Курс. Монтаж наружного контура заземления
 Скачать 116.02 Kb.
|
|
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Пензенской области «Никольский технологический колледж им. А.Д. Оболенского» Курсовая работа Тема: Монтаж наружного контура заземления Выполнил: студент(ка) 1 курса группы 12 Ф.И.О. Сумбаев Д.Е Проверил: Зиновьева Т.Н Никольск 2022 Содержание Введение . 1 Общие сведения . 1.1 Разновидности контуров заземления 1.2 Проведение расчета защитного контура 2 Наружный контур заземления и его монтаж . 2.1 Замер сопротивления защитного устройства 2.2 Наиболее распространенные ошибки ЗаключениеСписок литературы Введение Электроустановки различного класса напряжения потенциально являются источниками опасности для людей в целом и для обслуживающего их персонала в частности. Травматизм и смертность при их эксплуатации довольно велики. Однако в силу объективных причин их применение является неотъемлемой частью нашей жизни. С целью сокращения несчастных случаев разработана система правил эксплуатации электроустановок – ПУЭ. В этом документе нашли своё отражение, как общие требования, так и специальные. Среди всех их внимание уделено и использованию защитных заземлений и занулений. Контурное заземление устанавливается для защиты зданий от пожаров, а людей от ударов током. Выполняя работы, необходимо соблюсти требования ПУЭ, правильно рассчитать, смонтировать контур и проверить уровень его сопротивления. 1.Что такое заземлительный контур Заземление — преднамеренное создание электротехнического соединения с грунтом нетоковедущих элементов электроустановок. Данные элементы оборудования большую часть времени не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним. Контур заземления выполняет следующие функции: защищает электрическое оборудование от скачков напряжения в сети; предохраняет жильцов от удара током; сопротивляется «растеканию» электроэнергии; используется в целях молниезащиты. Как известно из школьного курса физики, ток всегда распространяется по принципу наименьшего сопротивления. В случае нарушения изоляционного слоя на токоведущих элементах быстро отыскивает участок с наиболее низким сопротивлением. В результате происходит пробой на корпус электробытового прибора, который оказывается под напряжением. Опасность создавшейся ситуации не только в нарушении нормальной работы техники и вероятном выходе из строя приборов, но и в высокой вероятности удара током человека. Исправить положение призван контур заземления, который распределяет ток между человеком и заземляющим устройством обратно пропорционально их сопротивлениям. Зачастую при эксплуатации электроустановок нетоковедущие части их оказываются под напряжением. Величина его может быть различна в зависимости от причины. Наиболее частая причина – наведение напряжения от близко расположенных токоведущих частей. В частности, например на корпус трансформатора наводится потенциал от проходящих сквозь него магнитных потоков. Таким образом, не будучи запитанным корпус становится опасным для прикосновения. К таким же объектам можно отнести ещё и сетчатые ограждения на РУ, корпуса двигателей и генераторов, ячеек КРУ и шкафов КСО и другое оборудование. Второй причиной может стать замыкание на корпус одной или нескольких фаз. При этом корпус оказывается под напряжением. Таким образом, нетоковедущие части электроустановок или элементы РУ оказываются под напряжением, те имеют потенциал относительно земли не равный нулю. Понятно, что при соприкосновении с ним произойдёт поражение человека электрическим током, что проявляется в электрическом ударе и ожоге наружных и внутренних органов. Следствием электрического удара могут быть судороги мышц грудной клетки, прекращение деятельности органов дыхания, потеря сознания и расстройство сердечной деятельности со смертельным исходом. Степень поражения определяется величиной тока, путем и длительностью прохождения через тело человека. Величина тока зависит от напряжения прикосновения и сопротивления всей электрической цепи в которую последовательно «включается» человек. Напряжение прикосновения Uприк определяется разностью потенциалов в двух точках прикосновения тела человека в цепи замыкания. Электрическое сопротивление тела человека Rч зависит от площади соприкосновения, состояния кожи, длительностью действия тока и рядом других факторов. Таким образом ток проходящий по телу человека определяется как Iч = Uприк \ Rч При наличии заземлителя эта зависимость может быть выражена следующей формулой Iч = Iз * Rз \ Rч где Rз – сопротивление растеканию тока заземлителя, определяемое сопротивлением почвы между заземлителем и землёй 1.1 Разновидности контуров заземления Различают несколько типов конструкций, используемых для заземления. Традиционные системы заземления Система такого типа состоит из минимального числа элементов: двух вертикальных электродов из металлической арматуры и одного горизонтального в виде полосы, который соединяет два предыдущих. Сечения и размеры элементов должны соответствовать нормам. Устанавливать заземление рекомендуется на северной затененной стороне участка, во влажном месте. Однако из-за того, что контур зачастую изготавливают из стали и покрывать его краской нельзя, он быстро коррозирует. Также на сопротивление такого устройства влияют температура и уровень влажности почвы, поскольку контур размещают в верхних слоях. Глубинные системы заземления Такую систему изготавливают модульно-штыревым способом. По сравнению с предыдущим вариантом, она отличается: 1. долгим сроком службы; 2. простыми расчетами; 3. неподверженностью влиянию окружающей среды; 4. отсутствием необходимости в обслуживании; 5. легкостью монтажа. Замер сопротивления смонтированного оборудования должен выполняться специалистами. 1.2 Проведение расчета защитного контура Длина заземляющего стержня должна быть не меньше 1.5 – 2 м Чтобы выполнить точный расчет заземляющего контура, необходимо учитвать: влажность грунта; среднюю температуру зимой и летом в местности монтажа; уровень сопротивления и солености почвы; сечение и длину заземлителей и электродов; расстояние от дома до контура. Расчет производят по формулам, эта процедура сложна для человека, не обладающего инженерным образованием. Однако даже если произведены правильные вычисления, реальное сопротивление контура будет отличаться от расчетного в силу большого количества влияющих динамических факторов. На деле многие учитывают лишь удаленность контура от фундамента, а затем корректируют сопротивление, измерив данный показатель уже смонтированной конструкции. Минимальные размеры арматуры применяемые для монтажа заземляющих устройств Рекомендуемые размеры заземлителей: полосы – ширина – 40-50 мм, толщина – 4-5 мм, не менее 2,5 м длиной; уголки – толщина полок – 4-5 мм, ширина полки 40-50 мм, не менее 2,5 м длиной; стержни (обязательно гладкие) – сечение 16-20 мм, не менее 2,5 м длиной; труба – толщина стенки 3,5 мм, диаметр не менее 32 мм, длина – не менее 2,5 м. Точные расчеты с учетом всех параметров необходимо проводить, если нужно заземлять крупные торговые и промышленные сооружения. Таблица 1. Наименьшие сечения заземляющих и нулевых защитных проводников
Объекты, требующие оснащения контуром Металлическая проводка обязательно должна заземляться В обязательном порядке должны заземляться: помещения, где работают станки, приборы и источники освещения с металлическими корпусами и кожухами; комплектные трансформаторные подстанции, а также здания, в которых размещено электротехническое оборудование со стальными корпусами; вторичная обмотка измерительного трансформатора; металлические трубопроводы для кабелей, помещения, где одновременно расположены металлоконструкции и кабели, провода. Не требуется заземлять устройства, которые установлены на уже заземленное оборудование, автоматы защиты в электрощитках, электроизмерительные устройства. Устройство защитного заземления и зануления Как отмечалось, заземлением называется преднамеренное электрическое соединение данной точки системы или установки, или оборудования с локальной землей посредством заземляющего устройства. Различают 3 вида заземлений – защитное, гарантирующее безопасное обслуживание электроустановок – рабочее, обеспечивающее нормальную работу электроустановок в выбранных режимах – грозозащитное, которое служит для защиты от атмосферных перенапряжений. ПУЭ [4, глава 1.7] регламентирует следующие значения сопротивлений защитных заземляющих устройств. Таблица 2. Допустимые сопротивления заземляющего устройства в электроустановках до и выше 1000 В
