Jordning av kraftutrustning och kommersiella nätverk

Varför är elektriska installationer jordade, vilken fara utgör ojordade kretsar för människor och slutligen, i vilka fall och hur sker jordning inom industrin? Våra och andra frågor kommer att besvaras i vår artikel. Du kommer att lära dig hur man installerar jordledningar, hur man lägger ledningar för dem under olika förhållanden; vad som är förbjudet och vad som får användas för skyddsjordningsanordningen. Vi kommer att prata om nyanserna av jordkabelmantel och hur ledningar läggs i torra och våta rum.

Trots det faktum att ledningarna i elektriska nätverk är elektriskt isolerade från varandra och från marken, kan isoleringen av ledningarna inte störa kapacitiva strömmar, eftersom det elektriska nätverket och marken bildar plattorna i en långsträckt kondensator, mellan vilken det finns en kapacitiv ström som oundvikligen flyter. Det vill säga, det finns alltid en parasitisk krets som är kortsluten till jord genom denna kapacitans. Därför, i händelse av oavsiktlig kontakt, även vid beröring av en isolerad tråd, utsätts en person för risken för elektrisk stöt.

Naturligtvis är skador på ledningar med hög växelpotential en mycket större fara för människor, men för att skydda mot konsekvenserna av att kortsluta utrustningens ledande lådor är dessa mantel tidigare anslutna till marken med hjälp av jordningsanordningar.

I olika industriella elektriska installationer för spänningar upp till 1000 volt med en fast jordad nolla hos en enfasig källa eller med en jordad nolla, såväl som hos permanenta förbrukare med en solid jordad nollpunkt, utförs återställningen så att i vid en nödsituation kommer öppningen att ske automatiskt och samtidigt så snabbt... Reaktionshastigheten beror på vald skyddsanordning.

För detta ändamål neutraliseras delar av utrustningen som av misstag kan komma under hög spänning i en nödsituation, ansluten till en jordad nollledare i nätverket. Till exempel, om belysningsanordningens kropp är kortsluten och kroppen är neutraliserad, kommer säkringarna att fungera automatiskt och spänningen från kretsen kommer omedelbart att tas bort. PUE föreskriva installation av de flesta 380 och 220 volt installationer med en solid jordad noll (direkt ansluten till jordningsanordningen).

I elektriska installationer med en arbetsspänning på upp till 1000 volt med en isolerad noll och närhelst arbetsspänningen är högre än 1000 volt, utförs jordning, vars innebörd är att reducera strömmen som kan flyta genom en person till en försumbar litet värde.Detta uppnås genom att jorda delar av utrustningen, och jordningsanordningen måste ha ett motstånd som är betydligt lägre än det hos människokroppen, vilket i sin tur har ett motstånd i intervallet 800 Ohm — 100 kOhm, vilket beror på många faktorer, bl.a. fysiologiska (hälsa, skor, kläder, etc.).

För elektrisk utrustning med en isolerad noll och en klass som inte överstiger 1000 volt, bör jordningskretsens resistans inte överstiga 4 ohm, och för installationer med en jordad noll: för 660 V - inte mer än 2 ohm, för 380 V - inte mer än 4 ohm, och för 220 V — inte mer än 8 ohm. För högspänningsutrustning märkt från 3000 till 35000 volt beräknas jordningsanordningarnas resistans med formeln 125 / (ström till jord under fel) medan den är normaliserad till maximalt 10 ohm.

Om jordning är vanlig för utrustning med olika spänningsklasser, måste dess motstånd vara mindre än eller lika med de övre gränsvärdena, annars kommer skyddet inte att ge den nödvändiga effekten säkerhetsmässigt på grund av ett betydande spänningsfall på utrustningens element.

Elektriska installationer med växelström för 380 volt och mer; Likströmsutrustning för 440 volt eller mer, alltid komplett med neutral eller jord. I verkstäder med en speciell fara, samt i utomhusinstallationer med en växelspänning på 42 volt, och i utrustning med en likspänning på 110 volt, gör de också alltid jordning eller jordning. Explosiv utrustning utan tillval är nollställd eller jordad, oavsett driftsspänningsnivå, eftersom oavsiktlig gnista eller uppvärmning kan leda till tragedi.

