  • Определение сопротивления между грунтом и рельсами электротранспорта.
  • Вычисление разности потенциалов между рельсами, по которым перемещается электротранспорт и подземными трубопроводами.
  • Подробное изучение возможных утечек электроэнергии с кабеля на всём протяжении его длины.

При выполнении замеров на путях электротранспорта нужно выбирать время наибольшей активности. Используемые приборы должны иметь класс точности не менее 1,5.

При прокладке подземных трубопроводов измерения блуждающих токов проводят через каждые 1000 м. Если аналогичные конструкции расположены параллельно, то измерения выполняют с промежутком 200 м. В этом случае проводят сравнение показателей вдоль каждого трубопровода. Дополнительно проводят измерение разности потенциалов между ними.

Заключение

Образование блуждающих токов приводит к ускоренному разрушению металлических конструкций. Для того, чтобы их защитить, необходимо комплексно применять методы пассивной или активной защиты. Необходимо регулярно проводить измерения для определения степени опасности рассматриваемой проблемы.

Блуждающие токи, защита от блуждающих токов

Блуждающие токи, защита от блуждающих токов

Токоведущие элементы транспортной инфраструктуры, например рельсы поездов и трамваев, не имеют надежной электрической изоляции от земли. А поскольку ток возвращается по рельсам на тяговую подстанцию, то часть этого тока проходит и по земле.

Заземленные сильноточные установки, а также утечки от линий электропередач аналогичным образом способствуют возникновению токов по земле. Такие токи, попросту уводящие электричество в землю, не имеют постоянной формы, амплитуды и направления, их пути распространения по земле разнообразны, потому они и называются блуждающими токами .

Блуждающие токи — вредные электрические токи в земле при использовании её в качестве токопроводящей среды (например, в установках электросвязи, системах электроснабжения трамваев, рудничной электровозной откатки и др.). Под их действием возникает электролиз и происходит быстрое окисление и разрушение металлических подземных устройств (оболочек кабелей, трубопроводов, строительных конструкций).

Трамвай

Понятно, что в этих случаях земля играет роль токопроводящей среды, и не только грунт является здесь проводником, но и металлические конструкции, находящиеся полностью или частично под землей, такие как трубопроводы, кабельные линии, опоры контактных сетей и т.д. Даже просто соприкасающиеся с землей металлические конструкции подвержены действию блуждающих токов.

По отношению к расположенным в земле токопроводящим конструкциям, сама земля имеет потенциал более низкий. И если, например, сильноточная установка использует заземление или ток от нее отводится в землю, то он идет по пути наименьшего сопротивления, то есть проходит по находящимся в земле металлоконструкциям, что приводит к возникновению на них коррозии.

Это же касается и тягового тока протекающего по ходовым рельсам. Разность потенциалов между рельсами и землей, с учетом отсутствия изоляции, обуславливает протекание части тяговых токов по земле с аналогичными, для попадающихся на пути этих токов металлических конструкций, последствиями.

Трубопровод

Встречая на своем пути канализационную трубу, газопровод, или оболочку кабеля, которые имеют намного меньшее удельное сопротивление, чем окружающий их грунт, блуждающие токи натекают на них, и такие места называются катодными зонами. Пройдя по металлическому пути малого сопротивления, блуждающий ток выходит из него, и это место называется анодной зоной, здесь и происходит вызывающая коррозию электрохимическая реакция.

Аналогичная коррозия имеет место и в анодной зоне при входе тока в землю из самого источника блуждающего тока, например из самих рельс, и рельсы тоже поэтому страдают. Таким образом, рельсы разрушаются в местах выхода из них токов в землю, а подземные коммуникации – в местах возвращения тока в рельсы.

Электрокоррозия

Проблема в том, что когда утечка блуждающего тока имеет постоянный характер, металл постепенно будет разрушаться, и такая электрокоррозия может быть довольно интенсивной. Новые стальные трубопроводы могут прийти в негодность за три года, а кабели связи повреждаются еще быстрее. Аналогичным образом разрушаются рельсовые скрепления на мостах и рельсы различного назначения. Особенно опасны в коррозийном отношении источники постоянного или выпрямленного токов. В анодных зонах скорость разрушения металла может достигать 10 мм в год.

Как правило, металлические конструкции оснащены специальным защитным покрытием, призванным уберечь от коррозии, однако в случае повреждения покрытия порча коммуникаций неизбежна, и в местах небольших анодных зон возникают характерные язвы и дыры.
Для борьбы с описанными негативными явлениями специалисты проводят электроразведку, используя специализированное оборудование. Места повреждений изоляции определяют специальным искателем и применяют электрический дренаж — отвод электричества от трубопроводов к источнику тока.

Схема установки поляризованного дренажа

Схема установки поляризованного дренажа: 1 — защищаемый газопровод, 2 — дренажный кабель, 3 — дренажная установка (вентильного типа), 4 — реостат, 5 — вентильный (выпрямительный) элемент, 6 — амперметр, 7 — предохранитель, 8 — генератор тяговой подстанции, 9 — фидер питающий, 10 — контактный троллейный провод, 11 — пути движения блуждающих токов

В простейшем случае защитные мероприятия сводятся к следующему. Для предотвращения стекания токов с установок, подверженных потенциально опасному воздействию, в окружающий грунт, делают кабельное соединение между защищаемым сооружением и какой-либо точкой установки — источником блуждающих токов, имеющей достаточно отрицательный потенциал. Теперь ток, протекавший ранее через грунт, возвращается к своему источнику по кабельному соединению, не вызывая опасности коррозии.

Для защиты стальных трубопроводов от воздействия блуждающих токов применяют катодную защиту . Она осуществляется при помощи постоянного электрического тока внешнего источника. Отрицательный полюс источника тока подключается к защищаемому трубопроводу, а положительный к специальному заземлению – аноду. Схема катодной защиты — Как защитить металлические оболочки кабелей от коррозии

Для уменьшения блуждающих токов связанных с рельсами, увеличивают проводимость рельсовых путей и повышают переходное сопротивление между рельсами и землёй. Для этого на главных путях укладывают рельсы тяжёлых типов, осуществляют переход на бесстыковой путь, а рельсовые стыки шунтируют медными перемычками повышенного сечения, многопутные участки соединяют параллельно.

Рельсы укладывают на щебёночном или гравийном балласте, устанавливают изолирующие детали между рельсами и арматурой железобетонных шпал, а деревянные шпалы пропитывают масляными антисептиками и т.д.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Читайте также:

  • Сталь кп и пс отличия
  • Сталь ст 45 характеристики применение
  • Как закалить сталь в домашних условиях на газовой горелке
  • Х ф как закалялась сталь
  • Самоклеящаяся стальная мерная лента tajima pit measure

Вынос опасных потенциалов на металлические трубопроводы

В последние годы в профессиональной среде, в том числе и на страницах «Новостей ЭлектроТехники», неоднократно рассматривались проблемы, связанные с потерями мощности в экранах однофазных кабелей со СПЭ-изоляцией.
Однако до сих пор в рамках этих выступлений и публикаций не были затронуты такие аспекты, как возникновение и передача высокого потенциала при ОКЗ и ОЗЗ в сеть низкого напряжения. Как считает Владимир Семенович Фишман, данные явления заслуживают особого внимания, так как могут существенно повлиять на выбор технических решений при проектировании энергообъектов.

Владимир Фишман,
инженер-проектировщик,
г. Нижний Новгород

КАБЕЛЬНЫЕ СЕТИ 6(10) кВ СО СПЭ-ИЗОЛЯЦИЕЙ
Возникновение и распространение опасных потенциалов

ВЫНОС ОПАСНОГО ПОТЕНЦИАЛА С ПС 110(220) кВ В СЕТИ СРЕДНЕГО И НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В разделе ПУЭ [1], посвященном заземлению в сетях выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью (п. 1.7.89 – 1.7.95), говорится о том, что при однофазных коротких замыканиях (ОКЗ) в таких сетях на заземляющем контуре подстанций (ПС) возникает потенциал, который может достигать величины 10 кВ и даже более. При напряжении на заземляющем устройстве (ЗУ) более 5 кВ должны быть предусмотрены меры по предотвращению выноса опасных потенциалов за пределы электроустановки.

Если же ЗУ электроустановки в сети с эффективно заземленной нейтралью соединено с ЗУ электроустановок 6(10) кВ с изолированной нейтралью при помощи кабеля с металлической оболочкой или броней, то для выравнивания потенциалов вокруг указанных электроустановок в п. 1.7.94 ПУЭ приводится перечень ряда технических мероприятий.

Влияние кабельной сети 6(10) кВ

Очевидно, что для «выравнивания», а точнее было бы сказать «для обеспечения безопасных напряжений прикосновения», перечисленных мероприятий было бы недостаточно, если бы не дополнительное влияние металлических оболочек кабельной сети 6(10) кВ.

О том, как авторы ПУЭ представляли себе это влияние, можно судить по п. 1.7.97 ПУЭ, согласно которому 1 км кабеля с заземленной металлической оболочкой и броней обеспечивает требуемую величину сопротивления заземления ПС 10/0,4 кВ, т.е. около 4 Ом. При этом подразумевались широко применявшиеся кабели с бумажно-пропитанной изоляцией, поверх которой имеются металлические оболочки, имеющие электрическую связь с землей. Таким образом, если предположить, что ПС 110/10 кВ имеет подобную кабельную сеть общей протяженностью 100 км, то эквивалентное сопротивление этой сети току замыкания на землю приблизительно составит:

Понятно, что такое сопротивление способно резко уменьшить потенциал, возникающий на ЗУ при ОКЗ на стороне 110 кВ ПС и тем самым обеспечить безопасные напряжения прикосновения.

Иная картина будет наблюдаться при использовании кабелей со СПЭ-изоляцией, отличительной особенностью которых является наличие наружной пластмассовой оболочки, надежно изолирующей медный экран кабеля от земли. Так, по данным [2], наружная оболочка таких кабелей должна выдерживать воздействие переменного напряжения не менее 20 кВ одной из частот в диапазоне от 50 до 10 6 Гц. Время приложения испытательного напряжения – не менее 0,1 с.

Сеть 6(10) кВ, выполненная этим кабелем, уже не сможет оказывать такого влияния на возникающий потенциал, какое оказывает сеть, выполненная кабелем с бумажно-пропитанной изоляцией. Одновременно при заземлении экрана СПЭ-кабеля на питающей и приемной ПС создается низкоомное соединение их контуров заземления, по которому высокий потенциал с ПС 110(220) кВ будет беспрепятственно передаваться на контур заземления и корпуса электрооборудования приемных ПС и распределительных пунктов (РП) 6(10) кВ (рис. 1).

Рис. 1. Вынос потенциала с ПС 110/10 кВ в сеть 10 кВ и 400/230 В

Следует учитывать, что каждая городская ПС или РП 10 кВ питается как минимум двумя фидерами. При использовании однофазных кабелей это означает, что контуры заземления приемной и питающей подстанций будут связаны между собой не менее чем шестью медными кабельными экранами сечением до 120 мм 2 каждый с суммарным импедансом порядка Z к ≈ 0,15 Ом/км, который не может существенно снизить высокий потенциал, передаваемый с источника питания.

Передача потенциала в сеть низкого напряжения

Особую опасность представляет возможность передачи высокого потенциала в сеть 400/230 В бытовых потребителей. Такая передача будет осуществляться через присоединенную к контуру заземления ПС 6(10)/0,4 кВ нейтраль низковольтной обмотки трансформатора и далее по изолированным от земли жилам питающего кабеля в сеть 230 В жилых зданий. Величина передаваемого потенциала зависит от сопротивлений заземляющего устройства (ЗУ) ПС 6(10)/0,4 кВ и от повторного заземления вводно-распределительного устройства (ВРУ) 400/230 В здания, которое в кабельной сети не считается обязательным и не нормируется. Появление высокого потенциала в сети 230 В представляет угрозу не только для людей, но в ряде случаев и для многочисленного и разнообразного электрооборудования со-временных жилых квартир и административно-бытовых зданий.

По этой причине ГОСТ [3] вводит соответствующие ограничения. Так, согласно п. 442.4.2 этого документа нейтраль обмотки 0,4 кВ трансформатора может быть присоединена к общему контуру заземления ПС 6(10)/0,4 кВ только при условии, если временные характеристики защиты, реагирующей на повреждение, оказываются в области, ограниченной кривыми на рис. 44А из [3] (рис. 2). Это условие ограничивает предельно допустимую величину ожидаемого напряжения прикосновения и критического напряжения для оборудования.

Рис. 2. Зависимость напряжения замыкания (кривая F) и ожидаемого напряжения прикосновения (кривая T) от максимальной длительности замыкания на землю на стороне выше 1 кВ (рис. 44А из [3])

Читать статью  Что такое резьбовые трубы?

Значения потенциалов на ЗУ ПС 6(10)/0,4 кВ

Определим величину предельно допустимого напряжения на ЗУ ПС 6(10)/0,4 кВ, при котором в рассматриваемом случае нейтраль обмотки 0,4 кВ трансформатора может быть присоединена к общему контуру заземления ПС 6(10)/0,4 кВ. Для этого зададимся временем отключения повреждения – в данном случае ОКЗ на стороне 110 кВ питающей ПС.

В сетях 110 кВ это время, с учетом необходимости отстройки от времени срабатывания трубчатых разрядников на ВЛ 110 кВ, можно принять равным: t1 = 0,2 с (первая ступень защиты) и t2 = 0,5 с (вторая ступень защиты). По рис. 2 определяем соответствующие предельно допустимые напряжения на ЗУ:

С другой стороны, напряжение, возникающее на ЗУ при ОКЗ на оборудовании 110 кВ, определяется формулой:

где I окз – часть тока ОКЗ в сети 110 кВ, протекающая через ЗУ;
R з – сопротивление ЗУ, величина которого согласно п. 1.7.90 ПУЭ должна быть не более 0,5 Ом с учетом сопротивления всех естественных и искусственных заземлителей (при расчете ЗУ с соблюдением требований к напряжению прикосновения сопротивление ЗУ может оказаться больше 0,5 Ом).

Токи ОКЗ в сетях 110 кВ обычно находятся в пределах I окз ≈ 10÷50 кА, а токи через ЗУ ПС 110 кВ можно принять в пределах I окз = 10÷30 кА. Тогда напряжение на ЗУ ПС 110 кВ (а значит, и на ЗУ приемных ПС) составит величину порядка:

Разница между возможными величинами потенциалов на ПС 110/10 кВ (2) и предельно допустимыми значениями потенциалов на ПС 6(10)/0,4 кВ (1) слишком велика, и она не может быть погашена за счет низкоомной связи между ЗУ питающей и приемной ПС.

Можно возразить, что при «жесткой» связи ЗУ питающей и приемных ПС следует учитывать их эквивалентное сопротивление. Действительно, сопротивления ЗУ приемных ПС способны существенно снизить общий потенциал, возникающий при ОКЗ, однако желаемого результата это влияние, как правило, не приносит.

Рассмотрим простой пример. Возьмем городской район, получающий питание от подстанции 110/10 кВ с двумя трансформаторами мощностью по 40 МВА. Расчетная нагрузка трансформаторов при К зтр = 0,7 составит:

Предположим, что городские потребители питаются от ТП 6(10)/0,4 кВ с трансформаторами мощностью 2 · 630 кВА с расчетной нагрузкой на каждой подстанции Р рi = 1 МВА ( К зтр ≈ 0,8).

Тогда количество присоединенных ПС 10/0,4 кВ составит:

Допустимое сопротивление ЗУ ПС 6(10)/0,4 кВ согласно п. 1.7.101 ПУЭ определяется формулой:

где ρ – удельное сопротивление грунта.

Приняв среднее значение ρ = 200 Ом·м, получим R зтп = 8 Ом.

Общее эквивалентное сопротивление ЗУ подстанций R зуэ = = 8 / 56 = 0,143 Ом.

Результирующее сопротивление с учетом сопротивления ЗУ ПС 110/10 кВ, равного R зпс = 0,5 Ом:

В результате при ОКЗ напряжение на общем контуре ЗУ ПС 110/10 кВ и ПС 6(10)/0,4 кВ составит:

что значительно превышает допустимые значения (1).

Кроме того, рассчитывать на одновременное появление всех 56 ПС 6(10)/0,4 кВ нельзя, поскольку строительство происходит очередями и оно может растянуться на несколько лет. Однако требования безопасности должны выполняться на всех стадиях строительства и эксплуатации, о чем будет указано в готовящихся технических регламентах по энергетике [4].

Таким образом, очевидно, что условие, указанное в п. 442.4.2 [3], в большинстве случаев выполняться не будет. Это значит, что согласно требованиям [3] нейтраль обмотки 0,4 кВ силового трансформатора должна быть заземлена через отдельный заземлитель, электрически независимый от заземлителя высоковольтной части данной подстанции (рис. 3) . В принципе такое решение существует и используется в некоторых европейских странах, правда, в основном в сельской местности [5].

Рис. 3. Нейтральный проводник электроустановки до 1 кВ потребителя электроэнергии заземлен через электрически независимый заземлитель (рис. 44В TN-b из [3]).

Однако для внедрения этого решения в России необходимо, во-первых, изменить требования ПУЭ (п. 1.7.98 и др.), согласно которым должно сооружаться общее ЗУ на ПС 6(10)/0,4 кВ с подключением к нему в т.ч. и нейтрали обмотки НН силового трансформатора. Во-вторых, для городских ПС 6(10)/0,4 кВ необходима предварительная проработка конструктивного исполнения ПС с независимыми заземлителями, т.к. аналогичное решение, применяемое в западных странах для сельской местности, для городских подстанций окажется неприемлемым. При этом могут возникнуть сложности с размещением ПС, поскольку они потребуют большей площади.

Кроме того, необходима проверка изоляции низковольтного оборудования на ПС. Возникающее на нем напряжение не должно превышать критического:

В качестве критического напряжения U кр в [3] рекомендуетcя принимать величину:

где U n – номинальное напряжение электрооборудования, В.

Для отдельного электрооборудования U кр может быть больше. Вопрос о том, какое именно электрооборудование должно проверяться, зависит от конструктивного исполнения ПС.

На действующих предприятиях при замене старых кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией на кабели со СПЭ-изоляцией могут возникнуть другие проблемы.

Дело в том, что металлические оболочки кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией, не одно десятилетие пролежавших в земле, уже не представляют собой непрерывную электрическую цепь. Под воздействием коррозии эти оболочки разрушаются во многих местах, что подтвердили проведенные экспериментальные работы [6]. Причем надо учитывать, что коррозия разрушает не только металлические оболочки кабелей, но и заземлители подстанций, которые в отечественной практике (в отличие от зарубежной) выполняют из черного металла без специальной защиты от коррозии.

В такой ситуации, как ни странно, есть свой плюс, заключающийся в том, что высокий потенциал с ПС 110/6(10) кВ не может передаваться по «разорванным» металлическим оболочкам старых кабелей на ЗУ подстанций 6(10)/0,4 кВ. Минус же заключается в том, что влияние таких оболочек и ЗУ ПС 6(10)/0,4 кВ на потенциал, возникающий на ПС 110/6(10) кВ, становится минимальным. Это в свою очередь означает, что вероятность передачи высокого потенциала по вновь проложенному кабелю со СПЭ-изоляцией будет возрастать.

