Заземление и зануление электрооборудования. Назначение, элементы исполнения. Области применения.

Заземление – гальваническое соединений электроустановки с заземляющими устройствами, при котором все металлические корпуса электроприёмников и металлические конструкции, которые могут оказаться под опасным напряжением из-за повреждения изоляции, должны быть преднамеренно и надёжно соединены с земдёй. При защитном заземлении между корпусом защищаемого объекта и землёй предусматривается электрическое соединение с малым сопротивлением, чтобы в случае замыкания на корпус этого объекта и прикосновения человека к корпусу, через тело человека не мог пройти ток, опасный для жизни и здоровья. Для этого сопротивление заземления должно быть в несколько раз меньше, чем сопростивление тела человека. Тогда основная часть тока замыкания будет проходить через заземление.

Предприятия горной промышленности имеют электроустановки различного назначения с раличным напряжением питания, территориально приближенные друг к другу, поэтому для них, согласно ПУЭ,

рекомендуется применять общее заземляющее устройство – совокупность заземлителя и заземляющих проводников. В ЭУ напряжением выше 1000 В сети с изолированной нейтралью, сопротивление заземляющего устройства R при прохождении по нему расчётного тока замыкания на землю Iз в любое время года с учётом сопротивления естественных заземлителей должно составлять R=125/Iз

По ПУЭ для расчётного тока принимают

1) В сетях без компенсации ёмкостных токов – полный ток замыкания на землю

Iз=Uл(35lк+lв)/350

Где Uл – линейное напряжение сети, кВ; lk,lв – общая длина электрически связанных воздушных и кабельных линий, км.

2) В сетях с компенсацией ёмкостных токов:

- для заземляющих устройств,к которым присоединены компенсирующие аппараты, - ток, равный 125% номинального тока этих аппаратов;

- для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, -остаточный ток замыкания на землю, который может иметь место в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов или наиболее разветвлённого участка сети.

В большинстве случаев, на поверхности шахт имеются трансформаторы, нейтрали которых присоединены к заземляющему устройству, поэтому сопротивление заземляющего устройства в любое время года должно составлять не более 2, 4, 8 Ом, соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В. Для электроустановок, напряжением 1000В с изолированной нейтралью на поверхности шахт сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом.

Заземление электрических аппаратов осуществляется путём присоединения их корпусов к местному заземлителю, состоящему из электродов различной формы, помещённых в почву и заземляющего провода определённого сечения из стали и меди. Существенную роль в эффективности заземлителя играет удельное сопротивление почвы. Все местные заземлители при помощи заземляющих жил гибких и свинцовой оболочки кабелей, соединяющихся в единую заземляющую сеть, переходное сопротивление которой будет уменьшаться с увеличением числа местных заземлителей, работающих параллельно.

rз<<<Rч

При замыкании одной из фаз с изолированной нейтралью на корпус эл. оборудования, то корпус окажется под напряжением, при случайном касании человеком корпуса через человека проходит опасный ток, при этом величина утечки зависит от напряжения прикосновения и сопротивления человека, поэтому для снижения тока через организм человека, надо снизить напряжение прикосновения, для этого корпус эл.оборудования в нормальном режиме работы металлическим отводом с малым сопротивлением через электрод (заземлитель) заземляют. при возникновение замыкания фазы на корпус возникающая утечка тока пойдет по 2-ж параллельным цепям. Величина утечки проходящей ч/з заземлитель на землю при отсутствии касания человеком: I_y=3U_ф/(3r₃+R_сети); при этом напряжение к.з. на корпус U_к.з.=I_ут*r_з; величина тока протекающего через человека при касании заземленного корпуса I_ч= U_пр/R₁=U_к.з/R_ч=I_ут*(r_з/R_ч) так как r_з<<<R_ч, то основной ток пройдет через заземлитель и напряжение прикосновения будет снижено. Таким образом защитное заземление под которым понимается преднамеренное соединения корпуса с землей предназначено для снижения напряжения прикосновения и защиты человека от поражения током при касании корпуса.

Заземлители могут быть естественные и искусственные. Естественные это: тюбинговая крепь стволов, обсадные металлические трубы энергоскважин, железобетонные конструкции связанные с землей, нетокопроводящие железнодорожные пути, водопроводы холодной воды. В качестве искусственных заземлителей используются отрезки труб, рельсов, уголковое и круглое железо, для соединения заземлителя с корпусом используется стальной провод 50мм² или медный 25мм² Для лучшего растекания тока утечки заземлители размещают в корпусах обладающими малыми удельными сопротивлениями или во влажной среде.

В сетях с глухозаземленной нейтралью где любое замыкание фазы на землю сопровождается током к.з. большой величины, используют МТЗ, которая отключает сеть.

