• No results found

При цьому

4.4. Захисне заземлення і занулення електроустановок

електричних монтажних схемах повинні бути однозначними і зрозумілими для проектантів, виробників та монтерів електроустановок, а різний колір ізоляції бо нумерація окремих жил багатожильних кабелів повинна полегшити безпомилковий монтаж.

Захисні проводи РЕ, а також захисний і нейтральний PEN повинні бути двоколірними, зокрема зелено-жовтими, причому відношення перерізів жил повинно складати не менше ніж 3/7.

Нейтральні провідники N, а також середні провідники М (в установках постійного струму) повинні мати яскраво синій колір. У багатожильних кабелях жодна із жил не може мати ізоляції зеленого чи жовтого кольору.

Фазні провідники L і нейтральні N в установках, виконаних одножильними провідниками з оболонкою, можуть мати будь-який колір за винятком жовтого та зеленого і не можуть бути багатоколірними. Фазні проводи не повинні мати яскраво-синього кольору, зарезервованого для нейтрального провода N.

До електропровідних частин, не призначених для створення електричних кіл, належать корпуси електроустановок, кріпильні деталі, осердя магнітних систем машин і апаратів та різного роду допоміжні пристрої.

Між струмопровідними та не струмопровідними частинами завжди є золяція. Коли стан ізоляції нормальний, то доторкування людини до не струмопровідної частини (наприклад до корпуса електроустановки) не становить ніякої небезпеки. В разі її пошкодження (електричного пробиття, механічного руйнування тощо) не струмопровідні частини отримують потенціал струмопровідних і стають небезпечними для людей, які обслуговують електроустановки і можуть їх торкатися. Тіло людини є провідником, середньостатистичне значення опору якого дорівнює 1000 Ом, тому в разі дотику до корпуса електроустановки, на якому з’явилася напруга, через тіло людини буде протікати струм. Струм понад 50 мА для людини небезпечний, а струм понад 100 мА – смертельний.

Фактично сила струму, який проходить через людину в разі її ураження, залежить не тільки від її опору, але й від напруги дотику Uдот. В мережах із заземленою нейтраллю (рис.4.15,а) Uдот наближено дорівнює фазній Uф напрузі установки, а в мережах з ізольованою нейтраллю (рис.4.15,б) Uдот дорівнює різниці між лінійною напругою електроустановки 3Uô і напругою Uіз на опорі ізоляціїZіз. Така напруга теж небезпечна для людини.

Рис.4.15. Дотик людини до корпуса електроустановки в мережі з заземленою (а) і ізольованою (б) нейтраллю.

Оскільки дотик до корпусів електроустановок відбувається часто, то необхідно вжити заходів для захисту людей від уражень електричним струмом, тобто зробити так, щоб доторкування було безпечним. Найпоширенішими і найефективнішими заходами захисту людей є захисне заземлення і занулення електроустановок.

Захисне заземлення. Захисне заземлення – це цілеспрямовано виконане електричне з’єднання чи його еквіваленту у металевих не струмопровідних частин електроустановок, які можуть опинитися під напругою внаслідок замикання на корпус та з інших причин.

Заземлення виконують металевими трубами чи кутниками, забитими в землю та з’єднаними металевими штабами (стрічками). Труби називають заземлювачем, а провід, що з’єднує корпус електроустановки з заземлювачем – заземлювальним проводом. Сукупність заземлювального провода і заземлювача утворює заземлюючий пристрій.

Призначення захисного заземлення – знизити потенціал електроустановки відносно землі до безпечного для людини значення. Такий ефект досягається, якщо опір заземлення буде лежати в межах 2-10 Ом. У ролі заземлювачі можуть використовуватися не тільки спеціально вбиті в землю труби, але й так звані природні заземлювачі, тобто існуючі електропровідні предмети, закопані в землю (труби водопроводу, оболонки кабелів, металева арматура залізобетонних фундаментів тощо).

Після влаштування захисного заземлення з опором 2-10 Ом паралельно до людини утвориться додатковий шлях витоку струму на опір ізоляції лінії Zіз (рис.4.16,а). Враховуючи, що опір людини становить 1000 Ом і що струм при паралельному з’єднанні розподіляється обернено пропорційно опорам, через тіло людини буде протікати дуже малий струм, який фактично який фактично не становить для неї небезпеки.

Рис.4.16. Захисне заземлення (а) і заземлювальна шина (б).

Якщо електроустановок в цеху багато, то щоб не виконувати окремого заземлення для кожної з них (бо це не економічно і не завжди можливо), прокладають заземлювальну шину з одним чи двома заземленнями, до якої приєднуються всі електроустановки (рис.4.16,б).

Занулення. Занулення в електроустановках і в мережах низької напруги називають цілеспрямовано виконане електричне з’єднання металевих не струмопровідних частин обладнання з глухо заземленою нейтраллю генератора чи трансформатора в мережах змінного струму, а також з глухо заземленою середньою точкою в три провідних мережах постійного струму чи з нульовим провідником.