Указанные выводы в равной степени относятся к случаям использования как одножильных, так и трехжильных кабелей 6(10) кВ со СПЭ-изоляцией. Причем одножильных кабелей это касается и при применении транспозиции экранов.

Следует отметить, что электроустановок выше 1000 В, таких как РП 10 кВ, внутренняя сеть до 1000 В которых не выходит за пределы их зданий и находится в пределах общей системы уравнивания потенциалов, требование п. 442.4.2 [3] не касается. Однако при наличии упомянутого низкоомного соединения их ЗУ с контуром ЗУ ПС 110/6(10) кВ возникает основание для применения к таким установкам требований п. 1.7.99 ПУЭ, согласно которым их заземляющее устройство должно удовлетворять требованиям ПУЭ к заземляющим устройствам электроустановок в сети выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью.

Для выполнения этих требований необходимы специальные мероприятия по выравниванию потенциалов вокруг таких электроустановок, аналогичные мероприятиям для ПС 110 кВ. Эти же требования в равной мере можно отнести не только к РП, но и ко всем электроустановкам, питающимся с ПС 110/6(10) кВ при помощи кабелей со СПЭ-изоляцией.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ВЫСОКОГО ПОТЕНЦИАЛА ПРИ ОЗЗ В СЕТЯХ 6(10) кВ

В противоположность изложенному выше, при замыканиях на землю в сетях 6(10) кВ возникновение высокого потенциала становится наиболее опасным, когда связь между ЗУ ПС через металлические оболочки кабелей отсутствует. Такие условия могут быть либо в старых кабельных сетях, либо при заземлении экранов кабелей со СПЭ-изоляцией в одной точке (как с разделением, так и без разделения экранов на секции). Подобные способы заземления кабелей рассматривались в [7], хотя в эксплуатирующих организациях данное решение признается неудобным.

Как уже отмечалось, вопрос с выносом опасного потенциала с ПС 110/6(10) кВ на ЗУ приемных ПС в таких условиях теряет актуальность, но возникает другая опасность, которая связана с особенностями протекания токов ОЗЗ при нарушении низкоомной связи между ЗУ ПС. Если при наличии сплошных экранов, заземленных с двух сторон, токи ОЗЗ протекают главным образом по экранам, т.к. их сопротивление много меньше сопротивлений ЗУ, то при нарушении электрических связей между ЗУ с помощью экранов кабелей, токи ОЗЗ поступают к точке повреждения исключительно через землю (рис. 4). Протекая через сопротивление ЗУ поврежденной секции кабеля, токи ОЗЗ создают на нем напряжение относительно земли, равное:

Рис. 4. Протекание емкостных токов ОЗЗ в сети 10 кВ в земле и по экранам кабелей при разделении их на секции.

Ток I озз в современных городских сетях, как известно, может достигать нескольких сотен ампер. Однако согласно п. 1.7.96 ПУЭ в качестве расчетного тока при определении необходимого сопротивления ЗУ следует принимать ток ОЗЗ, возникающий в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов (дугогасящего реактора – ДГР). Диапазон регулирования токов компенсации ДГР 10 кВ лежит в пределах I н = 20÷200 А. Сопротивление ЗУ ПС 6(10)/0,4 кВ, как уже отмечалось выше, согласно требованиям ПУЭ не должно превышать:

где ρ – удельное сопротивление грунта.

При ρ = 200÷300 Ом·м напряжение на ЗУ ПС 6(10)/0,4 кВ при ОЗЗ будет находиться в диапазоне:

  • для ПС, не имеющих РУ 10 кВ, – 0,15 с;
  • для ПС с РУ 10 кВ – 0,5 с (по условиям селективности).

Тогда предельно допустимые напряжения на ЗУ ПС составят:

Из сравнения вероятных (3) и допустимых (4) величин видно, что при ОЗЗ также могут сложиться условия, при которых нейтраль обмотки 0,4 кВ трансформатора 10/0,4 кВ потребуется заземлять через независимый заземлитель.

Снизить величину расчетного тока ОЗЗ и напряжение на ЗУ ПС 6(10)/0,4 кВ в некоторых случаях можно путем дробления секций на источнике питания и уменьшения единичной мощности ДГР, что соответствует рекомендациям п. 1.2.16 ПУЭ.

Так, для достижения предельно допустимого напряжения на ЗУ ПС 6(10)/0,4 кВ, равного 130 В (4), при сопротивлении ЗУ, равном 4 Ом, величина тока компенсации наиболее мощного ДГР не должна превышать:

Гораздо более тяжелые условия с точки зрения электробезопасности могут сложиться в процессе ОЗЗ в сети 6(10) кВ в случае заземления ее нейтрали (даже кратковременном) с помощью низкоомных сопротивлений при токах через землю в несколько сот ампер. Предложения по низкоомному заземлению нейтралей, встречающиеся в ряде публикаций, требуют предварительного серьезного анализа.

Также нельзя игнорировать возможность возникновения двойного ОЗЗ (одновременного зависимого ОЗЗ двух разных фаз на разных фидерах). Как показали расчеты [8], при такого рода замыканиях в кабелях с заземлением экранов с двух сторон напряжения на ЗУ и напряжения прикосновения могут значительно превышать максимально допустимые величины.

При отсутствии электрической связи ЗУ разных ПС через экраны кабелей указанные напряжения оказываются еще больше и могут достигать 4–4,5 кВ. Всё это лишний раз подчеркивает необходимость проработки вопроса раздельного заземления на ПС 6(10)/0,4 кВ [3].

Отдельно следует сказать о высоком потенциале, возникающем вблизи железобетонных опор ВЛ 6(10)кВ при двойных ОЗЗ, а также вблизи оборванного провода. Избежать опасной ситуации в таких случаях поможет применение деревянных опор с СИП, получившее широкое применение за рубежом [9].

ВЫВОДЫ

Кабели 6(10) кВ со СПЭ-изоляцией (как одножильные, так и трехжильные), имеющие хорошо проводящий, изолированный экран, обеспечивают возможность передачи высокого потенциала с ПС 110(220)/6(10) кВ в сети среднего и низкого напряжения. Такой потенциал с большой долей вероятности может оказаться недопустимым по условиям электробезопасности и критического напряжения для низковольтного электрооборудования. Нельзя игнорировать весьма высокий потенциал, возникающий при двойных ОЗЗ в сетях 6(10) кВ, а также при больших значениях тока ОЗЗ.

Для ограничения напряжений прикосновения вокруг РП и ПС 6(10)/0,4 кВ в этих условиях необходимо предусматривать специальные технические мероприятия по выравниванию электрических потенциалов, имея в виду, что перечисленные в п. 1.7.94 ПУЭ меры могут оказаться недостаточными.

В тех случаях, когда существует возможность передачи недопустимо высокого потенциала в сеть низкого напряжения, ГОСТ [3] требует раздельного заземления высоковольтного оборудования ПС 6(10)/0,4 кВ и нейтрали обмотки низкого напряжения силового трансформатора на независимые заземлители. Однако действующие ПУЭ такого независимого заземления не допускают (п. 1.7.98 и др.). Очевидно, что требования ПУЭ в данном случае нуждаются в корректировке.

  • уменьшение нормируемой ПУЭ предельно допустимой величины сопротивления ЗУ ПС 6(10)/0,4 кВ;
  • требование обязательного повторного заземления нейтральных проводников низковольтных питающих кабелей на вводах в здания.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Правила устройства электроустановок, 7-е изд.
  2. ГОСТ Р 55025-2012. Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 до 35 кВ включительно. Общие технические условия.
  3. ГОСТ Р 50571.18-2000 (МЭК 60364-4-442-93). Защита электроустановок до 1 кВ от перенапряжений, вызванных замыканиями на землю в электроустановках выше 1 кВ.
  4. Электроснабжение городов. Проблемы обсуждали в Петербурге // Новости ЭлектроТехники. 2010. № 1(61).
  5. Schneider Electric. Системы заземления в электроустановках низкого напряжения. Вып. № 20 / Пер. с англ. Божко С.В.; под ред. Мозырского В.И.
  6. Кужеков С.Л., Хнычёв В.И. Предотвращение многоместных повреждений КЛ 6–10 кВ с помощью кратковременного низкоомного индуктивного заземления нейтрали // Новости ЭлектроТехники. 2010. № 3(63), № 4(64).
  7. Евдокунин Г.А., Дмитриев М.В. Однофазные кабели 6–10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена. Расчет заземления экранов // Новости ЭлектроТехники. 2007. № 5(47).
  8. Дмитриев М.В., Тихонова М.Р. Доклад на XIX заседании Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО».Ханты-Мансийск, февраль, 2013.
  9. Боков Г.С., Жулев А.Н. Деревянные опоры для ВЛ с применением СИП. Обзор зарубежной практики // Новости ЭлектроТехники. 2013. № 2(80).

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Заземление фланцевых соединений трубопроводов ПУЭ

Организация заземления на дачной кухне: 1 - электроплита, 2 - провод заземления Элементы системы заземления на дачном участке Монтаж заземляющего контура на даче своими руками

Нормы ПУЭ заземления являются совокупностью нормативно-правовых актов. Настоящие правила включают рекомендации, как выполнить электропроводку грамотно, описание различных электроустановок и принцип их действия, а также требования, предъявляемые к электрическим системам и их компонентам.

Работы по установке заземления необходимо производить в соответствии с нормами правил устройства электроустановок. Критерии, определенные в ПУЭ, позволят выполнить все присоединения и подключение безошибочно, выдерживая все стандарты. Это гарантирует надежную работу защитной системы в доме, позволит избежать негативных последствий природного и техногенного воздействия.

Если беспрекословно соблюдать все правила, описанные в ПУЭ, это приведет к большим финансовым затратам, поэтому электрики и инженеры в своей деятельности соблюдают только очень важные рекомендации.

В соответствии с нормами ПУЭ, повторный защитный контур непременно должен быть расположен на участках выхода из помещения. На данном месте рекомендуется монтировать естественные заземлители. К ним относятся железобетонные устройства, большие металлические детали, которые большей своей частью непосредственно соединены с грунтом.

Также в ПУЭ указываются предметы, которые не могут использоваться в роли заземлителей: металлические предметы, находящиеся под напряжением, канализационные и отопительные трубы, а также трубопроводы с легковоспламеняющимися веществами.

При монтаже заземления необходимо тщательно произвести расчеты, учитывая все факторы, влияющие на качество создаваемого устройства, при этом необходимо следовать ПУЭ.

Расчет параметров

Прежде чем выбрать и смонтировать вертикальный заземлитель, следует произвести исследования местности. Важно убедиться, какая почва в месте установки и на какую глубину она промерзает в зимнее время. Кроме того, определяют водонасыщенность, уровень подземных вод.

Дело в том, что разные типы почвы обладают различным сопротивлением. Чем меньше сопротивление, тем выше эффективность заземления. И наоборот, в грунтах, обладающих большим сопротивлением, эффективность заземлителей ниже и поэтому предпринимаются дополнительные усилия по ее повышению. В частности всеми способами увеличивается площадь соприкосновения заземлителя с почвой.

Наименьшим сопротивлением характеризуются плодородные черноземные почвы. Установка вертикальных стержней в них допускается на глубину от 1,5 метров. Напротив, максимальное сопротивление — у скалистого грунта, в нем железные пруты максимально заглубляются, монтажные работы при этом сопряжены со значительными трудностями.

Отдельного внимания заслуживает уровень промерзания грунта. В разных почвах он может быть различным. Это учитывают, потому что при замерзании почвы ее сопротивление значительно увеличивается, а эффективность заземления сокращается. Поэтому площадь соприкосновения с металлом в данном случае также должна быть больше. Желательно производить установку заземления ниже того уровня, до которого промерзает земля.

Сопротивление заземления ПУЭ

Согласно нормам ПУЭ все электроприборы производятся в соответствии с нормированными значениями:

  • для телекоммуникационного оборудования защитное устройство должно иметь сопротивление не более 2 Ома или 4 Ома;
  • для надежной работы подстанции с напряжением 110кВ данный показатель должен быть не более 0,5 Ом;
  • при напряжении электролинии 220В источника однофазного тока и 380В трехфазного тока сопротивление трансформаторной подстанции должно соответствовать величине не более 4 Ом;
  • защитные конструкции воздушных линий связи подключаются к заземлению с сопротивлением не более 2 Ом;
  • при подключении молниеприемников защитное устройство должно соответствовать сопротивлению не более 10 Ом;
  • для жилого фонда частного сектора при эксплуатации системы TN-C-S рекомендовано локальное заземляющее устройство с сопротивлением не более 30 Ом;
  • для подключения частных домов к электрической цепи 220В/380В при эксплуатации системы TT, с использованием устройства защитного отключения требуется защитное заземляющее устройство с сопротивлением не более 500 Ом.

Устройство контура заземления

Требования к заземлению и занулению определяются в ПУЭ Глава 1.7 . Также перед организацией защитного контура рекомендуем изучить ГОСТ Р 50571.5.54-2013 .

Контур заземляющего устройства представляет из себя электроды, вкопанные в землю и соединенные между собой электродом — стержнем из металла или металлической полосой. Обычно заземляющий контур делают в форме треугольника или квадрата. На фото показано, как устанавливать заземлители в траншею.

При устройстве заземления вертикальные заземлители должны закладываться на глубину 0,5-0,6 м от уровня планировочной отметки земли и выступать от дна траншеи на 0,1-0,2 м. Расстояние между электродами 2,5-3 м. Горизонтальные заземлители и соединительные полосы между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи глубиной 0,6-0,7 м от уровня планировочной отметки земли.

Контур заземления соединяется в двух местах с помощью заземляющих проводников с внутренней заземляющей сетью дома. Она может быть выполнена так, как показано на этом фото:

На фото видно, что заземляющая полоса жестко прикреплена к стене. Заземляющие полосы можно прикрепить дюбелями или строительно-монтажным пистолетом непосредственно к стене или с использованием промежуточных деталей. Пистолетом пристреливаются полосы из листовой или полосовой стали толщиной до 6 мм. Основанием должен быть бетон или кирпич.

Далее мы предоставим к Вашему вниманию описание, как пошагово устроить заземление в своем доме.

Заземление оборудования

Правила устройства электроустановок требуют большую часть электрооборудования на 380В и 220В непосредственно подсоединять к заземляющему устройству.

В электроустановках с напряжением до 1кВ и свыше 1кВ, применяется заземление с целью снизить ток, который может убить человека.

Защитное заземление электрооборудования требуется проводить при переменном напряжении свыше 42 Вольта и постоянном напряжении от 110 Вольт, а также в условиях переменного напряжения 380В и постоянного напряжения 440В в электроустановках различного типа.

Заземлению подлежат корпуса электрооборудования, металлические каркасы распределительных электрощитов и шкафов, оболочки проводов и кабелей, приводы аппаратов, обмотки трансформаторов, стальные тросы, трубы электропроводки и электрооборудования, металлические корпуса переносных и передвижных электроприемников, вторичные обмотки трансформаторов.

Согласно ПУЭ не подходят для заземления:

  • арматура опорных и подвесных изоляторов;
  • электрооборудование, зафиксированное на металлических заземленных конструкциях, при условии надежного контакта между ними;
  • при установке на деревянные конструкции не заземляются кронштейны и осветительная арматура; обшивка электроизмерительных приборов;
  • поверхность электроприемников с двойной изоляцией;
  • рельсы, проходящие за территорией электроподстанций.

В общественных и жилых помещениях необходимо заземлять электрические приборы с мощностью более 1300 Вт.

Защитные меры электробезопасности

Если соблюдать в точности все правила при эксплуатации, использование электрических приборов не представляет никакой опасности. Защищенность от поражения электрическим током достигается следующими способами:

  • часть электрической цепи, через которую проходит ток, не должна быть доступна для случайного прикосновения;
  • токоведущие части, находящие в открытом состоянии, не должны содержать опасное для человеческой жизни, напряжение, даже если изоляция нарушена;
  • такая недоступность достигается путем защитного отключения, использование малого напряжения, двойной изоляцией, уравниванием и выравниванием потенциалов, выполнение барьеров, расположение электрооборудования вне зоны доступности.

Применение мер в совокупности по защите от поражения током не должны снижать эффективности каждой. Если электрооборудование расположено в области уравнивания потенциалов, а самое большое рабочее напряжение при этом составляет не выше 25В переменного тока и не более 60В постоянного, то нет необходимости в защите от прямого прикосновения.

Также защитные функции электрооборудования должны быть предусмотрены при изготовлении последнего, либо при производстве монтажа.

Нормы ПУЭ заземления

Нормы ПУЭ заземления являются совокупностью нормативно-правовых актов. Настоящие правила включают рекомендации, как выполнить электропроводку грамотно, описание различных электроустановок и принцип их действия, а также требования, предъявляемые к электрическим системам и их компонентам.

Работы по установке заземления необходимо производить в соответствии с нормами правил устройства электроустановок. Критерии, определенные в ПУЭ, позволят выполнить все присоединения и подключение безошибочно, выдерживая все стандарты. Это гарантирует надежную работу защитной системы в доме, позволит избежать негативных последствий природного и техногенного воздействия.

Если беспрекословно соблюдать все правила, описанные в ПУЭ, это приведет к большим финансовым затратам, поэтому электрики и инженеры в своей деятельности соблюдают только очень важные рекомендации.

В соответствии с нормами ПУЭ, повторный защитный контур непременно должен быть расположен на участках выхода из помещения. На данном месте рекомендуется монтировать естественные заземлители. К ним относятся железобетонные устройства, большие металлические детали, которые большей своей частью непосредственно соединены с грунтом.

Также в ПУЭ указываются предметы, которые не могут использоваться в роли заземлителей: металлические предметы, находящиеся под напряжением, канализационные и отопительные трубы, а также трубопроводы с легковоспламеняющимися веществами.

При монтаже заземления необходимо тщательно произвести расчеты, учитывая все факторы, влияющие на качество создаваемого устройства, при этом необходимо следовать ПУЭ.

Сопротивление заземления ПУЭ

Согласно нормам ПУЭ все электроприборы производятся в соответствии с нормированными значениями:

  • для телекоммуникационного оборудования защитное устройство должно иметь сопротивление не более 2 Ома или 4 Ома;
  • для надежной работы подстанции с напряжением 110кВ данный показатель должен быть не более 0,5 Ом;
  • при напряжении электролинии 220В источника однофазного тока и 380В трехфазного тока сопротивление трансформаторной подстанции должно соответствовать величине не более 4 Ом;
  • защитные конструкции воздушных линий связи подключаются к заземлению с сопротивлением не более 2 Ом;
  • при подключении молниеприемников защитное устройство должно соответствовать сопротивлению не более 10 Ом;
  • для жилого фонда частного сектора при эксплуатации системы TN-C-S рекомендовано локальное заземляющее устройство с сопротивлением не более 30 Ом;
  • для подключения частных домов к электрической цепи 220В/380В при эксплуатации системы TT, с использованием устройства защитного отключения требуется защитное заземляющее устройство с сопротивлением не более 500 Ом.

