Что такое защитное заземление и как его устраивать. Часть 3.

Часть 3

МАРК РОМАНОВИЧ НАЙФЕЛЬД

1959 год ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО, МОСКВА / ЛЕНИНГРАД

В брошюре приводятся основные понятия о назначении защитных заземлений в электрических установках переменного тока напряжением до 35 кв и их устройстве. Приводятся краткие сведения по расчету и эксплуатации заземляющих устройств. Брошюра предназначена для квалифицированных рабочих-элетриков, окончивших 7—10 классов средней школы.

СОДЕРЖАНИЕ

Часть 1

1. Введение

2. Защитное заземление в сети c изолированной нейтралью

3. Заземляющее устройство

4. Напряжение шага. Напряжение прикосновения. Выравнивание потенциалов

5. Защитное заземление в сети с заземленной нейтралью (зануление)

6. В каких случаях требуется заземление

Часть 2

7. Сопротивления заземляющих устройств

8. Влияние характера грунта и его состояния на сопротивление растеканию заземлителей

9. Естественные заземлители и заземляющие контуры

10. Заземляющие проводники

Часть 3

11. Прокладка заземляющих проводников, соединения и присоединения

12. Пример расчета заземляющего устройства

13. Правильная эксплуатация — основа безопасности

14. Измерение сопротивления заземляющих устройств

Дополнительные меры при заземлении

<�Как дополнительно обезопасить участок заземления? Площадь заземлителя и расход металла можно сократить за счет сооружения специального изолирующего заграждения, которое устанавливается по периметру заземлителя. Следует отметить, что ограждение должно быть изготовлено из диэлектрика. Такой подход позволяет не допустить растекания электрического тока по земной поверхности. Кроме того, ограждение из диэлектрика позволяет выровнять потенциал за пределами заземлителя.

Из чего лучше всего изготовить заграждение?

Для сооружения данной конструкции можно использовать любой материал, не пропускающий электрический ток, также он должен быть весьма прочным с механической точки зрения, а электрическая прочность его должна составлять не меньше 1 МВ/м. Для этой цели лучше всего подойдут изоляторы, которые изготавливают на битумной основе. Например, к ним относят бризол, производимый из отходов производства. Его электрическая прочность обычно бывает не менее 20 МВ/м.

ПРОКЛАДКА ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ ПРОВОДНИКОВ, СОЕДИНЕНИЯ И ПРИСОЕДИНЕНИЯ

Заземляющие проводники должны обеспечивать безопасность людей, между тем нарушение непрерывности цепи заземления не нарушает нормальной работы установки и может оставаться в течение длительного срока незамеченным. Поэтому для обеспечения надежности заземляющей проводки «Правила» предписывают принимать ряд мер:

1. Во избежание разрыва цепи заземления или зануления в ней не должны устанавливаться рубильники, выключатели или предохранители (за исключением случаев, когда вместе с фазными отключаются заземляющие проводники).

Например, установка выключателя или предохранителя в цепи занулепия (рис. 12) может привести к поражению

при прикосновении к зануленному корпусу, даже когда исправна изоляция. Это произойдет, если перегорит вставка предохранителя или будет отключен выключатель.

Как показано на рис. 13, при неправильном присоединении и возможном обрыве заземляющего проводника (отмечено на рисунке) последствия могут быть такими же, как и в случае, приведенном на рис. 12, т. е. корпус светильника получит через нить лампы то же напряжение, что и фазный провод.

В трехпроводной сети с изолированной нейтралью заземление светильников выполняется отдельным проводником (рис. 14).

На рис. 15 показано включение ламповых патронов. Помимо случаев неправильной установки выключателя, здесь могут иметь место неправильные присоединения фазного провода к винтовой гильзе патрона, что не должно допускаться, так как во многих конструкциях гильза недостаточно закрыта от случайного прикосновения.

2. Зануление электроприемников может быть осуществлено одним из следующих способов:

а) отдельно проложенным медным или алюминиевым зануляющим проводником;

б) присоединением к нулевому проводу;

в) присоединением к магистрали зануления полосовой сталью либо с использованием стальных труб электропроводки, металлических оболочек кабелей (при достаточной их проводимости) и т. п.

В связи с возможностью обрыва нулевого провода, из-за чего электроприемники могут остаться незаземленными, «Правила» предписывают устраивать повторные заземления нулевого провода.

Рис. 16. Присоединение заземляющих проводников к магистрали заземления.