В качестве последнего, называемым заземлителем, используются различные устройства. Их условно можно разделить на естественные и искусственные. Отличие состоит в том, что устройство первых не требуется, так как они уже существуют независимо от заземляемой электроустановки. В качестве естественных заземлителей рекомендуется использовать: 1) проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей; 2) обсадные трубы скважин; 3) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей; 4) металлические шунты гидротехнических сооружений, водоводы, затворы и т.п.; 5) свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей не допускается использовать в качестве естественных заземлителей. Если оболочки кабелей служат единственными заземлителями, то в расчете заземляющих устройств они должны учитываться при количестве кабелей не менее двух; 6) заземлители опор ВЛ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки при помощи грозозащитного троса ВЛ, если трос не изолирован от опор ВЛ; 7) нулевые провода ВЛ до 1 кВ с повторными заземлителями при количестве ВЛ не менее двух; 8) рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами. Заземлители должны быть связаны с магистралями заземлений не менее чем двумя проводниками, присоединенными к заземлителю в разных местах. Это требование не распространяется на опоры ВЛ., повторное заземление нулевого провода и металлические оболочки кабелей.  2. Монтаж наружного контура заземленияМонтаж наружного контура заземления производят по рабочим чертежам проекта электроустановки, который учитывает удельное сопротивление грунта в месте монтажа и максимально допустимое сопротивление заземляющего устройства в электроустановке. По трассе, указанной в проекте, роют траншеи глубиной 0,7 м, на дне которой размечают места погружения электродов с таким расчетом, чтобы расстояния между ними были примерно одинаковыми (обычно не менее 2,5 м), а их количество соответствовало указанному в проекте. Метод погружения электродов зависит от их формы. Круглые стальные стержни диаметром 12...16 мм вворачивают в грунт с по-, мощью различных приспособлений. Приспособление ПВЭ (рисунок 1, а) состоит из электрической сверлилки 1, передающей вращательное движение через редуктор 2 и зажимное устройство 3 на стержень. На нижний конец стержня обычно наваривают небольшую металлическую полоску, образующую винтовую линию. Благодаря этому элементарному шнеку, а также усилию, которое рабочий прикладывает к ручкам сверлилки, стержень при вращении довольно быстро погружается в землю. При отсутствии источника электроэнергии для ввертывания стержней применяют приспособление ПЗД-12 с двигателем внутреннего сгорания небольшой мощности (рисунок 1, б). Уголки погружают в грунт вибромолотом ВМ-2 (рисунок 1, в), представляющим собой электродвигатель 1, на вал которого насажены массивные чугунные диски. Благодаря тому, что диски закреплены на обоих выходных концах вала эксцентрично, при вращении ротора возникает сильная вибрация, которая через пружинные подвески 2 передается на основание 3. Для погружения электрода, основание вибромолота закрепляют на верхнем конце электрода и включают двигатель.  Рисунок 1 – Инструмент и приспособления для погружения электродов: а — приспособление ПВЭ, б — приспособление ПЗД-12, в — вибромолот ВМ-2 После погружения вертикальных заземлителей их соединяют Между собой горизонтальными заземлителями (стальной полосой сечением не менее 48 мм2 и толщиной не менее 4 мм или стальным прутом диаметром не менее 10 мм) способом электрической, газовой или термитной сварки. Части заземлителя соединяют сваркой внахлестку. Длина нахлестки должна быть равна ширине проводника (при прямоугольном сечении) или шести диаметрам (при круглом сечении), а длина сварного шва должна быть соответственно не менее двойной ширины или шести диаметров. Если на месте производства работ отсутствует электроэнергия, отдельные элементы контура заземления соединяют между собой термитной сваркой.  Рисунок 2 – Соединение заземляющего проводника к трубопроводу. а — полосы, б — круглого проводника Для. монтажа контура наружного заземления с использованием естественных заземлителей заземляющие проводники приваривают к трубопроводам (рисунок 2). Все сварные соединения, расположенные в земле, для защиты от коррозии необходимо покрывать плотным слоем битумного лака. Сами заземлители и соединяющие их проводники окрашивать не следует, так как слой краски ухудшает контакт контура с землей. В случаях, когда сварное соединение по каким-либо причинам затруднено, для присоединения заземляющих проводников к трубопроводам используют винтовые хомуты (полосы шириной не менее 40 мм и толщиной 4 мм). При установке хомутов контактную поверхность трубопровода зачищают до металлического блеска, а поверхность хомута облуживают припоем ПОС-40. Присоединение заземляющего проводника к хомуту должно выполняться сваркой. 