Недопустимые схемы заземления

Некоторые домашние умельцы пребывают в убеждении, что для отвода тока можно использовать водопроводные трубы и стояки отопления. Такое заземление на даче своими руками схемой безопасности не назовешь. Трубы бывают сильно окисленными, либо имеют плохой контакт с землей. Кроме того, в систему трубопровода часто включены пластиковые соединения, которые разомкнут электрическую цепь.

Многие современные электроприборы снабжены кабелем с трехжильной вилкой. К ним устанавливаются такие же розетки. Нулевой провод в кабеле обозначается синим цветом, заземляющий — желто-зеленым, фаза — любым, кроме названных.

Организация заземления на дачной кухне: 1 - электроплита, 2 - провод заземления

Организация заземления на дачной кухне: 1 — электроплита, 2 — провод заземления

Желая сэкономить на устройстве заземления на даче своими руками, схему используют такую: в розетке делают перемычку между заземляющим и нулевым контактом. Однако подобный проект крайне непредсказуем. Если в каком-либо участке цепи случится перефазовка или плохой контакт рабочего нуля, на корпусе приборов возникнет опасное напряжение.

Некоторые домовладельцы, установив в сеть специальное защитное устройство (УЗО), считают проблему решенной. Но работа УЗО будет корректной только при наличии заземления. Тогда при утечке тока электрическая цепь сразу замкнется, и механизм сработает, отключив питание опасного участка.

Схематическое изображение устройства заземления в частном доме

Схематическое изображение устройства заземления в частном доме

Заземление оборудования

Правила устройства электроустановок требуют большую часть электрооборудования на 380В и 220В непосредственно подсоединять к заземляющему устройству.

В электроустановках с напряжением до 1кВ и свыше 1кВ, применяется заземление с целью снизить ток, который может убить человека.

Защитное заземление электрооборудования требуется проводить при переменном напряжении свыше 42 Вольта и постоянном напряжении от 110 Вольт, а также в условиях переменного напряжения 380В и постоянного напряжения 440В в электроустановках различного типа.

Заземлению подлежат корпуса электрооборудования, металлические каркасы распределительных электрощитов и шкафов, оболочки проводов и кабелей, приводы аппаратов, обмотки трансформаторов, стальные тросы, трубы электропроводки и электрооборудования, металлические корпуса переносных и передвижных электроприемников, вторичные обмотки трансформаторов.

Согласно ПУЭ не подходят для заземления:

  • арматура опорных и подвесных изоляторов;
  • электрооборудование, зафиксированное на металлических заземленных конструкциях, при условии надежного контакта между ними;
  • при установке на деревянные конструкции не заземляются кронштейны и осветительная арматура; обшивка электроизмерительных приборов;
  • поверхность электроприемников с двойной изоляцией;
  • рельсы, проходящие за территорией электроподстанций.

В общественных и жилых помещениях необходимо заземлять электрические приборы с мощностью более 1300 Вт.

Монтаж заземления

Монтаж заземления

Заземлителем называется металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей и имеющих назначение создать электрическое соединение с землей.
Заземляющими проводниками являются металлические проводники, соединяющие заземленные части электроустановки с заземлителем.

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заложенные, забитые, вставленные или ввернутые в землю отрезки из круглой, угловой или другой профильной стали, из газовых труб называются обычно вертикальными электродами заземления.

Они соединяются между собой электрически с помощью горизонтальных заземлителей (полосовая круглая сталь) и размещаются чаще всего вне зданий в специальных траншеях, образуя так называемый наружный контур заземления (рис. 1). От наружного контура для надежности отходят не менее двух ответвлений к внутреннему контуру, представляющему собой заземляющие проводники (полосовая сталь шириной 25-30 мм, толщиной 3-4 мм, реже — круглая сталь диаметром 12 мм), которые монтируются по стенам внутреннего периметра помещения. От внутреннего контура заземления отходят ответвления непосредственно к заземляемым аппаратам, электроконструкциям, станкам, подкрановым рельсам и т. п. Монтаж электроустановок удобнее всего начинать с прокладки внутреннего контура заземления; наружный контур заземления монтируют после планировки территории.

Рис. 1 примерное расположение внешнего и внутреннего контуров заземления вокруг подстанции

Рис. 1 Примерное расположение внешнего и внутреннего контуров заземления вокруг подстанции

К заземлению электроустановок предъявляются следующие требования.

Заземление электроустановок не требуется: а) при напряжении 380 В и ниже переменного и 440 В и ниже постоянного тока в сухих производственных помещениях, с деревянными, асфальтовыми и другими плохо проводящими полами в лабораториях, конторских, торговых и других помещениях без повышенной опасности, — там, где невозможно одновременное прикосновение людей к электрооборудованию и другим заземленным предметам, Если, например, в помещении без повышенной опасности распределительный стальной шкаф находится от батареи водяного отопления или трубы водопровода и других заземленных частей на таком расстоянии, что одновременно нельзя коснуться шкафа и заземленных частей, то шкаф можно не заземлять;

б) при номинальных напряжениях 36 В и ниже переменного тока и 110 В постоянного тока во всех случаях, кроме взрывоопасных помещений, если нет специальных указаний.

Заземлению подлежат металлические части электроустановок и оборудования во всех производственных помещениях, а также в наружных электроустановках, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции. К ним относятся корпуса электрических машин и механизмов, на которых они устанавливаются, трансформаторов, светильников, аппаратов и приводов к ним; каркасы электроконструкций, вторичные обмотки измерительных, сварочных трансформаторов, трансформаторов для местного освещения; металлические конструкции подстанций, распределительных устройств; корпуса кабельных муфт, воронок; металлические оболочки и брони кабелей и проводов; стальные трубы электропроводок; подкрановые рельсы и т. д.

Заземлению не подлежат: а) арматура подвесных и штыри опорных изоляторов, кронштейны и осветительная арматура при установке на деревянных и других изолированных основаниях (если это не требуется по условиям грозозащиты, что должно быть указано в проекте); б) оборудование, установленное на заземленных металлических конструкциях, причем в этих случаях опорные поверхности должны быть в местах соприкосновения с электрооборудованием зачищены до металлического блеска и смазаны легким слоем вазелина. Такая зачистка создает надежный контакт, а смазка исключает коррозию. Части оборудования, соприкасающиеся с опорными металлическими поверхностями, подготавливаются таким же образом; в) корпуса электроизмерительных приборов, реле и других аппаратов, установленных на заземленных металлических поверхностях электроконструкций, камерах распределительных устройств и т. п.; г) электроприемники с двойной изоляцией; д) рельсовые пути, выходящие за территорию подстанций, распределительных устройств и промышленных предприятий; е) съемные или открывающиеся части на металлических заземленных корпусах, камерах распределительных устройств, ограждений шкафов, дверей и т. п.

Допустимо вместо заземления отдельных электродвигателей, аппаратов и другого электрооборудования, устанавливаемого посредственно на станках, заземлять станины станков или другого технологического оборудования. Это возможно при условии обеспечения надежного электрического контакта между корпусами электрооборудования и станиной. Это же относится и к электрическим подъемным кранам, причем мост крана заземляется через его колеса и подкрановые рельсы. Последние электрически соединяются между собой на стыках и с контуром заземления цеха.

Для уменьшения сопротивления растеканию и, следовательно, расхода металла на искусственные заземлители, рекомендуется использовать естественные заземлители — проложенные под землей водопроводные и другие металлические трубопроводы (за исключением предназначенных для горючих жидкостей или газов, а также покрытых изоляцией для защиты от коррозии); обсадные трубы; металлические конструкции зданий и сооружении, соединяющиеся с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Естественные заземлители должны быть связаны с заземляющими магистралями электроустановки не менее чем двумя проводниками, присоединенными к заземлителю в разных местах.

Минимально допустимые размеры стальных заземлителей, исходя из условий корродирования, механической прочности и сопротивления приведены в табл. 1.

Табл. 1 Минимально допустимые размеры стальных заземлителей

Проектная документация для контура наружного заземления обычно включается в проект электрооборудования подстанций, распределительных устройств, силового электрооборудования отдельных зданий, цехов. В ней даются привязки к зданию заземляющих проводников, заземлителей, их количество, глубина заложения, пересечения с другими коммуникациями, материал, длина и т. п. Внутренние контуры показываются обычно на планах цехов и других сооружений, где нанесены силовые сети, на поэтажных планах и разрезах закрытых распределительных устройств и т. д.

Монтаж наружного контура заземления заключается в погружении (укладке) в землю различных видов электродов заземления и соединении их между собой. В настоящее время отдельные элементы и узлы заземляющего устройства рекомендуется заготавливать индустриально, вне зоны монтажа. Так, например, при заземлении опор линий электропередач применяются так называемые, углубленные заземлители (рис. 2), представляющие собой стальные полосы или круглую сталь. Такие заземлители заготавливаются на МЗУ и укладываются горизонтально на дне котлована до установки подножников опоры, а затем после установки последних с помощь. Ответвлений 4 привариваются к их арматуре и к опоре. Соединение отдельных заземлителей между собой производится шиной-перемычкой 3.

Рис. 2 Заземление опор линий передач с помощью углубленных заземлителей

Широко применяемые забиваемые вертикальные заземлители (электроды заземления) имеют длину 2,5-3 м и изготавливаются чаще всего из угловой стали 50 х 50 х 4 или 50 х 50 х 5 мм, круглой, диаметром 30 мм. Заземлители имеют заостренные концы и забиваются в дно траншеи глубиной 0,5 м так, чтобы их верхние части отстояли от спланированной поверхности земли на 0,2-0,3 м. Забиваться электроды могут при небольшом их числе вручную, с помощью молота, или механизированным способом: электровибратором, специальным приспособлением с копром.

Показанный на рис. 3 бесконтактный электрический привод однофазного тока, ударно-поступательного действия, может быть использован для забивки электродов как в летнее, так и в зимнее время. Особенно выгодно его применение на плотных грунтах.

В приводе катушка соленоида 1 соединяется последовательно с емкостным и нелинейным индуктивным сопротивлением, что создает N-образную вольт-амперную характеристику в такой последовательной феррорезонансной цепи.

Рис. 3 Бесконтактный привод для забивки электродов заземления

Исполнительным и задающим органом является соленоид со свободно находящимся в нем сердечником; он играет роль преобразователя электрической энергии в механическую («молоток»). Такой привод мощностью 0,8 кет, при весе сердечника 15 кг и ходе 400 мм дает 2-3 удара в секунду и забивает электрод из уголка 50 х 50 х 4 летом в течение 1,5-4 мин и зимой за 10 минут. Процесс забивки электрода осуществляется без использования труда рабочего.

Монтаж ввертываемых стальных электродов длиной 5 м при диаметре 12-46 мм производится с помощью специального приспособления и находит большое применение благодаря своей простоте, экономичности и возможности получения стабильных сопротивлений растекания при малой величине их.

Такие приспособления (рис. 4) выпускаются электромонтажными заводами; вместо привода от электродрели может применяться бензиновый мотор. Ввертывать электроды с помощью такого приспособления можно в плотные грунты 4-й категории, за исключением мерзлых, мергелевых, меловых, гравелистых, сланцевых. Время, необходимое на ввертывание одного электрода колеблется в зависимости от грунта от 4 до 10 минут, что вдвое меньше, чем при забивке электрода из уголка 50 х 50 х 4 специальным передвижным копром с электродвигателем.

Электрод-заземлитель (рис. 4) с точки зрения экономии материала лучше применять диаметром 12 мм; выше его заостренного конца (примерно на 50 мм) приваривается разрубленная но радиусу и растянутая в спираль стальная шайба (7 — забурник). Плоскость растянутой в спираль шайбы ввинчивается в грунт при вращении электрода, проходящего сквозь полый вертикальный вал и зажатом в патроне 6. Вначале сверления электрод выступает из патрона на 1,4-1,6 м и по мере его ввертывания приспособление выключают и поднимают на исходную высоту Оператор, создавая давление на рукоятке электродрели, увеличивает подачу.

Рис. 4 Приспособление ПЗ-12 для ввертывания электродов в грунт

Электроды должны быть равными, а приспособление при ввертывании — занимать вертикальное положение. После монтажа электродов их соединяют между собой стальными горизонтальными заземлителями с помощью сварки (рис. 5). Горизонтальные заземлители (обычно в виде стальной полосы) укладываются в траншее на глубине минимум 0,5 м. Расположенные в земле проводники не окрашиваются, за исключением сварочных швов. Прокладка голого алюминия в земле запрещается из-за его быстрого разрушения. После окончания монтажа составляется акт на скрытые работы, где фиксируются все данные заземлителей и заземляющих проводников, способ их соединения между собой, глубины заложения, данные пересечений, качество работ, отступления от проекта. Акт подписывается представителями монтажной организации и заказчика.

Рис. 5 Соединение заземлителей

Рис. 5 Соединение заземлителей

После проверки надежности сварных соединений (ударами кувалды) и герметизации их (путем покрытия битумом) траншеи засыпают грунтом без камней и мусора. Засыпка должна вестись слоями, с поливкой водой и утрамбовкой. Монтаж внутренней сети заземления состоит в укладке магистралей (стальная полоса 30 х 4, 40 х 4 мм), как правило, прокладываемых в помещении на высоте 0,8-1 м (минимум 0,4 м) от уровня пола, что обеспечивает удобство обслуживания. Заземляющие проводники должны быть доступны для осмотра и в местах возможных механических повреждений защищены трубами, кожухами. Через стены они должны проходить в открытых проемах, трубах или иных жестких обрамлениях, а сквозь перекрытия — в отрезках стальных труб, выступающих над полом на 30-50 мм. В помещениях с едкими парами и сырых, заземляющие проводники следует прокладывать от стен не менее чем на 10 мм, а в остальных случаях — не менее чем на 5 мм. В каналах заземляющие проводники прокладываются на расстояниях не менее 50 мм от нижних поверхностей съемного перекрытия. Расстояние между опорами для крепления контура па прямых участках должно быть в пределах 600-1000 мм, а от вершин углов и мест ответвлений — 100 мм. Во взрывоопасных помещениях проходы через стены и перекрытия следует заделывать несгораемыми материалами. Пересечения дверных и оконных проемов и т. п. выполняются путем открытых обходов их.

Соединяются между собой проводники сваркой внахлестку (рис. 5). При термитной сварке, для усиления шва, допускается соединение проводников встык.

Заземляющие полосы прокладываются по стенам и потолкам на специальных закрепах, имеющих разную конструкцию, в зависимости от условий, места установки и сортамента проводников (рис. 6). В последнее время широко применяется крепление полос заземления специальными гвоздями-дюбелями, забиваемыми с помощью пистолета (рис. 6, 7). Крепление круглой стали может производиться различными скобками.

Рис. 6 Крепление заземляющих полос внутри зданий

Рис. 6 Крепление заземляющих полос внутри зданий

Каждый заземляемый элемент электроустановки должен подсоединяться к заземляющему устройству отдельным ответвлением (провод, полоса).

Во всех случаях в качестве заземляющих проводников (за исключением передвижных электроприемников, кабельных линий; четырехпроводной системы трехфазного тока) следует, как правило, применять сталь. Медные и алюминиевые проводники в установках до 1000 В следует выбирать исходя из минимально допустимых сечений, приведенных в табл. 2

Табл. 2 Минимально допустимые сечения проводников системы заземления

Присоединение заземляющих проводников к заземляемым конструкциям необходимо выполнять сваркой, а к аппаратам, машинам и т. п. — болтами с шайбами (контактные поверхности зачищаются до металлического блеска и смазываются тонким слоем вазелина). При наличии сотрясений, вибрации нужно применять контргайки, пружинные шайбы, гибкие перемычки. Болты, гайки и шайбы должны быть оцинкованы.

Заземление металлических камер распределительных устройств и панелей щитов допускается выполнять приваркой к заземленным обрамлениям каналов.

По окончании работ вся сеть внутреннего контура заземления, а также все конструкции и провода должны быть окрашены в черный цвет. Допускается окраска в другие цвета в соответствии с оформлением помещения.

При этом в местах присоединений и ответвлений должно быть нанесено не менее двух полос черного цвета на расстоянии 150 мм одна от другой.

Рис. 7 Внутренний контур заземления

Испытания заключаются в проверке отсутствия обрывов, неудовлетворительных контактов в цепи, а также в измерении сопротивления заземлителей согласно ПУЭ. Испытания обычно производятся лабораториями энергоснабжающих организаций или наладочными группами монтажных организаций, которые оформляют соответствующие протоколы.

Сдаточная документация должна быть представлена в следующем объеме: 1) чертежи заземляющих устройств с нанесенными на них изменениями, если они были; 2) акт на скрытые работ по монтажу заземлителей, а также по присоединениям к естественным заземлителям; 3) акт проверки состояния открыто проложенных заземляющих проводников; 4) протоколы испытаний заземления — результаты проверки переходного сопротивления растеканию тока.

Защитные меры электробезопасности

Если соблюдать в точности все правила при эксплуатации, использование электрических приборов не представляет никакой опасности. Защищенность от поражения электрическим током достигается следующими способами:

  • часть электрической цепи, через которую проходит ток, не должна быть доступна для случайного прикосновения;
  • токоведущие части, находящие в открытом состоянии, не должны содержать опасное для человеческой жизни, напряжение, даже если изоляция нарушена;
  • такая недоступность достигается путем защитного отключения, использование малого напряжения, двойной изоляцией, уравниванием и выравниванием потенциалов, выполнение барьеров, расположение электрооборудования вне зоны доступности.

Применение мер в совокупности по защите от поражения током не должны снижать эффективности каждой. Если электрооборудование расположено в области уравнивания потенциалов, а самое большое рабочее напряжение при этом составляет не выше 25В переменного тока и не более 60В постоянного, то нет необходимости в защите от прямого прикосновения.

Также защитные функции электрооборудования должны быть предусмотрены при изготовлении последнего, либо при производстве монтажа.

Главные особенности

При обустройстве системы заземления необходимо соединение с грозозащитой здания. С ее помощью полностью исключается возможное воздействие на сырье, транспортируемое внутри. Это особенно актуально в случаях, когда внутри находится взрывоопасное вещество – газ, нефть, спирт и другие легковоспламеняющиеся материалы.

Чтобы заземлить трубопровод, необходимо присоединить токоотводящую полосу к заземленному металлическому предмету. Для этого применяется медная проволока, поскольку медь считается отличным проводником. На каждые двадцать метров делают как минимум одно заземление.

Если магистраль собрали из бумажно-металлической трубы, металлические оболочки надо соединить между собой, а также с корпусами ящиков, электроприемников или коробок. При выполнении работ потребуются перемычки, выполненные из голого медного проводника с хорошим запасом гибкости.

Специалисты рекомендуют пользоваться проводниками, сечение которых составляет минимум 2,5 м кв. Причем экономить в этом отношении нельзя, даже обращая внимание на высокую стоимость меди. Достаточно закрепить его на каждом конце труб посредством проволочного бандажа, либо припаяв отвод к корпусу и самой трубе с помощью паяльника.