Повторные заземления устраиваются на вводах в здания (снаружи или внутри зданий) и воздушных линиях через каждый километр.

Общий вид сети с занулением показан на рис. 17.

3. Заземляющие проводники должны быть защищены от механических и химических воздействий. Механическая прочность обеспечивается соответствующим выбором сечений, а также защитой в местах пересечений в земле с другими коммуникациями (трубопроводы, кабели и т. п.). Защита от химических воздействий может осуществляться соответствующими покрытиями или окраской. С этой

Рис. 17. Общий вид сети с занулением электрооборудования.

целью заземляющие проводники прокладываются па некотором расстоянии от стен (рис. 18).

4. Заземляющие проводники, за исключением стальных труб скрытой проводки, оболочек кабелей в земле и т. п., для возможности осмотра целости проводки должны прокладываться в помещениях открыто; не должна допускаться прокладка их скрыто в фундаментах машин, стенах и

Рис. 18. Прокладка шин заземления по стене.

ругих местах, где осмотр невозможен. Проходы через стены и перекрытия должны выполняться во втулках из листовой стали или отрезках стальных труб; заземляющие проводники должны проходить в них свободно.

5. Открытые заземляющие проводники должны быть окрашены фиолетовый цвет, для того чтобы облегчить распознавание их электротехническим персоналом и обратить внимание прочих лиц на специальное назначение этих проводок (нулевые провода воздушных линий и электропроводок не окрашиваются).

6. Соединения заземляющей проводки должны обеспечивать надежный контакт. Присоединение заземляющих магистралей к заземлителям следует осуществлять в двух местах. Эти присоединения, а также соединения стальных проводников в земле должны осуществляться сваркой внахлестку. Длина нахлестки принимается равной двойной ширине при прямоугольном сечении и 6-кратному диаметру — при круглом (рис. 19).

Места болтовых присоединений должны быть хорошо зачищены и покрыты техническим вазелином. В местах, где возможно попадание влаги, и наружных установках контакты должны быть покрыты смазкой, защищающей их от

Рис. 19. Соединения и ответвления шин заземления.

коррозии (хорошо себя зарекомендовала так называемая «морская смазка» ЛМС-1 заводов нефтяной промышленности) .

Присоединение заземляющих проводников к оборудованию, подвергающемуся частому демонтажу, или на движущихся частях следует выполнять гибкими проводниками.

Места присоединения к трубопроводам должны выбираться с учетом возможности их разъединения при ремонтных работах. Поэтому у водомеров, задвижек и т. п. следует предусматривать обходные соединения.

7. Металлические оболочки кабелей (свинцовые, алюминиевые) должны, иметь надежные соединения по всей длине линии между собой и с корпусами соединительных, концевых и других муфт. На концах линий металлические оболочки и муфты кабелей должны быть соединены гибкими медными проводниками и присоединены к магистрали заземления.

В табл. 9 приведены рекомендованные НИИ кабельной промышленности сечения этих проводников для заземления металлических свинцовых или алюминиевых оболочек кабелей и корпусов кабельных муфт.

Все соединения металлических оболочек кабелей и соединительных муфт (свинцовых или медных) с заземляющими проводниками осуществляются пайкой; для обеспечения прочности припаянные проводники должны быть дополнительно закреплены, например проволочными бандажами. Присоединения к чугунным или стальным защитным корпусам соединительных муфт, а также присоединения к концевым муфтам и воронкам осуществляются при помощи болтов.

Таблицa 9

что это такое, пример выполнения для частного дома

Что такое заземляющее устройство?

Заземляющее устройство (earthing arrangtmtnt), согласно ГОСТ 30331.1-2013 [1], — совокупность заземлителя, заземляющих проводников и главной заземляющей шины. Данный термин имеет жаргонизм «контур заземления», что некорректно.

Пример технологии выполнения для электроустановки индивидуального жилого дома.

На одном из форумов я наткнулся на типовой проект (далее ТП) серии 5.407-155.94, который был утвержден Департаментом электроэнергетики Минтопэнерго РФ и в котором, непосредственно, можно отыскать необходимую информацию о выполнении заземляющего устройства для электроустановки частного дома.

Этот проект не лишен недостатков, например, в плане терминологии, так как был выпущен до появления стандартов комплекса ГОСТ Р 50571, но, тем не менее, в нем можно найти нужную нам реализацию заземляющего устройства для индивидуального жилого дома.