Neutrala eller jordade externa element av transformatorer, motorer och generatorer, belysningsanordningar, olika anordningar, såväl som drivenheter, mätspolar för strömtransformatorer, yttre höljen av paneler, rörliga och rörliga element i strukturer med elektrisk utrustning installerad i dem, kabelgenomföringar och andra kabelkonstruktioner som leder flätor av både ledningar och kablar, ledande rör för skydd av elektriska ledningar, samlingsskenor, kablar m.m. Det gäller både stationär och mobil elektrisk utrustning, som båda finns inom industrin.

Men det finns tillfällen då jordning inte är nödvändig. Så de jordar inte och jordar inte husen utrustade med extra isolering och husen till de elektriska konsumenterna som inte är anslutna direkt till nätverket, utan genom en isoleringstransformator. Det är tillåtet att inte utföra jordning alls och inte att jorda kapslingar installerade direkt på redan jordade eller jordade ledande strukturer med en tillförlitlig kontakt mellan dem. Detta är inte ämnet för denna artikel, men sådana skyddsåtgärder mot indirekt kontakt är avsedda att skydda elektriska installationer.

Var och en av de neutrala eller jordade elementen i den sammansatta elektriska mottagaren är ansluten till det neutrala eller jordade nätverket med sin egen personliga kran. Det är förbjudet att ansluta delar av den skyddade installationen i serie med varandra och sedan i den skyddande nollan eller i jordledaren.

Ändå kan flera olika konstruktioner, såsom kranramverk och skenor, seriekopplas om de används direkt som neutralskydd eller jordningsskenor, eller om de själva är jordnings- eller jordledningar. Varje bult på neutral- eller jordlinjen säkrar dock en separat tråd.

När en person arbetar med ett elverktyg vidrör han fortfarande det ledande höljet, och vid isoleringsproblem kan höljet ibland påverkas av nätspänning, vilket är farligt för arbetaren. Installationsverktyget drivs ofta från skärmen, där säkringarna fungerar som skyddsanordningar, men löser ut endast när en betydande ström dras. Men motståndet hos tråden i stängningsslingan spelar mot oss, och skyddsoperationen kan ta mer än en sekund, och detta är redan farligt för människokroppen.

För att undvika risker används automatiska jordfelsbrytare, som har en tid att fungera i högst 210 ms efter ögonblicket av jord- eller rambrott.

Skyddsanordningar av denna typ är av olika typer: för övervakning av jordningskretsens kontinuitet, för övervakning av fasisolering (från jord), för skydd mot att fasström kommer in i lådan, för skydd mot tvåfas eller enfasfel med jord , för skydd mot direktkontakt med känslig ström till huselement. C-901 och IE-9807 kontrollenheter för konsumentvaror har en känslighet på 10 mA och en svarstid på mindre än 51 ms. Sådana enheter tillåter inte strömmen att ha tid att skada en person.

För jordning av elektriska installationer används i första hand naturliga jordledare, där spridningsmotståndet möter PUE, Detta kan vara en byggnads armerad betongfundament, ett nedgrävt vattenrör, ett hölje etc. Jordning av elektrisk utrustning på rörledningar med bränsle som transporteras genom dem, på gjutjärnsrör, på tillfälliga rörledningar är förbjuden.

Primärt fungerar normala neutralledare som neutralledare och jordledare; trådar för speciella ändamål; ledande strukturer av byggnader och delar av industriella strukturer, till exempel hisschakt, skenor under kranar, etc., olika rörledningar, mantlar av kraftkablar, elektriska ledningslådor.

Det är förbjudet att använda som jordledare: mantlar av isolerande rör, korrugeringar som bär kablar, blymantlar och skyddande pansar av ledningar och kablar, eftersom de själva måste vara ordentligt jordade. Elektriska installationer och ledande element i byggnadens infrastruktur, såväl som alla typer av rörledningar, är anslutna till jordnings- eller jordningsnätverket för att utjämna deras potential. Den naturliga kontakten av metallerna i lederna är tillräcklig.