Важно помнить о том, что для полноценного заземления следует устанавливать металлические детали через каждые 20 метров. В данном случае их также придется постоянно подключать с помощью отвода.

Медная проволока

Практика показывает, что наиболее популярным методом, с помощью которого проводится заземление трубопроводов, является применение медной проволоки. Рекомендуется пользоваться проволокой диаметром от 1…1,5 мм. Ее проводят как с внутренней, так и с наружной стороны, скрепляя между собой в местах соединений посредством проволочной перемычки. Для присоединения используется метод холодной пайки. Наружная проволока, установленная в конечной точке, нуждается в тщательном заземлении.

Заземление трубопровода является самым простым, но при этом обязательным методом отвода скопившихся статических зарядов электричества. В качестве основной меры, которая предотвращает появление разрядов, сопровождаемых искрой, является заземление с полноценным шунтированием кранов и муфт. Операция выполняется с применением медного провода.

Стоит отметить, что использование технологии заземления в водопроводных трубах позволяет значительно уменьшить потенциал между стенками и самой жидкостью, которая передается по нему. Тем не менее, ни одна система заземления не может полностью ликвидировать электризацию жидких веществ.

Подготавливаем инструмент и материалы

Что касается инструментов для монтажа заземления в загородном доме (к примеру, на даче), вам понадобятся:

  • сварочный аппарат (его наличие обязательно, т.к. соединение пластин и арматуры без сварки не создаст качественный контакт, тем более под почвой);
  • болгарка (резать металл на подходящие куски);
  • штыковая лопата;
  • перфоратор;
  • кувалда (чем тяжелее, тем лучше, т.к. придется вгонять штыри на 2 метра вглубь);
  • набор гаечных ключей (затягивать болт).

Если Вы обладаете хотя бы небольшими навыками электрика, рекомендуем сделать сварочный аппарат своими руками ! Ничего сложного в этом нет!

Из материалов следует использовать:

  1. Металлический уголок из нержавеющей стали с размерами 50*50 мм, длиной не менее 2 метров. Альтернативный вариант – водопроводная труба из стали, диаметром 32 мм, толщиной стенок не менее 3,5 мм либо арматура. Также можно использовать прямоугольный профиль, главное чтобы его площадь поперечного сечения не превышала 150 мм2 .
  2. Три полоски металла длиной 120 см, шириной 4 см и толщиной не менее 4 мм.
  3. Металлическая полоса из нержавейки 40*4 мм, имеющая длину от места залегания системы к крыльцу дома.
  4. Болт М8 либо М10.
  5. Медный провод, к примеру, ПВ-3 , толщиной не менее 6 мм2 (в зависимости от того, какое сечение принято для фазного проводника).

Не экономьте на толщине заземлителей, т.к. от этого будет зависеть долговечность и надежность вашего заземления!

Подготовив все необходимое, можно переходить к изготовлению заземления в частном доме.

Основные правила

Заземлять трубопровод необходимо в обязательном порядке – данное требование прописано в ПУЭ. Хотя на первый взгляд трубопровод и электроустановки имеют мало общего, однако будучи металлической конструкцией, он может пропускать ток и представлять опасность. Использование заземления дает возможность существенно увеличить уровень безопасности во время прокладки или ремонта. При эксплуатации трубной системы передаваемому веществу свойственно генерировать статическое электричество. Кроме того, никто не исключает вероятность прямого попадания молниевого разряда в трубу.

Согласно действующим правилам, заземлению подлежат не только внешние трубопроводы, но и внутренние. К последним относятся коммуникационные и технологические.

ПУЭ регламентирует главные особенности обустройства заземления трубопроводов:

  • трубчатая система должна являть собой непрерывную сеть, которая соединяется в единый контур;
  • трубопровод должен подключаться к заземлению минимум в 2-х точках. Их количество напрямую зависит от протяженности магистрали, технических особенностей и так далее.

Что касается первого правила, это еще не повод полагать, что трубопроводная система всегда должна иметь непрерывную структуру. В данном случае нужно помнить о том, что следует соединить отдельные трубопроводы или участки в одну сеть. Для выполнения этой задачи потребуется межфланцевая перемычка.

Количество опять-таки зависит от особенностей конструкции. Зафиксировать перемычки к трубопроводу можно посредством болтового соединения, сварки или установки специального хомута, который обеспечивает качественное заземление металлических труб. Межфланцевой перемычкой является провод, изготовленный из меди, имеющий маркировку ПуГВ или ПВЗ.

Касательно второго правила, специалисты рекомендуют отказываться от разброса заземления по всей технологической линии. Можно обойтись соединением в конце и начале отдельно взятого или единого контура.

Использование арматуры для монтажа контура заземления

Бывают случаи, когда люди, которые самостоятельно осуществляют строительство дома, пренебрегают организацией системы заземления. Это может стать фатальной ошибкой для жителей строения.

Система заземления может быть построена всего за несколько дней.

В качестве искусственных заземлителей может использоваться строительная арматура.

Можно ли сэкономить на контуре заземления?

Можно ли сэкономить на контуре заземления?

Если в непосредственной близи строения, в земле находятся различного рода металлические объекты:

  • старые водопроводные трубы;
  • железобетонные элементы разрушенных зданий;
  • обсадные трубы водяных скважин и т.д.,

то они могут быть использованы для организации контура заземления. Более подробный список разрешённых металлоконструкций смотрите в главе 1.7 ПУЭ.

Что из себя представляет контур заземления?

Что из себя представляет контур заземления?

По большому счёту, контур заземления – это разветвлённая, объёмная сеть скрещенных электродов, которые могут соединяться различными способами (сварка, болтовое соединение и т.д.).

Наиболее распространённая конструкция состоит из вертикально размещённых электродов, которые соединены горизонтальными металлическими проводниками.

Конструкция размещается по периметру здания. Согласно общепринятым нормам, контур не должен отходить от фасада здания дальше, чем на метр.

Наиболее дешёвыми строительными материалами являются арматура и стальной уголок. Вполне допускается обыкновенный стальной прокат.

Стоит также несколько слов сказать о глубине погружения электродов. Она напрямую зависит от их толщины. Так, электрод диаметра 12 миллиметров может быть размещён на глубине до 6 метров.

Означенная глубина может быть достигнута с помощью обыкновенных ручных инструментов. Различные промышленные вибраторы позволяют разместить электроды на глубину до 20 метров.

После завершения организации контура заземления, владелец здания должен провести необходимые замеры сопротивления и получить паспорт на самостоятельно созданное заземляющее устройство.

Сопротивление созданного контура (согласно ПУЭ) не должно превышать отметки в 4 Ом.

Опытный электрик расскажет о том, как осуществить монтаж заземляющего контура своими руками:

Трубостойки

Чтобы установить устройство ввода в коммерческое здание или загородный дом, необходимо использовать трубостойку. Главной ее задачей является фиксация провода питания, который ведет к щиту, а также установки самого щита. Согласно требованиям правил ПУЭ, трубостойка нуждается в обязательном заземлении.

Недалеко от щита надо просверлить отверстие, через которое важно поместить болт заземления. Как сама трубостойка, так и щит требуют качественное заземление. Недалеко от стойки следует вбить металлический уголок полутораметровой длины. Далее следует соединение трубостойки, щита и уголка.

Защите подлежит и нулевая шина. На нее надо подключить нулевой провод маркировки СИП4, который идет с опоры. Чтобы выполнять операцию, нужно воспользоваться желто-зеленым проводом маркировки ПВ-3, на которой установлены наконечники. На этом заземление металлической трубостойки можно считать завершенным.

Взрывоопасные участки

В некоторых случаях на территории производственных предприятий работают взрывоопасные цеха. Здесь важно качественно отводить статическое электричество, возникающее в процессе трения жидкообразного вещества о внутренние стенки труб. В процессе обустройства таких конструкций обычно создается естественное заземление, которое проходит через аппаратуру и строительные конструкции. Тем не менее, этого недостаточно.

В подобных ситуациях необходимо снизить вынос потенциала. Хорошей мерой является установка промежуточного заземления трубопровода, применение кабельных проводников, имеющих неметаллическую оболочку. К таковым, например, относится марка ААШВ.

Влияние изоляции

Показатель удельного сопротивления изоляции способен значительно влиять на характерные особенности трубопровода. Согласно проведенным исследованиям, уровень сопротивления в заземлении трубопровода, использующего битумную изоляцию, может сильно зависеть от разницы потенциалов между грунтом и самим трубопроводом. Если разница варьируется в пределах нескольких сотен вольт, в дефектных местах может происходить тлеющий разряд, который, в свою очередь, снижает сопротивление заземления. Если разность потенциала находится на уровне одного киловольта и больше, между грунтом и трубопроводом появляется дуговой разряд. Он, соответственно, сильно снижает сопротивление установленному заземлению. Также может использоваться и переносное заземление, в котором струбцина является основной деталью.

Подготовка к ремонту

В процессе подготовки к ремонтным работам необходимо освободить трубопровод от передаваемого вещества, после чего провести продувку специальным техническим азотом. Стоит убедиться в наличии заземления. Если в конструкции не предусмотрена установка температурного конденсатора, промывка водяным паром категорически запрещена. Это приведет к увеличению внутреннего давления, которое приводит к разрыву конструкции. Таким образом, система отопления выйдет из строя.

На протяжении длительного времени для обеспечения непрерывности заземления установленных стальных труб применялись шунтирующие перемычки, монтированные на коробках, фитингах или специальных муфтах. После проведенных испытаний оказалось, что делать это необязательно. Цепь заземления готового трубопровода становится непрерывной благодаря их резьбовому соединению.

Как правило, установленная система заземления способна прослужить на протяжении длительного времени.

Это особенно касается частей, работающих внутри помещения. Тем не менее, периодически следует заменять определенные участки или отдельно взятые элементы. Для повторной сборки линии и дальнейшего ее подключения не требуются дополнительные нюансы. Все, что надо – убедиться в плотности примыкания рабочих частей друг к другу, отсутствии обрывов, коррозии на стыках и иных недостатков. Если установлена струбцина, она должна находиться в идеальном визуальном и техническом состоянии.

Из РД34.21.122-87 2.7. Для защиты от вторичных проявлений молнии должны быть предусмотрены следующие мероприятия: а) металлические конструкции и корпуса всего оборудования и аппаратов, находящиеся в защищаемом здании, должны быть присоединены к заземляющему устройству электроустановок, указанному в п. 1.7, или к железобетонному фундаменту здания (с учетом требований п. 1.8). Наименьшие допустимые расстояния в земле между этим заземлителем и заземлителями защиты от прямых ударов молнии должны быть в соответствии с п. 2.5; б) внутри зданий и сооружений между трубопроводами и другими протяженными металлическими конструкциями в местах их взаимного сближения на расстояние менее 10 см через каждые 20 м следует приваривать или припаивать перемычки из стальной проволоки диаметром не менее 5 мм или стальной ленты сечением не менее 24 мм2, для кабелей с металлическими оболочками или броней перемычки должны выполняться из гибкого медного проводника в соответствии с указаниями СНиП 3.05.06-85; в) в соединениях элементов трубопроводов или других протяженных металлических предметов должны быть обеспечены переходные сопротивления не более 0,03 Ом на каждый контакт. При невозможности обеспечения контакта с указанным переходным сопротивлением с помощью болтовых соединений необходимо устройство стальных перемычек, размеры которых указаны в подпункте «б». 2.20. Для защиты зданий и сооружений от вторичных проявлений молнии должны быть предусмотрены следующие мероприятия: а) металлические корпуса всего оборудования и аппаратов, установленных в защищаемом здании (сооружении), должны быть присоединены к заземляющему устройству электроустановок, соответствующему указаниям п. 1.7, или к железобетонному фундаменту здания (с учетом требований п. 1.8) б) внутри здания между трубопроводами и другими протяженными металлическими конструкциями в местах их сближения на расстояние менее 10 см через каждые 30 м должны быть выполнены перемычки в соответствии с указаниями п. 2.76; в) во фланцевых соединениях трубопроводов внутри здания следует обеспечить нормальную затяжку не менее четырех болтов на каждый фланец.

Читать статью  Регулирующие клапаны – типы и сфера применения

Полезные инструменты для монтажа заземления и молниезащиты

Когда речь идет о монтаже заземления или молниезащиты на крупных объектах, как правило, простого инструментария недостаточно. В этом материале представлен обзор профессионального инструмента, который был создан в помощь монтажникам, работающим на больших объектах, для достижения наибольшей эффективности и результативности выполняемых работ.

Полосогиб ручной. При построении заземляющего устройства не обойтись без омедненной полосы. Ее укладывают в землю на глубину от 0,5 до 1 метра по всему периметру здания. Поэтому при укладке, полосу необходимо гнуть и предавать ей строгую форму, например, согнуть под углом 90 градусов. Полоса изготавливается из накатанной стали толщиной до 8 мм, поэтому для гибки следует использовать специальный инструмент — полосогиб.

Полезные инструменты для монтажа заземления и молниезащиты

Полосогиб ручной ZZ-511-810

Борторез ZANDZ позволяет быстро отрезать стальную омедненную или медную проволоку диаметром до 10 мм.С помощью регулировочного винта, для удобства работы можно настроить ширину раскрытия лезвий, а благодаря трубчатым ручкам болторез имеет небольшой вес. Явные достоинства инструмента — рычажный механизм и лезвия повышенной прочности. Простой в использовании, очень долговечный инструмент незаменим при монтаже молниезащиты и заземления.

Болторез ZANDZ

ZANDZ ZZ-512-600 — Болторез ручной (L600 мм; проволока до D10)

Устройство для выпрямления. Незаменимое оборудование при монтаже молниезащиты на крупном объекте: заводе, ангаре или складе. Как правило, полоса продается только бухтами, что удобно в хранении и при транспортировке. Размотка бухт и выпрямление отнимает много времени, но благодаря данному устройству вы можете сэкономить несколько часов. Ровный проводник понадобится вам для создания молниеприёмной сетки или токоотводов.

Устройство для выпрямления ZZ-510-900

Устройство для выпрямления ZZ-510-900

Представленные инструменты не очень широко распространены на рынке, но они реально полезны!

Заказывайте данные инструменты в нашем Интернет-каталоге.

Хотите получать избранные новости о молниезащите и заземлению раз в 3-4 недели? Зарегистрируйтесь и автоматически получайте email-рассылку с подборкой.

Все новости публикуются в наших группах в мессенджерах и в социальных сетях. [ Новостной канал в Telegram ]

Отбойный молоток от Bosch для монтажников

Подробная инструкция по заземлению и молниезащите для частного дома

Удвоение призового фонда конкурса на лучший монтаж

Инструкция по монтажу электролитического заземления ZANDZ ZZ-100-102

Правила заземления трубопроводов

В процессе прокладки трубопроводов любого предназначения необходимо позаботиться о безопасности их эксплуатации. Важно предотвратить негативное воздействие сильного электрического разряда как на сам трубопровод, так и на вещества, которые транспортируются по нему. Специально для этого важно установить заземление.

Главные особенности

При обустройстве системы заземления необходимо соединение с грозозащитой здания. С ее помощью полностью исключается возможное воздействие на сырье, транспортируемое внутри. Это особенно актуально в случаях, когда внутри находится взрывоопасное вещество – газ, нефть, спирт и другие легковоспламеняющиеся материалы.

Чтобы заземлить трубопровод, необходимо присоединить токоотводящую полосу к заземленному металлическому предмету. Для этого применяется медная проволока, поскольку медь считается отличным проводником. На каждые двадцать метров делают как минимум одно заземление.

Если магистраль собрали из бумажно-металлической трубы, металлические оболочки надо соединить между собой, а также с корпусами ящиков, электроприемников или коробок. При выполнении работ потребуются перемычки, выполненные из голого медного проводника с хорошим запасом гибкости.

Специалисты рекомендуют пользоваться проводниками, сечение которых составляет минимум 2,5 м кв. Причем экономить в этом отношении нельзя, даже обращая внимание на высокую стоимость меди. Достаточно закрепить его на каждом конце труб посредством проволочного бандажа, либо припаяв отвод к корпусу и самой трубе с помощью паяльника.

Важно помнить о том, что для полноценного заземления следует устанавливать металлические детали через каждые 20 метров. В данном случае их также придется постоянно подключать с помощью отвода.

Медная проволока

Практика показывает, что наиболее популярным методом, с помощью которого проводится заземление трубопроводов, является применение медной проволоки. Рекомендуется пользоваться проволокой диаметром от 1…1,5 мм. Ее проводят как с внутренней, так и с наружной стороны, скрепляя между собой в местах соединений посредством проволочной перемычки. Для присоединения используется метод холодной пайки. Наружная проволока, установленная в конечной точке, нуждается в тщательном заземлении.

Заземление трубопровода является самым простым, но при этом обязательным методом отвода скопившихся статических зарядов электричества. В качестве основной меры, которая предотвращает появление разрядов, сопровождаемых искрой, является заземление с полноценным шунтированием кранов и муфт. Операция выполняется с применением медного провода.

Стоит отметить, что использование технологии заземления в водопроводных трубах позволяет значительно уменьшить потенциал между стенками и самой жидкостью, которая передается по нему. Тем не менее, ни одна система заземления не может полностью ликвидировать электризацию жидких веществ.

Основные правила

Заземлять трубопровод необходимо в обязательном порядке – данное требование прописано в ПУЭ. Хотя на первый взгляд трубопровод и электроустановки имеют мало общего, однако будучи металлической конструкцией, он может пропускать ток и представлять опасность. Использование заземления дает возможность существенно увеличить уровень безопасности во время прокладки или ремонта. При эксплуатации трубной системы передаваемому веществу свойственно генерировать статическое электричество. Кроме того, никто не исключает вероятность прямого попадания молниевого разряда в трубу.

Согласно действующим правилам, заземлению подлежат не только внешние трубопроводы, но и внутренние. К последним относятся коммуникационные и технологические.

ПУЭ регламентирует главные особенности обустройства заземления трубопроводов:

  • трубчатая система должна являть собой непрерывную сеть, которая соединяется в единый контур;
  • трубопровод должен подключаться к заземлению минимум в 2-х точках. Их количество напрямую зависит от протяженности магистрали, технических особенностей и так далее.

Что касается первого правила, это еще не повод полагать, что трубопроводная система всегда должна иметь непрерывную структуру. В данном случае нужно помнить о том, что следует соединить отдельные трубопроводы или участки в одну сеть. Для выполнения этой задачи потребуется межфланцевая перемычка.

Количество опять-таки зависит от особенностей конструкции. Зафиксировать перемычки к трубопроводу можно посредством болтового соединения, сварки или установки специального хомута, который обеспечивает качественное заземление металлических труб. Межфланцевой перемычкой является провод, изготовленный из меди, имеющий маркировку ПуГВ или ПВЗ.

Касательно второго правила, специалисты рекомендуют отказываться от разброса заземления по всей технологической линии. Можно обойтись соединением в конце и начале отдельно взятого или единого контура.

Трубостойки

Недалеко от щита надо просверлить отверстие, через которое важно поместить болт заземления. Как сама трубостойка, так и щит требуют качественное заземление. Недалеко от стойки следует вбить металлический уголок полутораметровой длины. Далее следует соединение трубостойки, щита и уголка.