Показанные там эскизы схем заземлителей были разработаны и использовались еще со времен СССР, что говорит о достаточной проверке временем на практике и, следовательно, высокой надежности.

Далее, нам нужно знать удельное сопротивление типа почвы, в которой будут находится заземляющие электроды. К примеру, тип почвы – глинистый песок. Расчетное удельное сопротивление глинистого песка — ρ = 220 Ом*м. Тогда согласно 5.407-155.94.1-57 выбираем подходящий эскиз заземлителя (в нашем случае это схема N4). Я немного видоизменил его под стандарт ГОСТ Р 50571.5.54–2013 и получилось следующее:

Реализация заземляющего устройства (ГЗШ не показана на рисунке)

Данное заземляющее устройство, согласно ТП, актуально для типов грунта с расчетным ρ ≤250 Ом*м и должно обеспечивать Rзу ≤ 30 Ом. И состоит оно из:

• 2 вертикальных заземляющих электродов, длинной 3 метра и расположенных на расстоянии L ≥ 6 м.
• одного горизонтального заземляющего электрода, соединенного с заземляющим проводником.

• Главной заземляющей шины (ГЗШ), установленной в здании (на эскизе не показана) и соединенной с заземляющим проводником. Саму ГЗШ подключают защитным проводником к защитной шине ВРУ, от которой «начинаются» все защитные проводники. К последним присоединяют открытые проводящие части (ОПЧ) электрооборудования.

Некоторые технические подробности:

• Заземляющие электроды углубляют так, чтобы верхняя их часть была на 0.5 метра ниже поверхности грунта.
• Минимальные размеры проложенных в земле электродов и заземляющего проводника можно найти в таблице 54.1 ГОСТ Р 50571.5.54–2013. К примеру, для круглого вертикального заземляющего электрода, выполненного в виде стержня из стали горячего цинкования минимальный диаметр составит – 16 мм. А для горизонтального заземляющего электрода и заземляющего проводника, выполненного в виде круглой проволоки из той же стали, минимальный диаметр составит – 10 мм.
• Части заземлителя, которые находятся в земле, cогласно ТП, следует соединять между собой посредством электросварки двойным швом.

• ГЗШ должна иметь зажимы для подключения защитных проводников и защитных проводников уравнивания потенциалов. Эти зажимы должны допускать подключение проводников сечением ≥ 16 кв.мм. ГЗШ должна иметь один или два зажима для подключения заземляющих проводников диаметром ≥ 10 мм.
• Число вертикальных электродов зависит от удельного сопротивления грунта и максимально допустимого сопротивления заземляющего устройства (ЗУ). Если электроустановка здания имеет тип заземления системы TN-C-S, сопротивление ЗУ не влияет на защиту от поражения электрическим током. Здесь необходимо обеспечить непрерывность электрической цепи PEN-проводник — защитный проводник. Поэтому сопротивление ЗУ может быть нормировано, например, требованиями к защите дома от молний.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 30331.1-2013
2. Типовой проект серии 5.407-155.94
3. ГОСТ Р 50571.5.54–2013

Сечения гибких медных заземляющих проводников кабельных линий

Заземление проводов с металлической оболочкой (СРГ, ТПРФ и т. п.) также выполняется при помощи гибких проводников пайкой. При этом заземляющий проводник предварительно для закрепления наматывается на проводе в два-три витка.

8. Стальные трубы, используемые для заземления, должны иметь надежные соединения. При открытой прокладке могут применяться хорошо затянутые муфты на сурике с контргайкой на стороне длинного участка резьбы (сгон) либо иные конструкции, дающие надежный контакт. При скрытой прокладке должны применяться только муфты на сурике, причем они должны быть дополнительно ‘Приварены с каждой стороны в одной-двух точках.

Если трубы используются для занулений, то даже при открытой прокладке необходимо соединительные муфты дополнительно приваривать к трубам в одной-двух точках.

9. Соединения нулевых проводов воздушных линий допускается производить теми же методами, что и фазных (например, сжимами).

Устройство защитных токовых отводов при работе с трехфазным электрическим оборудованием

Коммутация трехфазных потребителей электроэнергии отличается от подключения обычной бытовой электротехники, поэтому устройство защитных систем осуществляется иным способом. При этом не нужно путать нулевой или заземляющий провод, участвующий в системе управления, то есть, задействованный в схему пуска и остановки агрегата, с защитным проводником, предназначенным для отведения опасного разряда на землю.