Om en konstgjord jordelektrod fortfarande krävs, används nedgrävda, horisontella och vertikala industrijordelektroder. För deras produktion används vanligtvis rundstål med en diameter på 10 till 16 mm, oftare bandstål 40 gånger 4 mm eller kantigt 50 gånger 50 gånger 5 mm. Vertikala är 2,5 till 5 meter långa, skruvar (upp till 5 meter) eller kör (upp till 3 meter) djupt ner i jorden för hand eller med hjälp av ett elektriskt eller annat specialverktyg.

Elektriska installationer som är anslutna till jord med ett motstånd på mer än 200 Ohm-m jordas med en djupt jordad elektrod eller så är jorden dessutom behandlad för att ökad elektrisk ledningsförmåga — För vertikala jordade elektroder läggs de i alternerande lager av Ca (OH) 2 eller NaNO3 och jorden, och diametern på sådan behandling är en halv meter vid en tredjedel av stångens höjd i dess övre del. Efter avslutad läggning av vart och ett av lagren vattnas de successivt med vatten.

Om det finns områden med högre ledningsförmåga i närheten, tillgriper de fjärrjordningselektroder med hjälp av ytterligare kablar eller ledningar. Under permafrostförhållanden installeras jordelektroder i tinade områden, reservoarer, såväl som i brunnar av artesisk typ.

Stål används traditionellt som material för stationära jordledare, såvida inte, naturligtvis, den fjärde nollledaren i ett trefassystem (koppar) används för detta. Tabellen visar minimistorlekarna för noll- och jordledare, inklusive ståljordledare. Vid en spänning i en elektrisk installation med en isolerad nollpunkt på 1000 volt kan jordledningarnas resistans, enligt PUE, inte överstiga fasledningarnas motstånd med mer än 3 gånger. De minsta tillåtna värdena för tvärsnittet anges i tabellerna.

För elektriska installationer med en spänning på upp till 1000 volt, i industrilokaler, i verkstäder används en jordledning, en stålbuss med ett tvärsnitt på minst 100 kvm mm och för en spänning på mer än 1000 volt , det minsta tvärsnittet för det är 120 kvm Mm.Det är förbjudet att använda metallkonstruktioner, rörledningar, utrustning som fungerande neutralledare.

Mobila elektriska installationer för jordning eller jordning använder en separat ledning i form av en kärna som en del av en kabel, i en enda mantel gemensam för fasledningar, med samma tvärsnitt som fasledningarna.

För jordning och som skyddande nollledare på explosiv utrustning, i farliga industrier används specialiserade ledningar. Du kan också använda metallkonstruktioner, stålrör, kabelmantlar etc., men bara som en hjälpåtgärd, först och främst bör det finnas en speciell jordtråd.

För explosiva installationer med en jordad nolla vid en spänning på upp till 1000 volt, utförs jordningen av försörjningsnäten med en extra lagd tråd: den fjärde - för trefasnät och den tredje - för tvåfas och enkel. -fasnätverk. Även enfasiga belysningsnät i riskområden av klass B-1 är utrustade med en tredje skyddsledare.

När naturliga strukturer inte uppfyller PUE-kraven finns det ingen annan utväg än att bygga konstgjorda jordelektroder.

Försänkta jordelektroder installeras, som läggs på botten av gropen redan i början av installationen av strukturens fundament, i byggskedet. Vertikala jordelektroder drivs eller helt enkelt pressas ner i marken med hjälp av speciella anordningar, såsom automatiska pilotmaskiner eller hydrauliska pressar. Toppen läggs på en höjd av 0,6 till 0,7 meter under nivån på markmärket, och höjden på utsprånget från botten av gropen är 0,1 till 0,2 meter.Detta görs så att det sedan är bekvämt att svetsa anslutningstrådarna i form av remsor eller cylindriska stänger.

Ledarna är anslutna i jordkretsar genom överlappande svetsning. Om jorden är aggressiv och kan leda till korrosion av metaller, ökar tvärsnittet av de jordade elektroderna, koppar eller galvaniserade jordade elektroder används som ett korrosionsbeständigt alternativ, och för större tillförlitlighet korrosionsskyddande elektriska (katodiska) skydd tillkommer.