Защите подлежит и нулевая шина. На нее надо подключить нулевой провод маркировки СИП4, который идет с опоры. Чтобы выполнять операцию, нужно воспользоваться желто-зеленым проводом маркировки ПВ-3, на которой установлены наконечники. На этом заземление металлической трубостойки можно считать завершенным.

Взрывоопасные участки

В некоторых случаях на территории производственных предприятий работают взрывоопасные цеха. Здесь важно качественно отводить статическое электричество, возникающее в процессе трения жидкообразного вещества о внутренние стенки труб. В процессе обустройства таких конструкций обычно создается естественное заземление, которое проходит через аппаратуру и строительные конструкции. Тем не менее, этого недостаточно.

В подобных ситуациях необходимо снизить вынос потенциала. Хорошей мерой является установка промежуточного заземления трубопровода, применение кабельных проводников, имеющих неметаллическую оболочку. К таковым, например, относится марка ААШВ.

Влияние изоляции

Показатель удельного сопротивления изоляции способен значительно влиять на характерные особенности трубопровода. Согласно проведенным исследованиям, уровень сопротивления в заземлении трубопровода, использующего битумную изоляцию, может сильно зависеть от разницы потенциалов между грунтом и самим трубопроводом. Если разница варьируется в пределах нескольких сотен вольт, в дефектных местах может происходить тлеющий разряд, который, в свою очередь, снижает сопротивление заземления. Если разность потенциала находится на уровне одного киловольта и больше, между грунтом и трубопроводом появляется дуговой разряд. Он, соответственно, сильно снижает сопротивление установленному заземлению. Также может использоваться и переносное заземление, в котором струбцина является основной деталью.

Монтажные работы

Шаг 1 – Выбираем место

Сначала нужно определиться, в каком месте сделать заземляющий контур. Важность данного этапа очень высока, т.к. от выбора места заземления на дачном участке зависит безопасность использования системы. Если и случится пробой электропроводки, в результате чего сработает защита, то в месте, где находятся штыри, быть никого не должно. Присутствие человека либо животного на месте отвода электричества в почву может стать причиной летального исхода. Именно поэтому местоположение электродов выбирается с учетом того, что здесь никто не будет находиться. Лучше всего размещать отвод вдоль забора за домом, на расстоянии не больше, чем 1 метр от фундамента постройки. Дополнительно рекомендуется сделать невысокий заборчик либо бордюр для ограждения небезопасной зоны .

Если Вы не хотите портить ландшафтный дизайн участка, рекомендуем организовать систему заземления жилого дома под валунами либо какой-нибудь объемной садовой скульптурой. В данном случае и находиться никто не сможет в опасной зоне и красоте приусадебной территории ничто не навредит!

Шаг 2 – Земляные работы

Для примера рассмотрим, как правильно сделать заземление в частном доме треугольником по схеме, которую мы рассматривали выше. На данном этапе необходимо лопатой прокопать треугольник со сторонами 2-3 метра (наиболее оптимальное расстояние между уголками). Глубина траншеи должна составлять от 50 до 70 см. Такую же траншею нужно прокопать к крыльцу дома.

Шаг 3 – Собираем конструкцию

Теперь начинается основная часть процесса. Согласно схеме необходимо забить электроды на 2 метра в землю (чтобы остались только верхушки, к которым нужно будет прихватиться сваркой).

Рекомендуется болгаркой подточить вбиваемый конец, чтобы он легче пронизывал почву.

Когда все штыри буду вбиты, необходимо приварить пластины к верхушкам, чтобы получился металлический треугольный каркас (как показано на фото).

Еще одна пластина укладывается в длинную траншею, идущую к дому, и прихватывается одним концом к ближайшей вершине треугольника.

После этого можно переходить к подсоединению кабеля к пластине, используя болт и, в конце концов, засыпать все ямы грунтом обратно.

Один важный нюанс – если участок представлен песочной подушкой, токопроводимость грунта нужно будет повысить раствором соли. Жидкость необходимо разлить под основание всех электродов. Недостаток такого мероприятия – металл быстрее начнет поддаваться коррозии, что сделает заземление в частном доме не таким мощным, как нужно.

Шаг 4 – Контрольная проверка

Последнее, что Вам останется сделать – провести замер сопротивления готового заземления в частном доме. По-хорошему для измерения необходимо использовать специальный электроприбор, стоимость которого довольно высокая.

В домашних условиях можно пойти другим путем решения проблемы, более простым – проверить работоспособность с помощью лампы, мощностью не менее 100 Вт. Все что нужно – подключить источник света одним контактом к заземляющему контуру, а другим к фазе. Если лампочка будет ярко гореть – монтаж заземления в собственном доме был выполнен правильно, тускло – контакт между элементами конструкции слабый и необходимо переделывать стыки. Если же свет вообще не появился, Вы где-то допустили ошибку и нужно будет полностью пересматривать всю систему, возможно, начиная с самой схемы! Более подробно об измерении сопротивления контура заземления мы рассказывали в отдельной статье.

На этом инструкция и завершается. Надеемся, что теперь Вы знаете, как сделать заземление в частном доме своими руками! Обращаем Ваше внимание на то, что данная технология и все размеры подходит и для дачи тоже.

ПУЭ: Глава 1.7. Заземление и защитные меры электробезопасности

«Правила устройства электроустановок» (ПУЭ) седьмого издания в связи с длительным сроком переработки выпускаются и вводятся в действие отдельными разделами и главами по мере завершения работ по их пересмотру, согласованию и утверждению.

Требования Правил устройства электроустановок обязательны для всех организаций независимо от форм собственности и организационно-правовых форм, а также для физических лиц, занятых предпринимательской деятельностью без образования юридического лица.

Область применения. Термины и определения

1.7.1. Настоящая глава Правил распространяется на все электроустановки переменного и постоянного тока напряжением до 1 кВ и выше и содержит общие требования к их заземлению и защите людей и животных от поражения электрическим током как в нормальном режиме работы электроустановки, так и при повреждении изоляции.

Дополнительные требования приведены в соответствующих главах ПУЭ.

1.7.2. Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на:

  • электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с глухозаземленной или эффективно заземленной нейтралью (см. 1.2.16);
  • электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор или резистор нейтралью;
  • электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью;
  • электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью.

1.7.3. Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения:

  • система TN — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;
  • система TN — C — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении (рис.1.7.1);

Рис.1.7.1. Система TN — C переменного (a) и постоянного (b) тока.

  • Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике:
    • 1 — заземлитель нейтрали (средней точки) источника питания;
    • 2 — открытые проводящие части;
    • 3 — источник питания постоянного тока

    Рис.1.7.2. Система TN — S переменного (a) и постоянного (b) тока.

    • Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены:
      • 1 — заземлитель нейтрали источника переменного тока;
      • 1-1- заземлитель вывода источника постоянного тока;
      • 1-2 — заземлитель средней точки источника постоянного тока;
      • 2 — открытые проводящие части;
      • 3 — источник питания

      Рис.1.7.3. Система TN – C — S переменного (a) и постоянного (b) тока.

      • Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном
      • проводнике в части системы:
        • 1 — заземлитель нейтрали источника переменного тока;
        • 1-1 — заземлитель вывода источника постоянного тока;
        • 1-2 — заземлитель средней точки источника постоянного тока;
        • 2 — открытые проводящие части;
        • 3 — источник питания

        Рис.1.7.4. Система IT переменного (a) и постоянного (b) тока.

        • Открытые проводящие части электроустановки заземлены. Нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через большое сопротивление:
          1. — сопротивление заземления нейтрали источника питания (если имеется);
          2. — заземлитель;
          3. — открытые проводящие части;
          4. — заземляющее устройство электроустановки;
          5. — источник питания
        • система TT — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника (рис.1.7.5).

        Рис.1.7.5. Система TT переменного (a) и постоянного (b) тока.

        Открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземления, электрически независимого от заземлителя нейтрали:

        • 1 — заземлитель нейтрали источника переменного тока;
        • 1-1 — заземлитель вывода источника постоянного тока;
        • 1-2 — заземлитель средней точки источника постоянного тока;
        • 2 — открытые проводящие части;
        • 3 — заземлитель открытых проводящих частей электроустановки;
        • 4 — источник питания

        Первая буква — состояние нейтрали источника питания относительно земли:

        • T — заземленная нейтраль;
        • I — изолированная нейтраль.

        Вторая — буква — состояние открытых проводящих частей относительно земли:

        • T — открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
        • I — открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.

        Последующие (после N) буквы — совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

        • S — нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники разделены;
        • — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN-проводник);
        • N — — нулевой рабочий (нейтральный) проводник;
        • PE — — защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);
        • PEN — — совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники.

        1.7.4. Электрическая сеть с эффективно заземленной нейтралью — трехфазная электрическая сеть напряжением выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4.

        Коэффициент замыкания на землю в трехфазной электрической сети — отношение разности потенциалов между неповрежденной фазой и землей в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыкания.

        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.

        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.

        1.7.7. Проводящая часть — часть, которая может проводить электрический ток.

        1.7.8. Токоведущая часть — проводящая часть электроустановки, находящаяся в процессе ее работы под рабочим напряжением, в том числе нулевой рабочий проводник (но не PEN-проводник).

        1.7.9. Открытая проводящая часть — доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции.

        1.7.10. Сторонняя проводящая часть — проводящая часть, не являющаяся частью электроустановки.

        1.7.11. Прямое прикосновение — электрический контакт людей или животных с токоведущими частями, находящимися под напряжением.

        1.7.12. Косвенное прикосновение — электрический контакт людей или животных с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции.

        1.7.13. Защита от прямого прикосновения — защита для предотвращения прикосновения к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

        1.7.14. Защита при косвенном прикосновении — защита от поражения электрическим током при прикосновении к открытым проводящим частям, оказавшимся под напряжением при повреждении изоляции.

        Термин повреждение изоляции следует понимать как единственное повреждение изоляции.

        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.

        1.7.20. Зона нулевого потенциала (относительная земля) — часть земли, находящаяся вне зоны влияния какого-либо заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю.

        1.7.21. Зона растекания (локальная земля) — зона земли между заземлителем и зоной нулевого потенциала.

        Термин земля, используемый в главе, следует понимать как земля в зоне растекания.

        1.7.22. Замыкание на землю — случайный электрический контакт между токоведущими частями, находящимися под напряжением, и землей.

        1.7.23. Напряжение на заземляющем устройстве — напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала.

        1.7.24. Напряжение прикосновения — напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного.

        Ожидаемое напряжение прикосновения — напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек или животное их не касается.

        1.7.25. Напряжение шага — напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека.

        1.7.26. Сопротивление заземляющего устройства — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

        1.7.27. Эквивалентное удельное сопротивление земли с неоднородной структурой — удельное электрическое сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной структурой.

        Термин удельное сопротивление, используемый в главе для земли с неоднородной структурой, следует понимать как эквивалентное удельное сопротивление.

        1.7.28. Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

        1.7.29. Защитное заземление — заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

        1.7.30. Рабочее (функциональное) заземление — заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).

        1.7.31. Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ — преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

        1.7.32. Уравнивание потенциалов — электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов.

        Защитное уравнивание потенциалов — уравнивание потенциалов, выполняемое в целях электробезопасности.

        Термин уравнивание потенциалов, используемый в главе, следует понимать как защитное уравнивание потенциалов.

        1.7.33. Выравнивание потенциалов — снижение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединенных к заземляющему устройству, или путем применения специальных покрытий земли.

        1.7.34. Защитный (PE) 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.

        1.7.35. Нулевой рабочий (нейтральный) проводник (N) — проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников и соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в сетях постоянного тока.

        1.7.36. Совмещенные нулевой защитный и нулевой рабочий (PEN) проводники — проводники в элетроустановках напряжением до 1 кВ, совмещающие функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников.

        1.7.37. Главная заземляющая шина — шина, являющаяся частью заземляющего устройства электроустановки до 1 кВ и предназначенная для присоединения нескольких проводников с целью заземления и уравнивания потенциалов.

        1.7.38. Защитное автоматическое отключение питания — автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (и, если требуется, нулевого рабочего проводника), выполняемое в целях электробезопасности.

        Термин автоматическое отключение питания, используемый в главе, следует понимать как защитное автоматическое отключение питания.

        1.7.39. Основная изоляция — изоляция токоведущих частей, обеспечивающая в том числе защиту от прямого прикосновения.

        1.7.40. Дополнительная изоляция — независимая изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, выполняемая дополнительно к основной изоляции для защиты при косвенном прикосновении.

        1.7.41. Двойная изоляция — изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, состоящая из основной и дополнительной изоляций.

        1.7.42. Усиленная изоляция — изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, обеспечивающая степень защиты от поражения электрическим током, равноценную двойной изоляции.

        1.7.43. Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) — напряжение, не превышающее 50 В переменного и 120 В постоянного тока.

        1.7.44. Разделительный трансформатор — трансформатор, первичная обмотка которого отделена от вторичных обмоток при помощи защитного электрического разделения цепей.

        1.7.45. Безопасный разделительный трансформатор — разделительный трансформатор, предназначенный для питания цепей сверхнизким напряжением.

        1.7.46. Защитный экран — проводящий экран, предназначенный для отделения электрической цепи и/или проводников от токоведущих частей других цепей.

        1.7.47. Защитное электрическое разделение цепей — отделение одной электрической цепи от других цепей в электроустановках напряжением до 1 кВ с помощью:

          двойной изоляции;

          • основной изоляции и защитного экрана;
          • усиленной изоляции.

          1.7.48. Непроводящие (изолирующие) помещения, зоны, площадки — помещения, зоны, площадки, в которых (на которых) защита при косвенном прикосновении обеспечивается высоким сопротивлением пола и стен и в которых отсутствуют заземленные проводящие части.

          Общие требования

          1.7.49. 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.

          1.7.50. 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 дополнительной защиты от прямого прикосновения в электроустановках напряжением до 1 кВ, при наличии требований других глав ПУЭ, следует применять устройства защитного отключения (УЗО) с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА.

          1.7.51. 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.

          1.7.52. Меры защиты от поражения электрическим током должны быть предусмотрены в электроустановке или ее части либо применены к отдельным электроприемникам и могут быть реализованы при изготовлении электрооборудования, либо в процессе монтажа электроустановки, либо в обоих случаях.

          Применение двух и более мер защиты в электроустановке не должно оказывать взаимного влияния, снижающего эффективность каждой из них.

          1.7.53. Защиту при косвенном прикосновении следует выполнять во всех случаях, если напряжение в электроустановке превышает 50 В переменного и 120 В постоянного тока.

          В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках выполнение защиты при косвенном прикосновении может потребоваться при более низких напряжениях, например, 25 В переменного и 60 В постоянного тока или 12 В переменного и 30 В постоянного тока при наличии требований соответствующих глав ПУЭ.

          Защита от прямого прикосновения не требуется, если электрооборудование находится в зоне системы уравнивания потенциалов, а наибольшее рабочее напряжение не превышает 25 В переменного или 60 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности и 6 В переменного или 15 В постоянного тока во всех случаях.

          Примечание. Здесь и далее в главе напряжение переменного тока означает среднеквадратичное значение напряжения переменного тока; напряжение постоянного тока — напряжение постоянного или выпрямленного тока с содержанием пульсаций не более 10% от среднеквадратичного значения.

          1.7.54. Для заземления электроустановок могут быть использованы искусственные и естественные заземлители. Если при использовании естественных заземлителей сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимое значение, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве и допустимые плотности токов в естественных заземлителях, выполнение искусственных заземлителей в электроустановках до 1 кВ не обязательно. Использование естественных заземлителей в качестве элементов заземляющих устройств не должно приводить к их повреждению при протекании по ним токов короткого замыкания или к нарушению работы устройств, с которыми они связаны.

          1.7.55. Для заземления в электроустановках разных назначений и напряжений, территориально сближенных, следует, как правило, применять одно общее заземляющее устройство.

          Заземляющее устройство, используемое для заземления электроустановок одного или разных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок: защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции, условиям режимов работы сетей, защиты электрооборудования от перенапряжения и т.д. в течение всего периода эксплуатации.

          В первую очередь должны быть соблюдены требования, предъявляемые к защитному заземлению.

          Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими.

          При выполнении отдельного (независимого) заземлителя для рабочего заземления по условиям работы информационного или другого чувствительного к воздействию помех оборудования должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции.

          Для объединения заземляющих устройств разных электроустановок в одно общее заземляющее устройство могут быть использованы естественные и искусственные заземляющие проводники. Их число должно быть не менее двух.

          1.7.56. Требуемые значения напряжений прикосновения и сопротивления заземляющих устройств при стекании с них токов замыкания на землю и токов утечки должны быть обеспечены при наиболее неблагоприятных условиях в любое время года.

          При определении сопротивления заземляющих устройств должны быть учтены искусственные и естественные заземлители.

          При определении удельного сопротивления земли в качестве расчетного следует принимать его сезонное значение, соответствующее наиболее неблагоприятным условиям.

          Заземляющие устройства должны быть механически прочными, термически и динамически стойкими к токам замыкания на землю.

          1.7.57. Электроустановки напряжением до 1 кВ жилых, общественных и промышленных зданий и наружных установок должны, как правило, получать питание от источника с глухозаземленной нейтралью с применением системы TN.

          Для защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания в соответствии с 1.7.78-1.7.79.

          Требования к выбору систем TN — C, TN — S, TN – C — S для конкретных электроустановок приведены в соответствующих главах Правил.

          1.7.58. Питание электроустановок напряжением до 1 кВ переменного тока от источника с изолированной нейтралью с применением системы IT следует выполнять, как правило, при недопустимости перерыва питания при первом замыкании на землю или на открытые проводящие части, связанные с системой уравнивания потенциалов. В таких электроустановках для защиты при косвенном прикосновении при первом замыкании на землю должно быть выполнено защитное заземление в сочетании с контролем изоляции сети или применены УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. При двойном замыкании на землю должно быть выполнено автоматическое отключение питания в соответствии с 1.7.81.

          1.7.59. Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземленной нейтралью и с заземлением открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система TT), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО. При этом должно быть соблюдено условие:

          где Ia — ток срабатывания защитного устройства;

          Ra — суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников — заземляющего проводника наиболее удаленного электроприемника.

          1.7.60. При применении защитного автоматического отключения питания должна быть выполнена основная система уравнивания потенциалов в соответствии с 1.7.82, а при необходимости также дополнительная система уравнивания потенциалов в соответствии с 1.7.83.

          1.7.61. При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление PE- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется.

          Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине.

          Повторное заземление электроустановок напряжением до 1 кВ, получающих питание по воздушным линиям, должно выполняться в соответствии с 1.7.102-1.7.103.

          1.7.62. Если время автоматического отключения питания не удовлетворяет условиям 1.7.78-1.7.79 для системы TN и 1.7.81 для системы IT, то защита при косвенном прикосновении для отдельных частей электроустановки или отдельных электроприемников может быть выполнена применением двойной или усиленной изоляции (электрооборудование класса II), сверхнизкого напряжения (электрооборудование класса III), электрического разделения цепей изолирующих (непроводящих) помещений, зон, площадок.