Оформление, разводка, подключение электрооборудования

Работы производятся в несколько этапов:

1. По периметру помещения обустраивается отдельная линия (трасса), выполненная из узкой металлической полосы 40х3 мм или медного провода сечением 16 мм.кв.
2. На ней в скрытом месте монтируется шина (желательно медная) с контактными приспособлениями (шпильками или отверстиями для болтовых соединений). Допускается использование металлической шины, но в этом случае приваривание шпилек – обязательное условие.
3. Эта линия соединяется с контуром заземления или зануления, выведенным отдельным проводом от распределительного щита и имеющим надежную связь с землей либо прямую, либо через рабочий ноль
4. Корпуса всех потребителей (трехфазных электродвигателей) через медный провод соединяются с описанной шиной.

При возникновении короткого замыкания от утечки напряжения из-за нарушения изоляции или «пробития» одной из фаз на корпус заземленного электрооборудования, ток сразу будет уходить в землю по пути наименьшего сопротивления, то есть через соединенную с рабочим нулем или землей жилу. Это сохранит человека от поражения электротоком при касании корпуса прибора.

Устройство зануления допускается только в случае отсутствия возможности коммутации с земляным контуром. Во всех иных случаях правильным считается только защитное заземление.

Обязательное использование дополнительных защитных устройств

Описанные заземляющие и зануляющие системы эффективны при возникновении значительных утечек или коротких замыканий на корпус электроприборов. Однако для достижения полной безопасности при обслуживании оборудования необходимо применение дополнительных средств защиты, обеспечивающих разрыв электрической цепи при возникновении нарушений их работы.

На производственных предприятиях это могут быть блоки автоматики (контроля изоляции БКИ или максимальной токовой защиты). Но наиболее распространенными средствами, как на производстве, так и в быту, являются автоматические выключатели и устройства защитного отключения, которые:

• обеспечат обесточивание электрической цепи в случае возникновения неполадок;
• защитят пользователя от поражения электрическим током;
• предохранят технику от возгорания.

Такие приборы могут иметь исполнение для однофазных или трехфазных систем. Они бывают:

• однополюсные – устанавливаются на одну из линий (ноль, фаза);
• двухполюсные – устанавливаются на оба провода электропроводки;
• многополюсные (три и более) – используются при трехфазном напряжении.

Автоматический выключатель производит отключение при превышении токовой нагрузки номинального значения, указанного на корпусе прибора. УЗО контролирует состояние электросети и срабатывает при появлении самых незначительных утечек тока.

ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Рассмотрим следующий пример расчета заземляющего устройства. Заземляющее устройство подстанции требуется выполнить с сопротивлением Rк

=4
ом
. Грунт в районе подстанции имеет замеренное удельное сопротивление ρ = 0,6·104
ом·см
. Заземлитель выполняется из уголков 50×50
мм
длиной 2,5
м
, соединяемых стальными полосами 40×54
мм
.

Требуется определить количество уголков и длину стальной полосы.

Вначале определяем приближенно количество уголков и общую длину стальной полосы.

По табл. 3 уголок 50×50 мм

имеет сопротивление растеканию

0,00318 ρ = 0,00318·0,6·104 = 19,1 ом

.

По наведенным справкам (на метеорологической станции) район относится ко II климатической зоне по табл. 4. В соответствии с этой таблицей для учета высыхания или промерзания грунта принимаем для уголков повышающий коэффициент равным 1,8. Тогда сопротивление одного уголка будет равно

19,1·1,8 = 34,4 ом

.

Примем расположение уголков возле подстанции в один ряд с расстоянием между ними 3 м

(см. рис. 11), т. е. контур заземления будет относительно простым.

Для учета взаимоэкранирования уголков в контуре принимаем коэффициент использования (см. § 9) равным 2 (Выбор коэффициентов использования приведен в специальной литературе и электротехнических справочниках). Таким образом, сопротивление одного уголка в контуре следует принимать равным

34,4·2 = 68,8 ом

,

а количество уголков

Таким образом, можно было бы принять для контура 17 уголков, если не учитывать еще сопротивления растеканию полосы как заземлителя. Однако при длине около 48 м

, которая требуется для соединения 17 уголков, учет этого сопротивления, как увидим, даст возможность уменьшить их количество. По графику на рис. 10 находим, что сопротивление полосы длиной 48
м
равно примерно 2
ом
. По табл. 4 принимаем повышающий коэффициент 4 на высыхание или промерзание грунта; коэффициент, учитывающий взаимоэкранирование полосы с трубами, принимаем равным 2,5. Таким образом, сопротивление полосы следует считать равным

2·4·2,5 = 20 ом

.