Asbeströrsskydd läggs till horisontella jordledare om de korsar underjordiska verktyg, järnvägsspår och andra strukturer som kan bidra till att orsaka mekanisk skada på någon av de korsande strukturerna. När installationen är klar och grundgropen är klar för slutlig återfyllning upprättas en obligatorisk lag där det lagligen antecknas att dold utläggning har utförts.

Neutrala skydds- och jordledare bör om möjligt vara lättillgängliga för diagnos och inspektion. Detta gäller naturligtvis inte kärnor och mantel av kablar, rör med dolda ledare och metallkonstruktioner som initialt är placerade i fundament och i mark, noll- och jordledare installerade i dolda, oanvändbara och oersättliga rör.

Om rummet är torrt, läggs jordledningarna direkt på tegel- eller betongbasen, de ledande samlingsskenorna är fästa på den med pluggar. I våtutrymmen behövs distanser eller hållare för att hålla tråden 1 cm eller mer från basen.

På raka ytor av fundamentet fixeras ledningarna på ett avstånd av 60-100 cm mellan fästelementen och vid böjar - med en marginal på 100 cm från hörnet och från förgreningspunkterna, på ett avstånd av 40-60 cm från golvet och minst 5 cm från kanalernas rörliga tak ... Hylsor eller monteringshål används för att lägga jordledningen genom väggen, och kompensatorer läggs till i korsningen av kompensatorerna.

Jordledningar svetsas till metallelement i installationer, med undantag för kontakter som används för mätningar. Svetsöverlappningen görs till en längd som är lika med sex gånger diametern på den runda tråden eller ungefär lika med bredden på remsan.

Traditionellt har maskinhusen en speciell bult för att fixera jordkabeln, och glidmonterade maskiner jordas genom att kabeln kopplas direkt till glidbanan. Om utrustningen vibrerar under drift, installera dessutom en låsmutter. Innan kontaktytorna sammanfogas rengörs de till glans och lite vaselin appliceras med ett tunt lager.

Rörledningar som används som jordelektroder är ibland utrustade med ventiler, det finns vattenmätare och flänsar på dem, på sådana ställen krävs bypass-hoppare med en tvärsnittsarea på 100 kvm mm, som är svetsade eller monterade med klämmor.

Neutrala skydds- och jordledningar installerade i det fria är speciellt märkta så att de kan särskiljas från annan kommunikation - en gul rand på en grön bakgrund. Anslutningspunkterna på bärbara jordningsanordningar är inte målade.

Kontroll- och strömkablarnas pansar, deras metallflätor, är jordade.Kabelterminaler och kontakter, ledande kabelenheter, kanaler, brickor och kabelsäkringskablar är också jordade. Stålrör inuti vilka kablar läggs i byggnader är också jordade.

Flexibla tvinnade kopparledare ger mantel- och pansarkontakt med terminal- och bindningskontakter. I ändarna av ledningarna är dessa ledningar anslutna till jordledningar. Tvärsnitten av flexibla ledare, i enlighet med tvärsnittet av kabelns ledande kärna, antas vara lika: 6 kvm mm för kabelledarens tvärsnitt upp till 10 kvm mm, 10 mm. kvm mm för kabel 16-35 kvm mm, 16 kvm mm för 50-120 kvm mm och 25 kvm mm för 150-240 kvm mm.

För att säkerställa kontinuiteten i kablarnas jordningskrets används lödning i lederna med ledningskontakter: från ena änden av kabeln löds jordledningen till skärmen, sedan löds jordningen till mitten av kontakten, sedan till skärmen i slutet av nästa kabelstycke. För jordning av ledande lådor och brickor utförs installationen på samma sätt - åtminstone på flera ställen är de lödda i båda ändar av linjen.

Om kabeln läggs på kablar är alla ledande delar, inklusive själva kabeln, jordade. Stålrör som används för jordning är säkert anslutna till en nollledare eller till en jordningsanordning.

För att upprätthålla säkerheten för underhållspersonal och för att skydda kabelns bly- eller aluminiumhölje i händelse av att isoleringen går sönder till jord, är alla metallhöljen och pansar på kabeln jordade, kontakternas ledarkroppar och stödjande delar. strukturer.

Vi hoppas att den här artikeln har varit användbar för dig och att du nu har en uppfattning om hur och varför jordning tillämpas på elektriska installationer.