          1.7.63. Система IT напряжением до 1 кВ, связанная через трансформатор с сетью напряжением выше 1 кВ, должна быть защищена пробивным предохранителем от опасности, возникающей при повреждении изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений трансформатора. Пробивной предохранитель должен быть установлен в нейтрали или фазе на стороне низкого напряжения каждого трансформатора.

          1.7.64. В электроустановках напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью для защиты от поражения электрическим током должно быть выполнено защитное заземление открытых проводящих частей.

          В таких электроустановках должна быть предусмотрена возможность быстрого обнаружения замыканий на землю. Защита от замыканий на землю должна устанавливаться с действием на отключение по всей электрически связанной сети в тех случаях, в которых это необходимо по условиям безопасности (для линий, питающих передвижные подстанции и механизмы, торфяные разработки и т.п.).

          1.7.65. В электроустановках напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью для защиты от поражения электрическим током должно быть выполнено защитное заземление открытых проводящих частей.

          1.7.66. Защитное зануление в системе TN и защитное заземление в системе IT электрооборудования, установленного на опорах ВЛ (силовые и измерительные трансформаторы, разъединители, предохранители, конденсаторы и другие аппараты), должно быть выполнено с соблюдением требований, приведенных в соответствующих главах ПУЭ, а также в настоящей главе.

          Сопротивление заземляющего устройства опоры ВЛ, на которой установлено электрооборудование, должно соответствовать требованиям гл.2.4 и 2.5.

          Меры защиты от прямого прикосновения

          1.7.67. Основная изоляция токоведущих частей должна покрывать токоведущие части и выдерживать все возможные воздействия, которым она может подвергаться в процессе ее эксплуатации. Удаление изоляции должно быть возможно только путем ее разрушения. Лакокрасочные покрытия не являются изоляцией, защищающей от поражения электрическим током, за исключением случаев, специально оговоренных техническими условиями на конкретные изделия. При выполнении изоляции во время монтажа она должна быть испытана в соответствии с требованиями гл.1.8.

          В случаях, когда основная изоляция обеспечивается воздушным промежутком, защита от прямого прикосновения к токоведущим частям или приближения к ним на опасное расстояние, в том числе в электроустановках напряжением выше 1 кВ, должна быть выполнена посредством оболочек, ограждений, барьеров или размещением вне зоны досягаемости.

          1.7.68. Ограждения и оболочки в электроустановках напряжением до 1 кВ должны иметь степень защиты не менее IP 2X, за исключением случаев, когда большие зазоры необходимы для нормальной работы электрооборудования.

          Ограждения и оболочки должны быть надежно закреплены и иметь достаточную механическую прочность.

          Вход за ограждение или вскрытие оболочки должны быть возможны только при помощи специального ключа или инструмента либо после снятия напряжения с токоведущих частей. При невозможности соблюдения этих условий должны быть установлены промежуточные ограждения со степенью защиты не менее IP 2X, удаление которых также должно быть возможно только при помощи специального ключа или инструмента.

          1.7.69. Барьеры предназначены для защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям в электроустановках напряжением до 1 кВ или приближения к ним на опасное расстояние в электроустановках напряжением выше 1 кВ, но не исключают преднамеренного прикосновения и приближения к токоведущим частям при обходе барьера. Для удаления барьеров не требуется применения ключа или инструмента, однако они должны быть закреплены так, чтобы их нельзя было снять непреднамеренно. Барьеры должны быть из изолирующего материала.

          1.7.70. Размещение вне зоны досягаемости для защиты от прямого прикосновения к токоведущим частям в электроустановках напряжением до 1 кВ или приближения к ним на опасное расстояние в электроустановках напряжением выше 1 кВ может быть применено при невозможности выполнения мер, указанных в 1.7.68-1.7.69, или их недостаточности. При этом расстояние между доступными одновременному прикосновению проводящими частями в электроустановках напряжением до 1 кВ должно быть не менее 2,5 м . Внутри зоны досягаемости не должно быть частей, имеющих разные потенциалы и доступных одновременному прикосновению.

          В вертикальном направлении зона досягаемости в электроустановках напряжением до 1 кВ должна составлять 2,5 м от поверхности, на которой находятся люди (рис.1.7.6).

          Рис.1.7.6. Зона досягаемости в электроустановках до 1 кВ:

          S — поверхность, на которой может находиться человек;

          B — основание поверхности S;

          — граница зоны досягаемости токоведущих частей рукой человека, находящегося на поверхности S;

          0,75; 1,25; 2,50 м — расстояния от края поверхности S до границы зоны досягаемости

          Указанные размеры даны без учета применения вспомогательных средств (например, инструмента, лестниц, длинных предметов).

          1.7.71. Установка барьеров и размещение вне зоны досягаемости допускается только в помещениях, доступных квалифицированному персоналу.

          1.7.72. В электропомещениях электроустановок напряжением до 1 кВ не требуется защита от прямого прикосновения при одновременном выполнении следующих условий:

          • эти помещения отчетливо обозначены, и доступ в них возможен только с помощью ключа;
          • обеспечена возможность свободного выхода из помещения без ключа, даже если оно заперто на ключ снаружи;
          • минимальные размеры проходов обслуживания соответствуют гл.4.1.

          Меры защиты от прямого и косвенного прикосновений

          1.7.73. Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) в электроустановках напряжением до 1 кВ может быть применено для защиты от поражения электрическим током при прямом и/или косвенном прикосновениях в сочетании с защитным электрическим разделением цепей или в сочетании с автоматическим отключением питания.

          В качестве источника питания цепей СНН в обоих случаях следует применять безопасный разделительный трансформатор в соответствии с ГОСТ «Трансформаторы разделительные и безопасные разделительные трансформаторы» или другой источник СНН, обеспечивающий равноценную степень безопасности.

          Токоведущие части цепей СНН должны быть электрически отделены от других цепей так, чтобы обеспечивалось электрическое разделение, равноценное разделению между первичной и вторичной обмотками разделительного трансформатора.

          Проводники цепей СНН, как правило, должны быть проложены отдельно от проводников более высоких напряжений и защитных проводников, либо отделены от них заземленным металлическим экраном (оболочкой), либо заключены в неметаллическую оболочку дополнительно к основной изоляции.

          Вилки и розетки штепсельных соединителей в цепях СНН не должны допускать подключение к розеткам и вилкам других напряжений.

          Штепсельные розетки должны быть без защитного контакта.

          При значениях СНН выше 25 В переменного или 60 В постоянного тока должна быть также выполнена защита от прямого прикосновения при помощи ограждений или оболочек или изоляции, соответствующей испытательному напряжению 500 В переменного тока в течение 1 мин.

          1.7.74. При применении СНН в сочетании с электрическим разделением цепей открытые проводящие части не должны быть преднамеренно присоединены к заземлителю, защитным проводникам или открытым проводящим частям других цепей и к сторонним проводящим частям, кроме случая, когда соединение сторонних проводящих частей с электрооборудованием необходимо, а напряжение на этих частях не может превысить значение СНН.

          СНН в сочетании с электрическим разделением цепей следует применять, когда при помощи СНН необходимо обеспечить защиту от поражения электрическим током при повреждении изоляции не только в цепи СНН, но и при повреждении изоляции в других цепях, например, в цепи, питающей источник.

          При применении СНН в сочетании с автоматическим отключением питания один из выводов источника СНН и его корпус должны быть присоединены к защитному проводнику цепи, питающей источник.

          1.7.75. В случаях, когда в электроустановке применено электрооборудование с наибольшим рабочим (функциональным) напряжением, не превышающим 50 В переменного или 120 В постоянного тока, такое напряжение может быть использовано в качестве меры защиты от прямого и косвенного прикосновения, если при этом соблюдены требования 1.7.73-1.7.74.

          Меры защиты при косвенном прикосновении

          1.7.76. Требования защиты при косвенном прикосновении распространяются на:

          1. корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п.;
          2. приводы электрических аппаратов;
          3. каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемных или открывающихся частей, если на последних установлено электрооборудование напряжением выше 50 В переменного или 120 В постоянного тока (в случаях, предусмотренных соответствующими главами ПУЭ — выше 25 В переменного или 60 В постоянного тока);
          4. металлические конструкции распределительных устройств, кабельные конструкции, кабельные муфты, оболочки и броню контрольных и силовых кабелей, оболочки проводов, рукава и трубы электропроводки, оболочки и опорные конструкции шинопроводов (токопроводов), лотки, короба, струны, тросы и полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым проложены кабели с зануленной или заземленной металлической оболочкой или броней), а также другие металлические конструкции, на которых устанавливается электрооборудование;
          5. металлические оболочки и броню контрольных и силовых кабелей и проводов на напряжения, не превышающие указанные в 1.7.53, проложенные на общих металлических конструкциях, в том числе в общих трубах, коробах, лотках и т.п., с кабелями и проводами на более высокие напряжения;
          6. металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников;
          7. электрооборудование, установленное на движущихся частях станков, машин и механизмов.

          При применении в качестве защитной меры автоматического отключения питания указанные открытые проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания в системе TN и заземлены в системах IT и TT.

          1.7.77. Не требуется преднамеренно присоединять к нейтрали источника в системе TN и заземлять в системах IT и TT:

          1. корпуса электрооборудования и аппаратов, установленных на металлических основаниях: конструкциях, распределительных устройствах, щитах, шкафах, станинах станков, машин и механизмов, присоединенных к нейтрали источника питания или заземленных, при обеспечении надежного электрического контакта этих корпусов с основаниями;
          2. конструкции, перечисленные в 1.7.76, при обеспечении надежного электрического контакта между этими конструкциями и установленным на них электрооборудованием, присоединенным к защитному проводнику;
          3. съемные или открывающиеся части металлических каркасов камер распределительных устройств, шкафов, ограждений и т.п., если на съемных (открывающихся) частях не установлено электрооборудование или если напряжение установленного электрооборудования не превышает значений, указанных в 1.7.53;
          4. арматуру изоляторов воздушных линий электропередачи и присоединяемые к ней крепежные детали;
          5. открытые проводящие части электрооборудования с двойной изоляцией;
          6. металлические скобы, закрепы, отрезки труб механической защиты кабелей в местах их прохода через стены и перекрытия и другие подобные детали электропроводок площадью до 100 см 2 , в том числе протяжные и ответвительные коробки скрытых электропроводок.

          1.7.78. При выполнении автоматического отключения питания в электроустановках напряжением до 1 кВ все открытые проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания, если применена система TN, и заземлены, если применены системы IT или TT. При этом характеристики защитных аппаратов и параметры защитных проводников должны быть согласованы, чтобы обеспечивалось нормированное время отключения поврежденной цепи защитно-коммутационным аппаратом в соответствии с номинальным фазным напряжением питающей сети.

          В электроустановках, в которых в качестве защитной меры применено автоматическое отключение питания, должно быть выполнено уравнивание потенциалов.

          Для автоматического отключения питания могут быть применены защитно-коммутационные аппараты, реагирующие на сверхтоки или на дифференциальный ток.

          1.7.79. В системе TN время автоматического отключения питания не должно превышать значений, указанных в табл.1.7.1.

          Таблица 1.7.1 Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN

          Номинальное фазное напряжение U0, В Время отключения, с
          127 0,8
          220 0,4
          380 0,2
          Более 380 0,1

          Приведенные значения времени отключения считаются достаточными для обеспечения электробезопасности, в том числе в групповых цепях, питающих передвижные и переносные электроприемники и ручной электроинструмент класса 1.

          В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 с.

          Допускаются значения времени отключения более указанных в табл.1.7.1, но не более 5 с в цепях, питающих только стационарные электроприемники от распределительных щитов или щитков при выполнении одного из следующих условий:

          1. полное сопротивление защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком не превышает значения, Ом:
            50*ZЦ/U0,
            где ZЦ — полное сопротивление цепи «фаза-нуль», Ом;
            U0 — номинальное фазное напряжение цепи, В;
            50 — падение напряжения на участке защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком. В;
          2. к шине PE распределительного щита или щитка присоединена дополнительная система уравнивания потенциалов, охватывающая те же сторонние проводящие части, что и основная система уравнивания потенциалов.

          Допускается применение УЗО, реагирующих на дифференциальный ток.

          1.7.80. Не допускается применять УЗО, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система TN — C). В случае необходимости применения УЗО для защиты отдельных электроприемников, получающих питание от системы TN — C, защитный PE-проводник электроприемника должен быть подключен к PEN-проводнику цепи, питающей электроприемник, до защитно-коммутационного аппарата.

          1.7.81. В системе IT время автоматического отключения питания при двойном замыкании на открытые проводящие части должно соответствовать табл.1.7.2.

          Таблица 1.7.2 Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы IT

          Номинальное линейное напряжение U0, В Время отключения, с
          220 0,8
          380 0,4
          660 0,2
          Более 660 0,1

          1.7.82. Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части (рис.1.7.7):

          1. нулевой защитный PE- или PEN-проводник питающей линии в системе TN;
          2. заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и TT;
          3. заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание (если есть заземлитель);
          4. металлические трубы коммуникаций, входящих в здание: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.
          5. Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания;
          6. металлические части каркаса здания;
          7. металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования. При наличии децентрализованных систем вентиляции и кондиционирования металлические воздуховоды следует присоединять к шине PE щитов питания вентиляторов и кондиционеров;
          8. заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категорий;
          9. заземляющий проводник функционального (рабочего) заземления, если такое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;
          10. металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

          Рис.1.7.7. Система уравнивания потенциалов в здании:

          M — открытая проводящая часть;

          C1 — металлические трубы водопровода, входящие в здание;

          C2 — металлические трубы канализации, входящие в здание;

          C3 — металлические трубы газоснабжения с изолирующей вставкой на вводе, входящие в здание;

          C4 — воздуховоды вентиляции и кондиционирования;

          C5 — система отопления;

          C6 — металлические водопроводные трубы в ванной комнате;

          C7 — металлическая ванна;

          C8 — сторонняя проводящая часть в пределах досягаемости от открытых проводящих частей;

          C9 — арматура железобетонных конструкций;

          Г3Ш — главная заземляющая шина;

          T1 — естественный заземлитель;

          T2 — заземлитель молниезащиты (если имеется);

          1. нулевой защитный проводник;
          2. проводник основной системы уравнивания потенциалов;
          3. проводник дополнительной системы уравнивания потенциалов;
          4. токоотвод системы молниезащиты;
          5. контур (магистраль) рабочего заземления в помещении информационного вычислительного оборудования;
          6. проводник рабочего (функционального) заземления;
          7. проводник уравнивания потенциалов в системе рабочего (функционального) заземления;
          8. заземляющий проводник

          Проводящие части, входящие в здание извне, должны быть соединены как можно ближе к точке их ввода в здание.

          Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине (1.7.119-1.7.120) при помощи проводников системы уравнивания потенциалов.

          1.7.83. Система дополнительного уравнивания потенциалов должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и TT, включая защитные проводники штепсельных розеток.

          Для уравнивания потенциалов могут быть использованы специально предусмотренные проводники либо открытые и сторонние проводящие части, если они удовлетворяют требованиям 1.7.122 к защитным проводникам в отношении проводимости и непрерывности электрической цепи.

          1.7.84. Защита при помощи двойной или усиленной изоляции может быть обеспечена применением электрооборудования класса II или заключением электрооборудования, имеющего только основную изоляцию токоведущих частей, в изолирующую оболочку.

          Проводящие части оборудования с двойной изоляцией не должны быть присоединены к защитному проводнику и к системе уравнивания потенциалов.

          1.7.85. Защитное электрическое разделение цепей следует применять, как правило, для одной цепи.

          Наибольшее рабочее напряжение отделяемой цепи не должно превышать 500 В.

          Питание отделяемой цепи должно быть выполнено от разделительного трансформатора, соответствующего ГОСТ 30030 «Трансформаторы разделительные и безопасные разделительные трансформаторы, или от другого источника, обеспечивающего равноценную степень безопасности.

          Токоведущие части цепи, питающейся от разделительного тpaнсформатора, не должны иметь соединений с заземленными частями и защитными проводниками других цепей.

          Проводники цепей, питающихся от разделительного трансфоматора, рекомендуется прокладывать отдельно от других цепей. Если это невозможно, то для таких цепей необходимо использовать кабели без металлической оболочки, брони, экрана или изолированные провода, проложенные в изоляционных трубах, коробах и каналах при условии, что номинальное напряжение этих кабелей и проводов соответствует наибольшему напряжению совместно проложенных цепей, а каждая цепь защищена от сверхтоков.

          Если от разделительного трансформатора питается только один электроприемник, то его открытые проводящие части не должны быть присоединены ни к защитному проводнику, ни к открытым проводящим частям других цепей.

          Допускается питание нескольких электроприемников от одного разделительного трансформатора при одновременном выполнении следующих условий:

          1. открытые проводящие части отделяемой цепи не должны иметь электрической связи с металлическим корпусом источника питания;
          2. открытые проводящие части отделяемой цепи должны быть соединены между собой изолированными незаземленными проводниками местной системы уравнивания потенциалов, не имеющей соединений с защитными проводниками и открытыми проводящими частями других цепей;
          3. все штепсельные розетки должны иметь защитный контакт, присоединенный к местной незаземленной системе уравнивания потенциалов;
          4. все гибкие кабели, за исключением питающих оборудование класса II, должны иметь защитный проводник, применяемый в качестве проводника уравнивания потенциалов;
          5. время отключения устройством защиты при двухфазном замыкании на открытые проводящие части не должно превышать время, указанное в табл.1.7.2.

          1.7.86. Изолирующие (непроводящие) помещения, зоны и площадки могут быть применены в электроустановках напряжением до 1 кВ, когда требования к автоматическому отключению питания не могут быть выполнены, а применение других защитных мер невозможно либо нецелесообразно.

          Сопротивление относительно локальной земли изолирующего пола и стен таких помещений, зон и площадок в любой точке должно быть не менее:

          • 50 кОм при номинальном напряжении электроустановки до 500 В включительно, измеренное мегаомметром на напряжение 500 В;
          • 100 кОм при номинальном напряжении электроустановки более 500 В, измеренное мегаомметром на напряжение 1000 В.

          Если сопротивление в какой-либо точке меньше указанных, такие помещения, зоны, площадки не должны рассматриваться в качестве меры защиты от поражения электрическим током.

          Для изолирующих (непроводящих) помещений, зон, площадок допускается использование электрооборудования класса 0 при соблюдении, по крайней мере, одного из трех следующих условий:

          1. открытые проводящие части удалены одна от другой и от сторонних проводящих частей не менее чем на 2 м . Допускается уменьшение этого расстояния вне зоны досягаемости до 1,25 м ;
          2. открытые проводящие части отделены от сторонних проводящих частей барьерами из изоляционного материала. При этом расстояния, не менее указанных в пп.1, должны быть обеспечены с одной стороны барьера;
          3. сторонние проводящие части покрыты изоляцией, выдерживающей испытательное напряжение не менее 2 кВ в течение 1 мин.