Уголки и полоса представляют собой два параллельно соединенных сопротивления. Их общее сопротивление, т. е. сопротивление контура заземляющего устройства подстанции Rк

; определяется из уравнения

где Rуг

— общее сопротивление всех уголков;

Rп

— сопротивление полосы.

Из этого уравнения находим, что общее сопротивление уголков должно быть равно

Теперь уточняем требуемое количество уголков. Оно равно

Чтобы оставить длину соединительной полосы равной 48 м

, удлиняем се на двух углах контура на 4,5
м
с каждой стороны.

Фактическое сопротивление заземляющего устройства должно проверяться измерением на объекте. В случае необходимости к контуру присоединяются дополнительные заземлители.

Приведенный выше расчет выполнен исходя из того, что поблизости нет естественных заземлителей (Rест

). Если же они имеются, необходимо произвести измерение их сопротивления. Если сопротивление их достаточно мало (4
ом
или ниже для данного примера), то устройства искусственных заземлителей не требуется. Если оно слишком велико, то его уменьшают путем добавления искусственных заземлителей.

Допустим, что в рассмотренном выше случае можно использовать имеющийся вблизи естественный заземлитель (водопровод) с сопротивлением 5 ом

. В таком случае искусственный заземлитель должен быть выполнен уже не на 4
ом
, а только на 20
ом
. Его сопротивление подсчитывается по формуле

Дальнейший расчет производится так же, как указано выше.

Установка горизонтального заземления

Горизонтальные заземлители прокладывать на глубине 0,5 м. Если земли пахотные, то глубину лучше всего увеличить до 1 м. Как правило, подобные заземлители устанавливаются с помощью специальных аппаратов.

В случае горизонтального заземлителя, расположенного слишком близко к поверхности земли, растекание электрического тока по почве будет проходить не равномерно, а на более значительной глубине такой эффект достигается без лишних затрат и усилий.

У горизонтально заложенных проводников сопротивление значительно выше по сравнению с аналогичным элетродом, установленным в вертикальное положение. Именно по этой причине чаще всего при проведении электромонтажных работ пользуются вертикальными электродами.

Лучше всего для этой цели использовать глубинные вертикальные электроды, так как они способны добраться до хорошо проводящих электрический ток слоев грунта.

ПРАВИЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ — ОСНОВА БЕЗОПАСНОСТИ

Практика эксплуатации оборудования показывает, что подавляющее большинство несчастных случаев происходит из-за несоблюдения правил устройства, правил эксплуатации и правил техники безопасности.

Правильность устройства заземлений должна тщательно проверяться при их приемке в эксплуатацию после окончания монтажных работ. Должны быть проведены необходимые испытания с целью определения соответствия заземлений «Правилам» и данным проекта. Проверяются сечения, целость и прочность заземляющих проводников, всех соединений и присоединений.

При приемке заземляющих устройств в эксплуатацию должны быть предъявлены: а) исполнительные чертежи и схемы устройства; б) акты на подземные работы; в) протоколы испытаний» [«Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей» (ПТЭ), 1953 г., § 858].

В эксплуатации установок должны соблюдаться указанные ниже сроки осмотров и испытаний заземляющих устройств.

Осмотр наружной части заземляющей проводки, проверка надежности присоединения к ней оборудования и состояния пробивных предохранителей должны производиться одновременно с текущими и капитальными ремонтами оборудования (ПТЭ, § 859).

Пробивные предохранители устанавливаются на вторичной обмотке трансформаторов при изолированной нейтрали п вторичном напряжении до 500 в

.

В случае повреждения обмоток и попадания высокого напряжения на обмотку низшего напряжения изолирующий промежуток предохранителя пробивается и последняя соединяется с землей через сеть заземления установки.

Измерения сопротивлений заземляющих устройств на электростанциях, подстанциях и линиях электропередачи высокого напряжения с выборочным вскрытием отдельных элементов заземляющего устройства должны производиться не реже 1 раза в 5 лет. Результаты измерений должны оформляться актом (ПТЭ, § 860).

При применении искусственной обработки грунта дли уменьшения сопротивления заземлителей солью или другими веществами этот срок следует сократить примерно до 2 лет.