На рис.4.17,а зображено занулення електроустановки у трифазній мережі змінного струму з глухо заземленою нейтраллю. Корпус електроустановки з’єднаний з нульовим провідником, тобто занулений. Під час пошкодження ізоляції фази електроустановки в ній виникає однофазне КЗ, струм якого Ікз замикається через пошкоджену фазу електроустановки, нульовий провід і фазу трансформатора. В разі відсутності заземлення нейтралі людина потрапила б під напругу, а в разі його наявності напруга дотику людини Uдот стає практично рівною нулеві. Крім того, під час КЗ електроустановку швидко вимикає релейний захист, що зводить доторкування людини до електроустановки під час її пошкодження практично до нуля.

Рис.4.17. Занулення електроустановки (а) та повторне заземлення магістралі занулення (б).

Якщо у виробничому приміщенні електроустановок багато, то прокладають магістраль занулення зі штабової чи стрічкової сталі, яка, будучи нульовим проводом, з’єднується з нейтраллю генератора чи трансформатора та з її заземленням (рис.4.17,б). Магістраль занулення (нульовий провід) необхідно повторно заземлити (рис.4.17,б), бо може статися її обрив і частина електроустановок втратить зв'язок з землею. Наслідки такої втрати зрозумілі. З цих же причин заземлювачі повинні з’єднуватися з магістраллю занулення не менш ніж двома провідниками в різних точках.

Вимоги до захисного заземлення і занулення. Захисне заземлення чи занулення потрібно виконувати:

 для всіх електроустановок напругою 380 В і вище в мережах змінного струму та 440 В і вище – в мережах постійного струму;

 для електроустановок напругою від 42 В до 380 В змінного струму та від 110 В до 440 В постійного струму, встановлених у приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних приміщеннях, на відкритій території та у вибухонебезпечних зонах будь-якого класу;

 для електроустановок напругою до 42 В змінного струму та до 110 В постійного струму, встановлених у вибухонебезпечних зонах будь-якого класу.

 Заземленню чи зазеленю підлягають:

 корпуси електричних машин, трансформаторів, апаратів, світильників тощо;

 каркаси розподільних щитків, шаф, панелей і т.д.;

 металеві оболонки і броня кабелів, труби, лотки, короби, кожухи шино проводів, троси на яких підвищуються проводи;

 металеві корпуси пересувних та переносних електроприймачів;

 електрообладнання, розташоване на рухомих частинах машин і механізмів.

Не потребують заземлення чи занулення:

 корпуси електрообладнання, встановленого на заземлених чи занулених металевих конструкціях, у разі наявності надійного електричного контакту між обладнанням чи конструкцією;

 здіймні та відкривні частини металевих каркасів та корпусів;

 корпуси електроприймачів з подвійною ізоляцією;

 металеві відгалужу вальні та розгалужувальні коробки, відтинки металевих труб захисту кабелів у місцях їх проходження крізь стіни тощо.

Для установок відповідальним чином нормуються опори заземлень.

В мережах з ізольованою нейтраллю опір заземлювального пристрою повинен бути не більшим 4 Ом. Якщо сумарна потужність генераторів чи трансформаторів не перевищує 100 кВА, то опір заземлювального пристрою не повинен перевищувати 10 Ом. В разі великого питомого опору землі (більшого 500 Ом∙м) допускається збільшення опору заземлювального пристрою в 0,002 разів, але не більше десятикратного.

В мережах з глухо заземленою нейтраллю та лінійною напругою 660, 380 і 220 В трифазного струму опір заземлювального пристрою нейтралі не повинен перевищувати 2, 4 та 8 Ом відповідно. В разі наявності повторних заземлювачів їхній загальний опір не повинен перевищувати 5, 10 і 20 Ом, а опір кожного окремого повторного заземлювача не повинен перевищувати 15, 30 і 60 Ом відповідно при тих же напругах.

У ролі природних заземлювачів використовуються:

 водогінні та інші металеві трубопроводи в землі, крім трубопроводів з горючими газами та рідинами;

 обсадні труби свердловин;

 металеві і залізобетонні конструкції будівель і споруд, які стикуються з землею;

 свинцеві оболонки кабелів, прокладені в землі (алюмінієві оболонки використовувати для цього заборонено);

 рейкові шляхи не електрифікованих залізничних колій;

 інші природні заземлювачі.

З'єднання нульових і заземлювальних провідників між собою виконується зварюванням чи болтовим з’єднанням. Місця з’єднання повинні бути доступні для огляду. Приєднання провідників до частин електроустановок теж виконується зварюванням або болтами. При цьому передбачаються заходи проти ослаблення та корозії з’єднань. Кожна частина електроустановок, яка підлягає заземленню, приєднується за допомогою окремого відводу.

Якщо встановлені вимоги до захисного заземлення чи занулення дотримані, то захист людей від уражень електричним струмом буде забезпеченим.