При заземлении корпуса в сетях с глухо-заземленной нейтралью при замыкании фазы на корпус, ток будет растекаться в породах и может не привести к действию МТЗ, поэтому используют зануление корпуса, т.е. присоединяют к нулевому, нетоковедущему проводу, приваренному к заземляющим отводам с R≤ 4Ом, так как сопротивление нулевого провода намного меньше сопротивления человека, то ток к.з. будет идти по нулевому проводу и МТЗ срабатывает и отключает сеть. Таким образом основным назначением зануления в сетях с глухо-заземленной нейтралью является: при возникновении токов к.з. мгновенное отключение сети от источника питания с помощью МТЗ. Нулевой провод может использоваться для подключения световых приборов. Для обеспечения использования сетей с глухо-заземленной нейтралью источника питания для осветительных приборов надо прокладывать второй нулевой провод.

5. Построение системы заземления электрооборудования в подземных выроботках. Основные элементы исполнения, нормирование сопротивлений заземлений.

По ПБ защитному заземлению подлежат свинцовые оболочки (броня) высоковольтных кабелей, РУ ВН, их вводные и выводные кабельные муфты, корпуса соединительных чугунных муфт, кабелей со свинцовой оболочкой, корпуса всех электродвигателей, пускозащитной аппаратуры. Заземлению не подлежат защитные оболочки полугибких и гибких кабелей с заземляющими жилами, металлическая крепь, токовые рельсы электровозной откатки. Общешахтная система заземления создается на любом действующем горизонте и состоит из главных заземлителей (з) и местных заземлителей (у любого токоприемника), которые связаны с главными заземлителями заземляющей цепью функции которой выполняют заземляющие жилы гибких и полугибких кабелей со свинцовой оболочкой (основной и резервной). Главные заземлители (не менее 2-х) в шахтах с водопритоком размещается в зумпфе ствола (5) и в главном подземном водосборнике (4) горизонта. Они выполняются из листового железа сечением ≥75мм² толщиной 5мм с длиной листа не менее 2,5метра. В камере ЦПП, в которой размещены РУ создается заземляющая шина (10) из полосовой стали, к которой с помощью стальных отводов сечением 50мм² либо медным проводом Ø 25мм² болтами подключается к главному заземлителю. К заземляющей шине ЦПП стальными или медными отводами подсоединяется броня вводных кабелей со свинцовой оболочкой 6кВ и корпуса РУ. У любого отдельного токоприемника в подземных выработках создаются местные заземлители, которые при наличии водоотливных канавок (7) выполняются из листов железа сечением ≥ 0,6м², толщиной 3мм, которые размещаются на песчаной подушке на дне водоотливной канавки и засыпаются мелкой породой. Местные стальные заземлители присоединяются к корпусам. При наличии нескольких ТП-ав в близи друг от друга их корпуса присоединяют к металлической шине, которая отводом присоединена к групповому местному заземлителю. Заземление передвижных трансформаторов осуществляется с помощью заземляющей жилы гибких или полугибких кабелей. В сухих выработках без водопритока в качестве местных заземлителей используется полые металлические трубы длиной 1,5 метра, которые размещаются в шпуре глубиной 1,4метра и сваркой присоединяются к металлическому отводу. При этом для снижения переходного сопротивления поверхности трубы по длине трубы сверлят 20 отверстий, а внутреннюю часть заполняют смесью песок-соль в соотношении 6/1. При этом их стараются разместить в местах капежа, а при их отсутствии, периодически их увлажняют. Величина сопротивления цепи заземлителя гибких кабелей (9) с дистанционными цепями управления передвижных машин на участке ТП-ик (машины) – пускатель на напряжение 660В не должно превышать 100 ОМ, а при напряжении = 1140В ≤50 Ом, Благодаря параллельному подсоединению местных заземлителей к главному, заземляющая цепь обладает малым сопротивлением и способствует проводимости токов утечки. В сухих шахтах без водопритока и в верхних горизонтах шахт, в которых эл. энергия вводится через пробуренные скважины закрепленные металлическими трубами и при наличии в выработках пород с большим удельным сопротивлением либо вечной мерзлоты главные заземлители размещают на поверхности шахт. При наличии тюбингового крепления стволов или металлических обсадных труб энергоскважин функцию одного из главных заземлителей может выполнять крепь или обсадная труба. По требованиям ПБ сопротивление замеренное у местного заземлителя токоприемника наиболее удаленного от главного заземлителя при наличии водопритока не должна превышать 2 Ом, а без водопритока 4 Ом. Ежесменно обязательно нужно производить осмотр состояния местных заземлителей. Спец. бригады один раз в квартал спец. приборами производят замер напряжения прикосновения и сопротивления местного заземлителя у каждого токоприемника, результаты которых заносятся в спец. журнал состояния общешахтной сети заземления.(также есть материалы на копиях с Заватского).

Дата добавления: 2015-12-07