ПТЭ электроустановок промышленных предприятий (издания 1951 г.) требуют для фабрично-заводских установок производить измерение сопротивления заземляющих устройств и проверять наружные части заземляющей проводки не реже 1 раза в год (для воздушных линий 1 раз в 5 лет), а состояние пробивных предохранителей — ежемесячно.

На каждое отдельное заземляющее устройство должен быть составлен паспорт, содержащий схему устройства, основные технические и расчетные данные, данные о результатах осмотров и испытаний, сведения о произведенных ремонтах и внесенных изменениях (ПТЭ, § 861).

Перед началом ремонтных работ в электрических установках в ряде мест приходится выполнять временные переносные заземления. К этим местам должны быть подведены заземляющие проводники, а на них предусмотрены зачищенные и смазанные вазелином места для присоединения переносных заземляющих и закорачивающих проводников.

Наложение временных заземлений должно производиться с соблюдением требований ПТЭ. Проводники переносных заземлений должны быть из меди, устойчивы по нагреву при коротких замыканиях и иметь сечение не менее 25 мм2

. Наконечники следует напаивать твердым припоем или наваривать.

В эксплуатации электротехнических установок необходимо прежде всего стремиться к предотвращению замыканий на землю и корпус. Это может быть достигнуто главным образом путем тщательного и своевременного контроля состояния изоляции сети и оборудования. Нарушения изоляции должны устраняться в кратчайший срок.

Статистика электротравматизма показывает, что большое количество несчастных случаев происходит при пользовании переносным электрооборудованием. Поэтому на правильную его эксплуатацию должно быть обращено особое внимание.

К переносному электрооборудованию относятся: электроинструмент (электросверлилки, электромолотки и др.) и электроаппараты производственного назначения, бытовые приборы всякого рода, детские игрушки, лампы и подобные им электроприемники, присоединяемые к источнику тока гибким проводом через штепсельную розетку.

В переносных электроприемниках замыкания на корпус более часты, чем в стационарных установках. Повреждения изоляции этих приемников и гибких проводников возникают довольно часто вследствие постоянных передвижений. Ручные приборы с металлическими рукоятками, например электроинструмент, представляют опасность еще и потому, что они охватываются во время работы руками и при случайном появлении напряжения на их корпусах у работающего может возникнуть судорога, препятствующая разжиманию рук и освобождению от тока без посторонней помощи.

Большое количество случаев электротравматизма при пользовании переносным оборудованием объясняется не только его широким применением в промышленности и быту, но главным образом прямыми нарушениями правил техники безопасности, дефектами конструкции самого оборудования и гибких связей и, наконец, применением всяких устарелых и самодельных устройств.

В условиях производственных помещений или наружных работ, где обычно имеет место повышенная опасность, корпуса переносного оборудования в соответствии с требованиями «Правил» должны быть заземлены, за исключением оборудования, работающего при напряжениях 36 и 12 в

. Согласно «Правилам» заземляющий проводник должен находиться в общей оболочке с фазными проводниками и иметь равное с ними сечение (не менее 1,5
мм2
), причем должны применяться гибкие проводники. Таким образом,отдельно проложенные заземляющие проводники не допускаются, так как имеется опасность их обрыва.

При хорошо поставленной эксплуатации состояние оборудования и гибкие связи должны подвергаться достаточно частой проверке, в частности после ремонтов. В отношении электроинструмента, вообще говоря, проверку следует делать перед каждой его выдачей.

Неправильное присоединение заземляющих проводников электроинструмента (рис. 20) служило неоднократно причиной несчастных случаев. Ненадежное их присоединение (навеской без закрепления) или совмещение заземляющего проводника с нулевым проводом поэтому не должны допускаться.

Рис. 20. Заземление переносного электроинструмента.

Переносные лампы должны применяться в соответствии с требованиями техники безопасности и не иметь токоведущих частей, доступных прикосновению. Такие лампы не заземляются.

Штепсельные розетки и вилки для переносных электроприемников в производственных условиях должны иметь специальные контакты для присоединения заземляющего проводника (рис. 21). Конструкция такого штепсельного

Рис. 21. Штепсельная вилка с заземляющим контактом.

соединения исключает возможность использования токоведущих контактов в качестве контактов, предназначенных для заземления. Соединение между заземляющими контактами штепселя и розетки устанавливается до того, как войдут в соприкосновение токоведущие контакты; порядок отключения — обратный. Для этой цели заземляющий контакт имеет большую длину, чем токоведущие. Заземленный контакт штепсельной розетки должен быть электрически соединен с ее корпусом, если последний выполнен из металла.