2.1 Замер сопротивления защитного устройства Измерение сопротивления заземляющих устройств Чтобы проконтролировать работоспособность устройства, рекомендуется замерить его сопротивление растеканию токов по всем правилам. Работы лучше выполнять зимой или летом, когда сопротивление грунта максимальное. За норму сопротивления защитного контура принимают показатели 15, 30, 60 Ом или 2, 4 и 8 Ом при измерении с естественными заземлителями и повторными заземлителями отходящих линий для сети 660-380, 380-220 или 220-127 В, соответственно. Проверка сопротивления в контуре Чтобы замерить заземление правильно, должны использоваться специальные измерительные устройства – «МС-08» или «МС-416» и пробные электроды. Методика такова: Потенциальный электрод размещают между контуром и домом на расстоянии не менее 20 м. Другой на прямой линии с первым и защитным устройством, на расстоянии не более 40 м. Подключив напряжение, измеряют сопротивление. Измерение заземления проводят несколько раз, постепенно приближая выносной электрод, но не ближе чем на 5 м. Определение величины сопротивления выполняют по наихудшему результату из полученных. 2.2 Наиболее распространенные ошибки Необходимо обязательно обрабатывать сварные швы заземления от коррозии При монтаже заземляющего устройства наиболее часто допускают следующие ошибки: Контур подключают не в ту точку электроустановки, например, непосредственно к оборудованию. Он должен подключаться к главной заземляющей шине. Вместо контура используют трубу водоснабжения, отопления или другие подобные. Они могут быть заземляющими конструкциями с некоторыми оговорками и далеко не всегда. Отсутствие связи нулевого проводника в заземляющем устройством, а также установка отдельных автоматических выключателей в нулевом проводнике. Использование в качестве заземлителей арматуры, закопанных металлических предметов, рабочего нуля, заборов. Использование контуров заземления, изготовленных из элементов малого сечения. Сварной шов менее 10 см. Сварные швы не обрабатывают от коррозии битумными мастиками. Полоса контура, которая вышла из земли, не окрашивается. Она должна быть окрашена черной или желто-зеленой краской. Недостаточная длина горизонтальных и вертикальных заземлителей. Недостаточное заглубление горизонтальных элементов. Устанавливают контур заземления, но не заземляют основные коммуникации, состоящие из металлических элементов: водоснабжения, отопления, газоснабжения, канализации. Должна быть предусмотрена возможность отключения заземляющего устройства от электроустановки для производства измерений, то есть полоса, которая выходит из заземляющего устройства, должна отсоединяться. Такую возможность дает болтовое соединение элементов. Если установка произведена в соответствии со всеми правилами, удалось должным образом измерить сопротивление и показатели соответствуют норме, здание надежно защищено от короткого замыкания и его последствий. ЗаключениеБез грамотного и качественного монтажа заземляющего устройства эксплуатация здания не возможна и, даже, является опасной. Для грамотного монтажа заземляющего устройства прежде всего необходимо выполнить рабочие чертежи, по которым в дальнейшем будет идти монтаж. Каждый чертёж является индивидуальным для одной электроустановки, он учитывает не только материалы изготовления, но и местоположение и сопротивление грунтов. Монтаж самой установки происходит на месте и выполняется за счёт специальных приспособлений. Одни из важнейших элементов в заземляющих установках - заземляющие проводники, которые соединяют части устройства и по которым происходит стекание тока в землю. Данные проводники могут выполняться из определённых материалов, при чём толщины этих проводников должно строго соответствовать нормам. Для каждого типа монтажа заземляющего устройства (снаружи здания, внутри здания, влажное помещение и т.д.) существуют свои правила установки, которое указывает нужное расстояние между проводниками, их толщины и пр. Пренебрежение этими правилами может привести к аварийным ситуациям. Список используемой литературы1) ГОСТ 10434-82. Соединения контактные электрические. Классификация. Общие требования; 2) ГОСТ Р 50571.1-93. Электроустановки зданий. Основные положения; 3) ГОСТ Р 50571.10-96. Выбор и монтаж электрооборудования. 4) Монтаж заземляющих устройств. Гордон С.В. 1987 5)https://evosnab.ru/ustanovka/zemlja/kontur-zazemlenija 6)https://fis.bobrodobro.ru/10720 7)http://elektrica.info/naruzhny-j-kontur-zazemleniya-i-ego-montazh/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, Ом
А
А