          В изолирующих помещениях (зонах) не должен предусматриваться защитный проводник.

          Должны быть предусмотрены меры против заноса потенциала на сторонние проводящие части помещения извне.

          Пол и стены таких помещений не должны подвергаться воздействию влаги.

          1.7.8. При выполнении мер защиты в электроустановках напряжением до 1 кВ классы применяемого электрооборудования по способу защиты человека от поражения электрическим током по ГОСТ 12.2.007.0 «ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности»#S следует принимать в соответствии с табл.1.7.3.

          Таблица 1.7.3 Применение электрооборудования в электроустановках напряжением до 1 кВ

          Класс по ГОСТ 12.2.007.0 Р МЭК536 Маркировка Назначение защиты Условия применения электрооборудования в электроустановке
          Класс 0 При косвенном прикосновении 1. Применение в непроводящих помещениях.
          2. Питание от вторичной обмотки разделительного трансформатора только одного электроприемника
          Класс I Защитный зажим — знак или буквы PE, или желто-зеленые полосы При косвенном прикосновении Присоединение заземляющего зажима электрооборудования к защитному проводнику электроустановки
          Класс II Знак При косвенном прикосновении Независимо от мер защиты, принятых в электроустановке
          Класс III Знак От прямого и косвенного прикосновения Питание от безопасного разделительного трансформатора

          Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью

          1.7.88. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью следует выполнять с соблюдением требований либо к их сопротивлению (1.7.90), либо к напряжению прикосновения (1.7.91), а также с соблюдением требований к конструктивному выполнению (1.7.92-1.7.93) и к ограничению напряжения на заземляющем устройстве (1.7.89). Требования 1.7.89-1.7.93 не распространяются на заземляющие устройства опор ВЛ.

          1.7.89. Напряжение на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания на землю не должно, как правило, превышать 10 кВ. Напряжение выше 10 кВ допускается на заземляющих устройствах, с которых исключен вынос потенциалов за пределы зданий и внешних ограждений электроустановок. При напряжении на заземляющем устройстве более 5 кВ должны быть предусмотрены меры по защите изоляции отходящих кабелей связи и телемеханики и по предотвращению выноса опасных потенциалов за пределы электроустановки.

          1.7.90. Заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года сопротивление не более 0,5 Ом с учетом сопротивления естественных и искусственных заземлителей.

          В целях выравнивания электрического потенциала и обеспечения присоединения электрооборудования к заземлителю на территории, занятой оборудованием, следует прокладывать продольные и поперечные горизонтальные заземлители и объединять их между собой в заземляющую сетку.

          Продольные заземлители должны быть проложены вдоль осей электрооборудования со стороны обслуживания на глубине 0,5 — 0,7 м от поверхности земли и на расстоянии 0,8- 1,0 м от фундаментов или оснований оборудования. Допускается увеличение расстояний от фундаментов или оснований оборудования до 1,5 м с прокладкой одного заземлителя для двух рядов оборудования, если стороны обслуживания обращены друг к другу, а расстояние между основаниями или фундаментами двух рядов не превышает 3,0 м.

          Поперечные заземлители следует прокладывать в удобных местах между оборудованием на глубине 0,5- 0,7 м от поверхности земли. Расстояние между ними рекомендуется принимать увеличивающимся от периферии к центру заземляющей сетки. При этом первое и последующие расстояния, начиная от периферии, не должны превышать соответственно 4,0; 5,0; 6,0; 7,5; 9,0; 11,0; 13,5; 16,0; 20,0 м . Размеры ячеек заземляющей сетки, примыкающих к местам присоединения нейтралей силовых трансформаторов и короткозамыкателей к заземляющему устройству, не должны превышать 66 м.

          Горизонтальные заземлители следует прокладывать по кpaю территории, занимаемой заземляющим устройством так, чтобы они в совокупности образовывали замкнутый контур.

          Если контур заземляющего устройства располагается в пределах внешнего ограждения электроустановки, то у входов и въездов на ее территорию следует выравнивать потенциал путем установки двух вертикальных заземлителей, присоединенных к внешнему горизонтальному заземлителю напротив входов и въездов. Вертикальные заземлители должны быть длиной 3 — 5 м, а расстояние между ними должно быть равно ширине входа или въезда.

          1.7.91. Заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований, предъявляемых к напряжению прикосновения, должно обеспечивать в любое время года при стекании с него тока замыкания на землю значения напряжений прикосновения, не превышающие нормированных (см. ГОСТ 12.1.038). Сопротивление заземляющего устройства при этом определяется по допустимому напряжению на заземляющем устройстве и току замыкания на землю.

          При определении значения допустимого напряжения прикосновения в качестве расчетного времени воздействия следует принимать сумму времени действия защиты и полного времени отключения выключателя. При определении допустимых значений напряжений прикосновения у рабочих мест, где при производстве оперативных переключений могут возникнуть КЗ на конструкции, доступные для прикосновения производящему переключения персоналу, следует принимать время действия резервной защиты, а для остальной территории — основной защиты.

          Примечание. Рабочее место следует понимать как место оперативного обслуживания электрических аппаратов.

          Размещение продольных и поперечных горизонтальных заземлителей должно определяться требованиями ограничения напряжений прикосновения до нормированных значений и удобством присоединения заземляемого оборудования. Расстояние между продольными и поперечными горизонтальными искусственными заземлителями не должно превышать 30 м, а глубина их заложения в грунт должна быть не менее 0,3 м. Для снижения напряжения прикосновения у рабочих мест в необходимых случаях может быть выполнена подсыпка щебня слоем толщиной 0,1 — 0,2 м.

          В случае объединения заземляющих устройств разных напряжений в одно общее заземляющее устройство напряжение прикосновения должно определяться по наибольшему току короткого замыкания на землю объединяемых ОРУ.

          1.7.92. При выполнении заземляющего устройства с соблюдением требований, предъявляемых к его сопротивлению или к напряжению прикосновения, дополнительно к требованиям 1.7.90-1.7.91 следует:

          прокладывать заземляющие проводники, присоединяющие оборудование или конструкции к заземлителю, в земле на глубине не менее 0,3 м ;

          прокладывать продольные и поперечные горизонтальные заземлители (в четырех направлениях) вблизи мест расположения заземляемых нейтралей силовых трансформаторов, короткозамыкателей.

          При выходе заземляющего устройства за пределы ограждения электроустановки горизонтальные заземлители, находящиеся вне территории электроустановки, следует прокладывать на глубине не менее 1 м. Внешний контур заземляющего устройства в этом случае рекомендуется выполнять в виде многоугольника с тупыми или скругленными углами.

          1.7.93. Внешнюю ограду электроустановок не рекомендуется присоединять к заземляющему устройству.

          Если от электроустановки отходят ВЛ 110 кВ и выше, то ограду следует заземлить с помощью вертикальных заземлителей длиой 2- 3 м , установленных у стоек ограды по всему ее периметру через 20- 50 м . Установка таких заземлителей не требуется для ограды с металлическими стойками и с теми стойками из железобетона, арматура которых электрически соединена с металлическими звеньями ограды.

          Для исключения электрической связи внешней ограды с заземляющим устройством расстояние от ограды до элементов заземляющего устройства, расположенных вдоль нее с внутренней, внешней или с обеих сторон, должно быть не менее 2 м. Выходящие за пределы ограды горизонтальные заземлители, трубы и кабели с металлической оболочкой или броней и другие металлические коммуникации должны быть проложены посередине между стойками ограды на глубине не менее 0,5 м . В местах примыкания внешней ограды к зданиям и сооружениям, а также в местах примыкания к внешней ограде внутренних металлических ограждений должны быть выполнены кирпичные или деревянные вставки длиной не менее 1 м .

          Питание электроприемников, установленных на внешней ограде, следует осуществлять от разделительных трансформаторов. Эти трансформаторы не допускается устанавливать на ограде. Линия, соединяющая вторичную обмотку разделительного трансформатора с электроприемником, расположенным на ограде, должна быть изолирована от земли на расчетное значение напряжения на заземляющем устройстве.

          Если выполнение хотя бы одного из указанных мероприятий невозможно, то металлические части ограды следует присоединить к заземляющему устройству и выполнить выравнивание потенциалов так, чтобы напряжение прикосновения с внешней и внутренней сторон ограды не превышало допустимых значений. При выполнении заземляющего устройства по допустимому сопротивлению с этой целью должен быть проложен горизонтальный заземлитель с внешней стороны ограды на расстоянии 1 м от нее и на глубине 1 м . Этот заземлитель следует присоединять к заземляющему устройству не менее чем в четырех точках.

          1.7.94. Если заземляющее устройство электроустановки напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью соединено с заземляющим устройством другой электроустановки при помощи кабеля с металлической оболочкой или броней или других металлических связей, то для выравнивания потенциалов вокруг указанной другой электроустановки или здания, в котором она размещена, необходимо соблюдение одного из следующих условий:

          1. прокладка в земле на глубине 1 м и на расстоянии 1 м от фундамента здания или от периметра территории, занимаемой оборудованием, заземлителя, соединенного с системой уравнивания потенциалов этого здания или этой территории, а у входов и у въездов в здание — укладка проводников на расстоянии 1 и 2 м от заземлителя на глубине 1 и 1,5 м соответственно и соединение этих проводников с заземлителем;
          2. использование железобетонных фундаментов в качестве заземлителей в соответствии с 1.7.109, если при этом обеспечивается допустимый уровень выравнивания потенциалов. Обеспечение условий выравнивания потенциалов посредством железобетонных фундаментов, используемых в качестве заземлителей, определяется в соответствии с ГОСТ 12.1.030 «Электробезопасность. Защитное заземление, зануление».

          Не требуется выполнение условий, указанных в пп.1 и 2, если вокруг зданий имеются асфальтовые отмостки, в том числе у входов и у въездов. Если у какого-либо входа (въезда) отмостка отсутствует, у этого входа (въезда) должно быть выполнено выравнивание потенциалов путем укладки двух проводников, как указано в пп.1, или соблюдено условие по пп.2. При этом во всех случаях должны выполняться требования 1.7.95.

          1.7.95. Во избежание выноса потенциала не допускается питание электроприемников, находящихся за пределами заземляющих устройств электроустановок напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью, от обмоток до 1 кВ с заземленной нейтралью трансформаторов, находящихся в пределах контура заземляющего устройства электроустановки напряжением выше 1 кВ.

          При необходимости питание таких электроприемников может осуществляться от трансформатора с изолированной нейтралью на стороне напряжением до 1 кВ по кабельной линии, выполненной кабелем без металлической оболочки и без брони, или по ВЛ.

          При этом напряжение на заземляющем устройстве не должно превышать напряжение срабатывания пробивного предохранителя, установленного на стороне низшего напряжения трансформатора с изолированной нейтралью.

          Питание таких электроприемников может также осуществляться от разделительного трансформатора. Разделительный трансформатор и линия от его вторичной обмотки к электроприемнику, если она проходит по территории, занимаемой заземляющим устройством электроустановки напряжением выше 1 кВ, должны иметь изоляцию от земли на расчетное значение напряжения на заземляющем устройстве.

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

          1.7.96. В электроустановках напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства при прохождении расчетного тока замыкания на землю в любое время года с учетом сопротивления естественных заземлителей должно быть

          но не более 10 Ом, где I — расчетный ток замыкания на землю, А.

          В качестве расчетного тока принимается:

          1. в сетях без компенсации емкостных токов — ток замыкания на землю;
          2. в сетях с компенсацией емкостных токов:
            • для заземляющих устройств, к которым присоединены компенсирующие аппараты, — ток, равный 125% номинального тока наиболее мощного из этих аппаратов;
            • для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, — ток замыкания на землю, проходящий в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов.

          Расчетный ток замыкания на землю должен быть определен для той из возможных в эксплуатации схем сети, при которой этот ток имеет наибольшее значение.

          1.7.97. При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью должны быть выполнены условия 1.7.104.

          При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не более указанного в 1.7.101 либо к заземляющему устройству должны быть присоединены оболочки и броня не менее двух кабелей на напряжение до или выше 1 кВ или обоих напряжений, при общей протяженности этих кабелей не менее 1 км.

          1.7.98. Для подстанций напряжением 6-10/0,4 кВ должно быть выполнено одно общее заземляющее устройство, к которому должны быть присоединены:

          1. нейтраль трансформатора на стороне напряжением до 1 кВ;
          2. корпус трансформатора;
          3. металлические оболочки и броня кабелей напряжением до 1 кВ и выше;
          4. открытые проводящие части электроустановок напряжением до 1 кВ и выше;
          5. сторонние проводящие части.

          Вокруг площади, занимаемой подстанцией, на глубине не менее 0,5 м и на расстоянии не более 1 м от края фундамента здания подстанции или от края фундаментов открыто установленного оборудования должен быть проложен замкнутый горизонтальный заземлитель (контур), присоединенный к заземляющему устройству.

          1.7.99. Заземляющее устройство сети напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью, объединенное с заземляющим устройством сети напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью в одно общее заземляющее устройство, должно удовлетворять также требованиям 1.7.89-1.7.90.

          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 обеспечении 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 трансферматора или генератора непосредственно, а к PEN-проводнику, по возможности сразу за трансформатором тока. В таком случае разделение PEN-проводника на PE- 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 PE-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 p>100 Ом·м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 p 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

          Материал Профиль сечения Диаметр, мм Площадь поперечного сечения, мм 2 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

          * Диаметр каждой проволоки.

          1.7.103. Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN -проводника каждой ВЛ 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 p>100 Ом·м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 p 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;

          Ump — 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 (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 0,002 раз, где — 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 и железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;
          6. другие находящиеся в земле металлические конструкции 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 пользования 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.

          1.7.114. 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 (кратповременный нагрев, соответствующий полному времени действия защиты и отключения выключателя).

          1.7.115. В электроустановках напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью проводимость заземляющих проводников сечением до 25 мм 2 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 2 , алюминиевых — 35 мм 2 , стальных — 120 мм 2 .

          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.

          1.7.117. 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 2 , алюминиевый — 16 мм 2 , стальной — 75 мм 2 .

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

          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 PE.

          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 PE (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 PE (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.

          Защитные проводники (PE-проводники)

          1.7.121. В качестве PE-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 электропроводок;

          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;некоторые сторонние проводящие части:

          • металлические строительные конструкции зданий и сооружений (фермы, колонны и т.п.);
          • арматура железобетонных строительных конструкций зданий при условии выполнения требований 1.7.122;
          • металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.).

          1.7.122. Использование открытых и сторонних проводящих частей в качестве PE-проводников допускается, если они отвечают требованиям настоящей главы к проводимости и непрерывности электрической цепи.

          Сторонние проводящие части могут быть использованы в качестве PE-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.

          1.7.123. Не допускается использовать в качестве PE-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.

          1.7.124. 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.

          1.7.125. Использование специально предусмотренных защитных проводников для иных целей не допускается.

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

          Таблица 1.7.5 Наименьшие сечения защитных проводников

          Сечение фазных проводников, мм 2 Наименьшее сечение защитных проводников, мм 2
          S ≤16 S
          16

          16
          S>35 S/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):

          где S — площадь поперечного сечения защитного проводника, мм 2 ;

          I — ток короткого замыкания, обеспечивающий время отключения поврежденной цепи защитным аппаратом в соответствии с табл.1.7.1 и 1.7.2 или за время не более 5 с в соответствии с 1.7.79, А;

          t — время срабатывания защитного аппарата, с;

          k — коэффициент, значение которого зависит от материала защитного проводника, его изоляции, начальной и конечной температур. Значение k для защитных проводников в различных условиях приведены в табл.1.7.6-1.7.9.

          Таблица 1.7.6 Значение коэффициента k для изолированных защитных проводников, не входящих в кабель, и для неизолированных проводников, касающихся оболочки кабелей (начальная температура проводника принята равной 30 °С)

          Параметр Материал изоляции
          Поливинил хлорид (ПВХ) Поливинил хлорид (ПВХ) Бутиловая резина
          Конечная температура, °С 160 250 220
          k проводника:
          медного 143 176 166
          алюминиевого 95 116 110
          стального 52 64 60

          Таблица 1.7.7 Значение коэффициента k для защитного проводника, входящего в многожильный кабель

          Параметр Материал изоляции
          Поливинил хлорид (ПВХ) Сшитый полиэтилен, этиленпропиленовая резина Бутиловая резина
          Начальная температура, °С 70 90 85
          Конечная температура, °С 160 250 220
          k проводника:
          медного 115 143 134
          алюминиевого 76 94 89

          Таблица 1.7.8 Значение коэффициента k при использовании в качестве защитного проводника алюминиевой оболочки кабеля

          Параметр Материал изоляции
          Поливинил хлорид (ПВХ) Сшитый полиэтилен, этиленпропиленовая резина Бутиловая резина
          Начальная температура, °С 60 80 75
          Конечная температура, °С 160 250 220
          k 81 98 93

          Таблица 1.7.9 Значение коэффициента k для неизолированных проводников, когда указанные температуры не создают опасности повреждения находящихся вблизи материалов (начальная температура проводника принята равной 30 °С)

          Материал проводника Условия Проводники
          Проложенные открыто и в специально отведенных местах Эксплуатируемые
          в нормальной среде в пожароопасной среде
          Медь Максимальная температура, °С 500* 200 150
          k 228 159 138
          Алюминий Максимальная температура, °С 300* 200 150
          k 125 105 91
          Сталь Максимальная температура, °С 500* 200 150
          k 82 58 50

          * Указанные температуры допускаются, если они не ухудшают качество соединений.

          Если при расчете получается сечение, отличное от приведенного в табл.1.7.5, то следует выбирать ближайшее большее значение, а при получении нестандартного сечения — применять проводники ближайшего большего стандартного сечения.

          Значения максимальной температуры при определении сечения защитного проводника не должны превышать предельно допустимых температур нагрева проводников при КЗ в соответствии с гл.1.4, а для электроустановок во взрывоопасных зонах должны соответствовать ГОСТ 22782.0 «Электрооборудование взрывозащищенное. Общие технические требования и методы испытаний».

          1.7.127. 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 2 — при наличии механической защиты;

          4 мм 2 — при отсутствии механической защиты.

          Сечение отдельно проложенных защитных алюминиевых проводников должно быть не менее 16 мм 2 .

          1.7.128. В системе TN для обеспечения требований 1.7.88 нулевые защитные проводники рекомендуется прокладывать совместно или в непосредственной близости с фазными проводниками.

          1.7.129. В местах, где возможно повреждение изоляции фазных проводников в результате искрения между неизолированным нулевым защитным проводником и металлической оболочкой или конструкцией (например, при прокладке проводов в трубах, коробах, лотках), нулевые защитные проводники должны иметь изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников.

          1.7.130. Неизолированные PE-проводники должны быть защищены от коррозии. В местах пересечения PE-проводников с кабелями, трубопроводами, железнодорожными путями, в местах их ввода в здания и в других местах, где возможны механические повреждения PE-проводников, эти проводники должны быть защищены.