В помещениях жилых домов и общественных зданиях, где полы изготовляются из дерева и других материалов, являющихся хорошей изоляцией, заземление переносного электрооборудования не требуется.

WTF — это контуры заземления? | Hackaday

Эти волшебные существа появляются из ниоткуда и поджаривают вашу электронику или раздражают ваши ушные раковины. Понимание их, несомненно, сэкономит вам деньги и нервы. Вкратце, контур заземления — это то, что происходит, когда два отдельных устройства (A и B) отдельно соединяются с землей, а затем также соединяются друг с другом через какой-то кабель связи с землей, создавая петлю. Это обеспечивает два отдельных пути к земле (B может проходить через собственное соединение с землей или может проходить через землю кабеля к A, а затем к земле A), и означает, что ток может начать течь непредвиденным образом.Это особенно заметно в аналоговых аудиовизуальных установках, где результатом является гудение звука или видимые полосы на изображении, но также иногда является причиной необъяснимых отказов оборудования.

Вы можете найти петлю?

Один из примеров — кабельное телевидение. Это аналоговый сигнал, который поступает в ваш дом и заземляется в одном месте, обычно за пределами вашего дома. Кабель извивается к вашему развлекательному центру, где он подключается к ресиверу, который заземлен в другом месте.Это создает петлю и, благодаря электромагнитной индукции, связанной со всеми видами сигналов переменного тока вокруг, паразитный ток, который затем течет через различные цепи. Другой способ думать об этом — как о половине трансформатора; это одиночный контур, и значительная часть этого контура — это сразу после от живого провода электросети здания с постоянно меняющимся током.

Решение

Теперь, когда вы эксперт, решить проблему (или полностью избежать ее) довольно просто.Самый надежный способ — разрезать петлю, то есть удалить кабель или заменить его чем-то, кроме провода. Вы можете переключиться на беспроводную связь, такую ​​как Bluetooth или WiFi. Некоторые проводные протоколы используют дифференциальные сигналы вместо несимметричной передачи сигналов, так что нет необходимости в общей земле для справки. Переставьте вилки так, чтобы они вставлялись в одну розетку, сделав петлю как можно меньше. Другой вариант — использовать изолятор, который вы можете приобрести для выбранного кабеля или спроектировать в своем проекте с оптоизолятором или изолирующим трансформатором.Не используйте штепсельную вилку и не извлекайте заземляющий контакт, так как это просто устраняет функцию безопасности и может создать опасную ситуацию с шасси под напряжением.

Когда дело доходит до вашего осциллографа, вполне вероятно, что в какой-то момент вы захотите проверить что-то, что питается от сети, и тогда вы получите совершенно другой тип контура заземления. Если ваша вещь питается от батареи, здесь нет никакой опасности; сходить с ума, потому что нет возможности создать контур заземления. Если он подключен к стене, но через изолированный источник питания (что-то только с двумя контактами и изолирующим трансформатором), все в порядке, потому что все еще нет пути для контура заземления, но вы можете увидеть некоторый шум от грязного питания .

Но если он подключен к сети и имеет контакт заземления (даже косвенно, как устройство, питающееся от USB через блок питания компьютера), существует вероятность создания контура заземления, потому что вы подключаете заземленный прицел к другому заземленному устройство через зонд. Зажим заземления на пробнике подключается прямо к контакту заземления, а заземления на всех пробниках соединяются друг с другом, а эти контакты заземления соединяются с землей на вашем устройстве.

Заземление зонда осциллографа подключено. Технически вам нужно прикрепить к испытательному устройству только один зажим заземления. Заземление зонда подключается непосредственно к земле. Они не плавают.

Если вы сделаете ошибку и прикрепите зажим заземления к чему-то, что на самом деле не заземлено, у вас будут всевозможные проблемы, так как теперь устройство замкнуто на землю через ваш зонд, который быстро самоуничтожится.Для тестирования устройств с заземляющим контактом требуется особая осторожность, чтобы не допустить подключения устройств с разными потенциалами. Разорвать контур заземления можно, просто не подключив зажим заземления, хотя это имеет и другие последствия.

Итак, подведем итоги: земля — ​​это не просто земля. Для измерения шума лучше всего, чтобы у каждого устройства был один и только один путь к одной точке заземления. Когда есть два или более пути к земле, они могут образовывать петлю, которая улавливает все виды электрических и магнитных помех окружающей среды. Исправить контур заземления так же просто, как разорвать его, но для этого вы должны иметь хорошее мысленное представление обо всех наземных путях в игре. Какой самый сложный контур заземления вы когда-либо видели? Не хватает хороших решений?

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Существует ряд способов измерения сопротивления заземляющих устройств. Ниже приводится описание принципа измерения при помощи одного из широко применяемых в практике приборов — измерителя заземлений типа МС-07 (МС-08).

Прибор работает по принципу магнитоэлектрического логометра. Основными деталями прибора являются две

Pис. 22. Принципиальная схема измерителя заземлений . I1, E1, I2, E2

— обозначения зажимов прибора.

рамки, одна из которых 1—1 включается как амперметр, вторая — 2—2 — как вольтметр. Эти катушки воздействуют на ось прибора в противоположных направлениях. Благодаря такому устройству отклонения стрелки прибора пропорциональны сопротивлению (величине U/I

), а шкала прибора градуирована в
омах
. Источником питания при измерении служит генератор
Г
постоянного тока, приводимый во вращение от руки. На общей оси с генератором укреплены прерыватель
П
и выпрямитель
Bn
Для измерения сопротивления отдельных заземлителей или сложных заземляющих устройств требуется еще два специальных заземлителя — зонд З

и вспомогательный заземлитель
В
.

Вспомогательный заземлитель создает цепь для измерительного тока через этот заземлитель и испытываемый.

Измерительная цепь проходит от зажима плюс генератора через рамку 1—1, вспомогательный заземлитель, испытываемый заземлитель, прерыватель и генератор. Рамка 1—1 получает постоянный ток от генератора, затем прерыватель П

преобразует ток в переменный, который поступает в землю через вспомогательный заземлитель
В
. В рамку 2—2, включенную между испытываемым заземлителем и зондом, подается выпрямленное через выпрямитель
Bn
напряжение. Таким образом, благодаря наличию прерывателя и выпрямителя через рамки логометра протекает постоянный ток (сплошные линии), а через землю — переменный (пунктирные линии). Наличие выпрямителя препятствует также попаданию блуждающих токов в рамку 2—2.

Для уменьшения погрешности последовательно с рамкой 2—2 включено добавочное сопротивление равное 150000 ом

.

Расстояние между испытываемым заземлнтелем и зондом должно быть не менее: для одиночных заземлителей — 20 м

, для заземлителей из нескольких (двух—пяти) труб— 40
м
, для сложных заземляющих устройств — не менее 5-кратного значения наибольшей диагонали (
D
) площади, занимаемой испытываемым заземлителем. Расстояния между вспомогательным и испытываемым заземлениями следует брать не менее 40
м
при простых заземлителях и не менее 5
D
+ 40 — при сложных.

Уменьшение указанных расстояний ведет к увеличению погрешности при измерениях. Измерения производят 2— 3 раза и определяют среднее значение.

Что такое заземление и для чего она нужна?

Под заземлением подразумевают металлическую конструкцию, предназначенную для снижения степени напряжения до неопасных для человека параметров. Важнейшей особенностью монтажа является установка системы в местах, обеспечивающих надежную изоляцию нейтрального провода.

Помимо этого, наличие заземления позволяет существенно увеличивать аварийный ток. Необходимость повышения этого параметра связана с тем, что при повышенном сопротивлении заземляющего контура, несмотря на критическое состояние электроприборов тока замыкания в некоторых случаях недостаточно для срабатывания защитных механизмов при этом опасность получения электротравмы сохраняется.

Принципиально, заземляющий контур является системой из нескольких проводников, обеспечивающих соединение токопроводящих элементов оборудования с грунтом. По назначению эти системы можно разделить на три основных типа:

1. Рабочий тип разработан для обеспечения работоспособности оборудования, как в обычных условиях, так и в условиях непредвиденных ситуаций;
2. Защитный тип обеспечивает защиту обслуживающего персонала в случае пробоя токоведущих элементов на корпус;
3. Грозозащитный тип обеспечивает отвод в землю атмосферных электрических разрядов.

Помимо этого, различают искусственное и естественное заземление и зануление. Разница в том что искусственное представляет собой специально изготовленную металлическую рамку. К естественным, можно отнести металлические конструкции, изготовленные для других целей и используемые в качестве заземления.