          В местах пересечения температурных и осадочных швов должна быть предусмотрена компенсация длины PE-проводников.

          Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники (PEN-проводники)

          1.7.131. В многофазных цепях в системе TN для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения не менее 10 мм 2 по меди или 16 мм 2 по алюминию, функции нулевого защитного (PE) и нулевого рабочего (N) проводников могут быть совмещены в одном проводнике (PEN-проводник).

          1.7.132. 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.

          1.7.133. Не допускается использование сторонних проводящих частей в качестве единственного PEN-проводника.

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

          1.7.134. Специально предусмотренные PEN-проводники должны соответствовать требованиям 1.7.126 к сечению защитных проводников, а также требованиям гл.2.1 к нулевому рабочему проводнику.

          Изоляция PEN-проводников должна быть равноценна изоляции фазных проводников. Не требуется изолировать шину PEN сборных шин низковольтных комплектных устройств.

          1.7.135. Когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены, начиная с какой-либо точки электроустановки, не допускается объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии. В месте разделения PEN-проводника на нулевой защитный и нулевой рабочий проводники необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. PEN-проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или шине нулевого защитного PE-проводника.

          Проводники системы уравнивания потенциалов

          1.7.136. В качестве проводников системы уравнивания потенциалов могут быть использованы открытые и сторонние проводящие части, указанные в 1.7.121, или специально проложенные проводники, или их сочетание.

          1.7.137. 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 2 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 2 , алюминиевых — 16 мм 2 , стальных — 50 мм 2 .

          1.7.138. 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.
          • Сечения проводников дополнительного уравнивания потенциалов, не входящих в состав кабеля, должны соответствовать требованиям 1.7.127.

          Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов

          1.7.139. Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов должны быть надежными и обеспечивать непрервывность электрической цепи. Соединения стальных проводников рекомендуется выполнять посредством сварки. Допускается в помещениях и в наружных установках без агрессивных сред соединять заземляющие и нулевые защитные проводники другими способами, обеспечивающими требования ГОСТ 10434 «Соединения контактные электрические. Общие технические требования» ко 2-му классу соединений.

          Соединения должны быть защищены от коррозии и механических повреждений.

          Для болтовых соединений должны быть предусмотрены меры против ослабления контакта.

          1.7.140. Соединения должны быть доступны для осмотра и выполнения испытаний за исключением соединений, заполненных компаундом или герметизированных, а также сварных, паяных и опрессованных присоединений к нагревательным элементам в системах обогрева и их соединений, находящихся в полах, стенах, перекрытиях и в земле.

          1.7.141. При применении устройств контроля непрерывности цепи заземления не допускается включать их катушки последовательно (в рассечку) с защитными проводниками.

          1.7.142. Присоединения заземляющих и нулевых защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов к открытым проводящим частям должны быть выполнены при помощи болтовых соединений или сварки.

          Присоединения оборудования, подвергающегося частому демонтажу или установленного на движущихся частях или частях, подверженных сотрясениям и вибрации, должны выполняться при помощи гибких проводников.

          Соединения защитных проводников электропроводок и ВЛ следует выполнять теми же методами, что и соединения фазных проводников.

          При использовании естественных заземлителей для заземления электроустановок и сторонних проводящих частей в качестве защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов контактные соединения следует выполнять методами, предусмотренными ГОСТ 12.1.030 «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление».

          1.7.143. Места и способы присоединения заземляющих проводников к протяженным естественным заземлителям (например, к трубопроводам) должны быть выбраны такими, чтобы при разъединении заземлителей для ремонтных работ ожидаемые напряжения прикосновения и расчетные значения сопротивления заземляющего устройства не превышали безопасных значений.

          Шунтирование водомеров, задвижек и т.п. следует выполнять лри помощи проводника соответствующего сечения в зависимости от того, используется ли он в качестве защитного проводника системы уравнивания потенциалов, нулевого защитного проводника или защитного заземляющего проводника.

          1.7.144. Присоединение каждой открытой проводящей части электроустановки к нулевому защитному или защитному заземляющему проводнику должно быть выполнено при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в защитный проводник открытых проводящих частей не допускается.

          Присоединение проводящих частей к основной системе уравнивания потенциалов должно быть выполнено также при помощи отдельных ответвлений.

          Присоединение проводящих частей к дополнительной системе уравнивания потенциалов может быть выполнено при помощи как отдельных ответвлений, так и присоединения к одному общему неразъемному проводнику.

          1.7.145. Не допускается включать коммутационные аппараты в цепи PE- и PEN-проводников, за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных соединителей.

          Допускается также одновременное отключение всех проводников на вводе в электроустановки индивидуальных жилых, дачных и садовых домов и аналогичных им объектов, питающихся по однофазным ответвлениям от ВЛ. При этом разделение PEN -проводника на PE- и N-проводники должно быть выполнено до вводного защитно-коммутационного аппарата.

          1.7.146. Если защитные проводники и/или проводники уравнивания потенциалов могут быть разъединены при помощи того же штепсельного соединителя, что и соответствующие фазные проводники, розетка и вилка штепсельного соединителя должны иметь специальные защитные контакты для присоединения к ним защитных проводников или проводников уравнивания потенциалов.

          Если корпус штепсельной розетки выполнен из металла, oн должен быть присоединен к защитному контакту этой розетки.

          Переносные электроприемники

          1.7.147. К переносным электроприемникам в Правилах отнесены электроприемники, которые могут находиться в руках человека в процессе их эксплуатации (ручной электроинструмент, переносные бытовые электроприборы, переносная радиоэлектронная аппаратура и т.п.).

          1.7.148. Питание переносных электроприемников переменного тока следует выполнять от сети напряжением не выше 380/220 В.

          В зависимости от категории помещения по уровню опасности поражения людей электрическим током (см. гл.1.1) для защиты при косвенном прикосновении в цепях, питающих переносные электроприемники, могут быть применены автоматическое отключение питания, защитное электрическое разделение цепей, сверхнизкое напряжение, двойная изоляция.

          1.7.149. При применении автоматического отключения питания металлические корпуса переносных электроприемников, за исключением электроприемников с двойной изоляцией, должны быть присоединены к нулевому защитному проводнику в системе TN или заземлены в системе IT, для чего должен быть предусмотрен специальный защитный (PE) проводник, расположенный в одной оболочке с фазными проводниками (третья жила кабеля или провода — для электроприемников однофазного и постоянного тока, четвертая или пятая жила — для электроприемников трехфазного тока), присоединяемый к корпусу электроприемника и к защитному контакту вилки штепсельного соединителя. PE-проводник должен быть медным, гибким, его сечение должно быть равно сечению фазных проводников. Использование для этой цели нулевого рабочего (N) проводника, в том числе расположенного в общей оболочке с фазными проводниками, не допускается.

          1.7.150. Допускается применять стационарные и отдельные переносные защитные проводники и проводники уравнивания потенциалов для переносных электроприемников испытательных лабораторий и экспериментальных установок, перемещение которых в период их работы не предусматривается. При этом стационарные проводники должны удовлетворять требованиям 1.7.121-1.7.130, а переносные проводники должны быть медными, гибкими и иметь сечение не меньше чем у фазных проводников. При прокладке таких проводников не в составе общего с фазными проводниками кабеля их сечения должны быть не менее указанных в 1.7.127.

          1.7.151. Для дополнительной защиты от прямого прикосновения и при косвенном прикосновении штепсельные розетки с номинальным током не более 20 А наружной установки, а также внутренней установки, но к которым могут быть подключены переносные электроприемники, используемые вне зданий либо в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, должны быть защищены устройствами защитного отключения с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. Допускается применение ручного электроинструмента, оборудованного УЗО-вилками.

          При применении защитного электрического разделения цепей в стесненных помещениях с проводящим полом, стенами и потолком, а также при наличии требований в соответствующих главах ПУЭ в других помещениях с особой опасностью, каждая розетка должна питаться от индивидуального разделительного трансформатора или от его отдельной обмотки.

          При применении сверхнизкого напряжения питание переносных электроприемников напряжением до 50 В должно осуществляться от безопасного разделительного трансформатора.

          1.7.152. Для присоединения переносных электроприемников к питающей сети следует применять штепсельные соединители, соответствующие требованиям 1.7.146.

          В штепсельных соединителях переносных электроприемников, удлинительных проводов и кабелей проводник со стороны источника питания должен быть присоединен к розетке, а со стороны электроприемника — к вилке.

          1.7.153. УЗО защиты розеточных цепей рекомендуется размещать в распределительных (групповых, квартирных) щитках.

          Допускается применять УЗО-розетки.

          1.7.154. Защитные проводники переносных проводов и кабелей должны быть обозначены желто-зелеными полосами.

          Передвижные электроустановки

          1.7.155. Требования к передвижным электроустановкам не распространяются на:

          • судовые электроустановки;
          • электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков, машин и механизмов;
          • электрифицированный транспорт;
          • жилые автофургоны.

          Для испытательных лабораторий должны также выполняться требования других соответствующих нормативных документов.

          1.7.156. Автономный передвижной источник питания электроэнергией — такой источник, который позволяет осуществлять питание потребителей независимо от стационарных источников электроэнергии (энергосистемы).

          1.7.157. Передвижные электроустановки могут получать питание от стационарных или автономных передвижных источников электроэнергии.

          Питание от стационарной электрической сети должно, как правило, выполняться от источника с глухозаземленной нейтралью с применением систем TN — S или TN – C — S. Объединение функций нулевого защитного проводника PE и нулевого рабочего проводника N в одном общем проводнике PEN внутри передвижной электроустановки не допускается. Разделение PEN-проводника питающей линии на PE- и N-проводники должно быть выполнено в точке подключения установки к источнику питания.

          При питании от автономного передвижного источника его нейтраль, как правило, должна быть изолирована.

          1.7.158. При питании стационарных электроприемников от автономных передвижных источников питания режим нейтрали источника питания и меры защиты должны соответствовать режиму нейтрали и мерам защиты, принятым для стационарных электроприемников.

          1.7.159. В случае питания передвижной электроустановки от стационарного источника питания для защиты при косвенном прикосновении должно быть выполнено автоматическое отключение питания в соответствии с 1.7.79 с применением устройства защиты от сверхтоков. При этом время отключения, приведенное в табл.1.7.1, должно быть уменьшено вдвое либо дополнительно к устройству защиты от сверхтоков должно быть применено устройство защитного отключения, реагирующее на дифференциальный ток.

          В специальных электроустановках допускается применение УЗО, реагирующих на потенциал корпуса относительно земли.

          При применении УЗО, реагирующего на потенциал корпуса относительно земли, уставка по значению отключающего напряжения должна быть равной 25 В при времени отключения не более 5 с.

          1.7.160. В точке подключения передвижной электроустановки к источнику питания должно быть установлено устройство защиты от сверхтоков и УЗО, реагирующее на дифференциальный ток, номинальный отключающий дифференциальный ток которого должен быть на 1-2 ступени больше соответствующего тока УЗО, установленного на вводе в передвижную электроустановку.

          При необходимости на вводе в передвижную электроустановку может быть применено защитное электрическое разделение цепей в соответствии с 1.7.85. При этом разделительный трансформатор, а также вводное защитное устройство должны быть помещены в изолирующую оболочку.

          Устройство присоединения ввода питания в передвижную электроустановку должно иметь двойную изоляцию.

          1.7.161. При применении автоматического отключения питания в системе IT для защиты при косвенном прикосновении должны быть выполнены:

          • защитное заземление в сочетании с непрерывным контролем изоляции, действующим на сигнал;
          • автоматическое отключение питания, обеспечивающее время отключения при двухфазном замыкании на открытые проводящие части в соответствии с табл.1.7.10.

          Таблица 1.7.10 Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения

          для системы IT в передвижных электроустановках, питающихся от автономного передвижного источника

          Номинальное линейное напряжение, U, В Время отключения, с
          220 0,4
          380 0,2
          660 0,06
          Более 600 0,02

          Для обеспечения автоматического отключения питания должно быть применено: устройство защиты от сверхтоков в сочетании с УЗО, реагирующим на дифференциальный ток, или устройством непрерывного контроля изоляции, действующим на отключение, или, в соответствии с 1.7.159, УЗО, реагирующим на потенциал корпуса относительно земли.

          1.7.162. На вводе в передвижную электроустановку должна быть предусмотрена главная шина уравнивания потенциалов, соответствующая требованиям 1.7.119 к главной заземляющей шине, к которой должны быть присоединены:

          нулевой защитный проводник PE или защитный проводник PE питающей линии;

          защитный проводник передвижной электроустановки с присоединенными к нему защитными проводниками открытых проводящих частей;

          проводники уравнивания потенциалов корпуса и других сторонних проводящих частей передвижной электроустановки;

          заземляющий проводник, присоединенный к местному заземлителю передвижной электроустановки (при его наличии).

          При необходимости открытые и сторонние проводящие части должны быть соединены между собой посредством проводников дополнительного уравнивания потенциалов.

          1.7.163. Защитное заземление передвижной электроустановки в системе IT должно быть выполнено с соблюдением требований либо к его сопротивлению, либо к напряжению прикосновения при однофазном замыкании на открытые проводящие части.

          При выполнении заземляющего устройства с соблюдением требований к его сопротивлению значение его сопротивления не должно превышать 25 Ом. Допускается повышение указанного сопротивления в соответствии с 1.7.108.

          При выполнении заземляющего устройства с соблюдением требований к напряжению прикосновения сопротивление заземляющего устройства не нормируется. В этом случае должно быть выполнено условие:

          где R3 — сопротивление заземляющего устройства передвижной электроустановки, Ом;

          I3 — полный ток однофазного замыкания на открытые проводящие части передвижной электроустановки, А.

          1.7.164. Допускается не выполнять местный заземлитель для защитного заземления передвижной электроустановки, питающейся от автономного передвижного источника питания с изолированной нейтралью, в следующих случаях:

          1) автономный источник питания и электроприемники расположены непосредственно на передвижной электроустановке, их корпуса соединены между собой при помощи защитного проводника, а от источника не питаются другие электроустановки;

          2) автономный передвижной источник питания имеет свое заземляющее устройство для защитного заземления, все открытые проводящие части передвижной электроустановки, ее корпус и другие сторонние проводящие части надежно соединены с корпусом автономного передвижного источника при помощи защитного проводника, а при двухфазном замыкании на разные корпуса электрооборудования в передвижной электроустановке обеспечивается время автоматического отключения питания в соответствии с табл.1.7.10.

          1.7.165. Автономные передвижные источники питания с изолированной нейтралью должны иметь устройство непрерывного контроля сопротивления изоляции относительно корпуса (земли) со световым и звуковым сигналами. Должна быть обеспечена возможность проверки исправности устройства контроля изоляции и его отключения.

          Допускается не устанавливать устройство непрерывного контроля изоляции с действием на сигнал на передвижной электроустановке, питающейся от такого автономного передвижного источника, если при этом выполняется условие 1.7.164, пп.2.

          1.7.166. Защита от прямого прикосновения в передвижных электроустановках должна быть обеспечена применением изоляции токоведущих частей, ограждений и оболочек со степенью защиты не менее IP 2X. Применение барьеров и размещение вне пределов досягаемости не допускается.

          В цепях, питающих штепсельные розетки для подключения электрооборудования, используемого вне помещения передвижной установки, должна быть выполнена дополнительная защита в соответствии с 1.7.151.

          1.7.167. Защитные и заземляющие проводники и проводники уравнивания потенциалов должны быть медными, гибкими, как правило, находиться в общей оболочке с фазными проводниками. Сечение проводников должно соответствовать требованиям:

          • защитных — 1.7.126-1.7.127;
          • заземляющих -1.7.113;
          • уравнивания потенциалов — 1.7.136-1.7.138.

          При применении системы IT допускается прокладка защитных и заземляющих проводников и проводников уравнивания потенциалов отдельно от фазных проводников.

          1.7.168. Допускается одновременное отключение всех проводников линии, питающей передвижную электроустановку, включая защитный проводник при помощи одного коммутационного аппарата (разъема).

          1.7.169. Если передвижная электроустановка питается с использованием штепсельных соединителей, вилка штепсельного соединителя должна быть подключена со стороны передвижной электроустановки и иметь оболочку из изолирующего материала.

          Электроустановки помещений для содержания животных

          1.7.170. Питание электроустановок животноводческих помещений следует, как правило, выполнять от сети напряжением 380/220 В переменного тока.

          1.7.171. Для защиты людей и животных при косвенном прикосновении должно быть выполнено автоматическое отключение питания с применением системы TN – C- S. Разделение PEN-проводника на нулевой защитный (PE) и нулевой рабочий (N) проводники следует выполнять на вводном щитке. При питании таких электроустановок от встроенных и пристроенных подстанций должна быть применена система TN — S, при этом нулевой рабочий проводник должен иметь изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников на всем его протяжении.

          Время защитного автоматического отключения питания в помещениях для содержания животных, а также в помещениях, связанных с ними при помощи сторонних проводящих частей, должно соответствовать табл.1.7.11.

          Таблица 1.7.11 Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN в помещениях для содержания животных

          Номинальное фазное напряжение, U0, В Время отключения, с
          127 0,35
          220 0,2
          380 0,05

          Если указанное время отключения не может быть гарантировано, необходимы дополнительные защитные меры, например дополнительное уравнивание потенциалов.

          1.7.172. PEN-проводник на вводе в помещение должен быть повторно заземлен. Значение сопротивления повторного заземления должно соответствовать 1.7.103.

          1.7.173. В помещениях для содержания животных необходимо предусматривать защиту не только людей, но и животных, для чего должна быть выполнена дополнительная система уравнивания потенциалов, соединяющая все открытые и сторонние проводящие части, доступные одновременному прикосновению (трубы водопровода, вакуумпровода, металлические ограждения стойл, металлические привязи и др.).

          1.7.174. В зоне размещения животных в полу должно быть выполнено выравнивание потенциалов при помощи металлической сетки или другого устройства, которое должно быть соединено с дополнительной системой уравнивания потенциалов.

          1.7.175. Устройство выравнивания и уравнивания электрических потенциалов должно обеспечивать в нормальном режиме работы электрооборудования напряжение прикосновения не более 0,2 В, а в аварийном режиме при времени отключения более указанного в табл.1.7.11 для электроустановок в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках — не более 12 В.

          1.7.176. Для всех групповых цепей, питающих штепсельные розетки, должна быть дополнительная защита от прямого прикосновения при помощи УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА.

          1.7.177. В животноводческих помещениях, в которых отсутствуют условия, требующие выполнения выравнивания потенциалов, должна быть выполнена защита при помощи УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не менее 100 мА, устанавливаемых на вводном щитке.

          Похожие записи:

          1. Заземление трубопроводов пуэ
          2. Хомуты для трубопроводов в Казани
          3. Описание опор скользящих для трубопроводов и их виды
          4. Трубы стальные водогазопроводные

          Источник https://mdmetalla.ru/stal/zaschita-stalnyh-truboprovodov-ot-bluzhdayuschih-tokov.html

          Источник https://parkgarten.ru/metallicheskie-truboprovody/vynos-opasnyh-potencialov-na-metallicheskie-truboprovody/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *