Файл: Поляк, Д. И. Пособие по электробезопасности методические рекомендации.pdf

В виде исключения в жилых домах, па квартирных счет­ чиках предохранители установлены как в фазном, так н ну­

левом проводе. В настоящее время в квартирах жилых до­

мов вместо предохранителей ставятся автоматы, которые

включаются только в фазные провода. В нулевом проводе

нет никаких аппаратов, которые могли бы привести к раз­ рыву его цепи.

Вместо нулевого провода правила разрешают использо^-

вать для заземления корпусов электроприемников различные

металлоконструкции и также стальные трубы электропро­

водки, если сечение этих конструкций достаточно для про­

текания по ним тока короткого замыкания и если обеспе­ чена непрерывность металлической связи на всем протя­

жении от нейтрали трансформатора до электроприемнпка.

Стальные трубы электропроводки часто используются в пре­ делах лабораторий на участке от вводного щита до отдель­ ных электроприемнпков или стендов. Соединение труб на стыках должно быть выполнено обваркой соединительной муфты. Концы труб должны быть присоединены к каркасу щита и к заземляющему болту на корпусе электроприемника при помощи гибкого стального проводника с приваренными

наконечниками.

Стальная труба не может быть использована в качестве

рабочего нулевогипровода: для питания однофазного электро­

приемника в трубе должно быть проложено два провода. Труба может быть использована только для заземления кор­ пуса электроприемника.

В качестве заземляющих проводников разрешается так­

же использовать алюминиевые оболочки кабелей. Свин­

цовые оболочки использовать нельзя из-за их относительно

большого сопротивления. Оболочку кабеля нельзя исполь­ зовать как рабочий нулевой провод, например, для питания электроосвещения или других однофазных потребителей.

Для этой цели необходима только отдельная жила кабеля. В мастерских и других производственных помещениях с большим количеством установленного электрооборудования

21

рекомендуется выполнить заземляющую магистраль и.1 круглой ши г прямоугольной стали, проложенной по стенам

здания и соединенной с нулевым проводом сети у ввода в по­

мещение. Заземление электроприемников выполняется пу­

тем присоединения к этой магистрали. Сечение магистрали

и ответвлений должно выбираться, как указано выше. Нулевой провод воздушных линий 380/220 В должен

иметь одинаковые марку и сечение с фазными проводами.

Это требование правил основано на том, что в сравнении

с кабелями воздушные линии бывают более протяженными и,

следовательно, сопротивление «петли фаза — нуль» может

быть большим; кроме того, здесь более вероятен обрыв про­

водов. Поэтому нельзя занижать сечение нулевого провода

и этим уменьшать его прочность, так как он используется

для целей заземления. При обрыве нулевого провода кор­

пус электропрнемнпка в случае пробоя изоляции остается длительно под напряжением, так как не возникает корот­ кого замыкания п защита не отключает электропрпемнпк от сети. Это приводит к поражению люден электрическим током.

Контрольные вопросы

1. Как выполняется заземление корпусов электрообо­

2. Что такое цепь «фаза — пуль»?

3- Какие условия учитываются при выборе проводимости заземляющего проводника электроприемника?

4. Что используется в качестве заземляющих проводни­ ков в сети с заземленной нейтралью до 1000 В?

5. Допустим какой-либо разрыв в цепи нулевого провода,

если он используется для целей заземления?

G. При каких условиях разрешается использовать сталь­ ные трубы электропроводки для заземления корпусов

электроприемников?

7. К каким последствиям приводит обрыв заземляющег

проводника?

22

О недопустимости

заземления корпуса электрооборудования

без металлической связи с нейтралью

В сети с заземленной нейтралью до 1000 В запрещается

заземление корпусов электропрнемнпков без их металличе­

ской связи с нейтралью трансформатора. Если не сделать

этой связи, то в случае повреждения изоляции электропри-

емиика не будет короткого замыкания п пробитый корпус будет долго находиться под напряжением, под которое попа­

дает весь обслуживающий персонал.

На рис. 6 изображен такой случай. Корпус электроприелгника А заземлен в соответствии с правилами: он метал­ лически соединен с заземленной нейтралью трансформатора. Корпус электропрнемника Б присоединен, вопреки прави­

лам, к отдельному заземлению 2, не соединенному металли­

чески с нейтралью трансформатора. Примем, что заземли-

тель 2 имеет такое же сопротивление, что и заземлитель 7, т. е. 4 Ом. При пробое на корпус электроприемника воз­

никает ток короткого замыкания, который будет протекать

по пути, указанному сплошными стрелками. Определим ве­ личину тока:

/ = 17ф: (Дх + Д2) = 220 : (4 4- 4) = 27,5А,

где U ф— фазное напряжение сети, равное 220 В; i?x; i?2 — со­ противление заземлителей 1 и 2.

При таком токе плавкие предохранители электроприемиика Б сгорят, если они рассчитаны на номинальный ток не

более 10—15 А. Если же эдектропрпемник Б сравнительно

мощный и снабжен предохранителями (или автоматом) на

ток 25 А и более, то отключения не произойдет. При этом нейтраль трансформатора окажется под следующим напря­ жением по отношению к земле:

£ /= /Д 1 = 27,5-4=110 В.

Под этим напряжением окажется человек, коснувшийся кор-

23

380/220В

Рис. 6. Схема неправильного заземления электроприемника (Б )

1,2 — заземлители

пуса эдектроприемника А, присоединенного к нулевому про­ воду, хотя этот электроприемник имеет вполне исправную

изоляцию. Через человека потечет ток (по цепи, указанной

пунктирными стрелками)

Этот ток может вызвать смертельное поражение.

Поражению будет подвергнут весь персонал, касающийся

корпусов электропрцемииков, присоединенных к нулевому

проводу. Это, например, могут быть станочники, касающиеся

корпусов станков, поскольку станки соединены с корпусами

электродвигателей.

Недопустимость такого заземления, которое выполнено для электроприемника Б , специально оговорена в правилах. В сети с заземленной нейтралью корпуса всех без исключе­

24

ния электроприемников должны быть металлически соеди­

нены с заземленной нейтралью, как это выполнено для элек­

троприемника А на рис. 6.

К отдельным заземлителям, не связанным с нейтралью трансформатора, можно присоединяться в дополнение к сое­

динению корпусов с нейтралью. Этот отдельный заземлитель

будет служить для повторного заземления нулевого провода.

Благодаря этому потенциал нулевого провода по отноше­

нию к земле снижается (во время протекания по нему тока). Снижается также потенциал всех корпусов, соединенных

с нулевым проводом, и этим улучшается безопасность элек­

троустановки.

Обязательное повторное заземление нулевого провода

с монтажом отдельных заземлителей правилами предусмот­

рено выполнять в сетях до 1000 В с заземленной пейтралью па концах воздушных линий и на ответвлениях от линий дли­ ной более 200 м. Сопротивление повторного заземления дол­ жно быть не более 10 Ом.

При монтаже электрической сети не воздушными лини­ ями, а кабелями, проводами в стальных трубах и тому подоб­ ными способами, искусственное повторное заземление нуле­ вого провода не обязательно, но оно практически имеет место.

Присоединяя, например, нулевой провод к корпусам элек­

тродвигателей, мы тем самым его заземляем через фундамен­ ты станков и механизмов, с которыми связаны двигатели, через различные трубоводы, подающие к этим механизмам воду и т. п. Таким образом, нулевой провод, в дополнение

к искусственному заземлителю в нейтрали трансформатора,

получает многократное повторное заземление через естест­ венные заземлители.

В некоторых случаях (в сельских местностях, на строи­

тельных площадках) проектом предусматривается повторное

заземление нулевого провода у ввода в помещение не только при питании потребителя воздушной линией, но и при других способах прокладки. Электроустановка должна быть всегда смонтирована в строгом соответствии с проектом.

25

Контрольные вопросы

1, Почему не допускается присоединять корпус электро­

оборудования к отдельному заземлителто без связи корпуса

с нейтралью питающего корпуса в сети до 1000 В с заземлен­

ной нейтралью?

2. В каких случаях правилами предусматривается пов­

торное заземление нулевого провода?

Пример выполнения заземления

Приведем пример выполнения заземления в лаборато­

рии с повысительнътми установками, где имеется напряженно

до и выше 1000 В (рис. 7). В лаборатории имеется распреде­

лительный пункт 380/220 В, питающийся четырехжилышм кабелем марки ААБ 1000—3x25-1-1 + 16 от щита 380/220 В

подстанции. Марка кабеля расшифровывается так. Первая

буква А — герметическая оболочка кабеля алюминиевая; вторая буква А — токоведущне жилы кабеля алюминиевые; буква Б — кабель защищен броней из двух стальных лент; кабель может применяться в установках до 1000 В. Сечение каждой из трех фазных жил кабеля 25 мм2, сечение нулевой жилы —16 мм2. Кабель имеет джутовый покров, который

защищает ленты брони кабеля от коррозии при прокладке

в земле.

При прокладке в помещении применяется кабель без

джутового покрова (по противопожарным условиям). Тогда

вобозначении кабеля добавляется буква Г (голый), напри­

мер: кабель марки ААБГ. Если кабель из траншеи введен

впомещение, то здесь необходимо с кабеля снять джутовый

покров.

Пулевая жила кабеля осуществляет металлическую связь между нейтралью питающего трансформатора, установ­ ленного на подстанции, и нулевым проводом в лаборатор­ ном шкафу.

26

R - 4 Qm

• Схема заземления корпусов лаборатории с установками до и выше 1000 R,

Броня и оболочка кабеля в соответствии с правилами

также заземляются, т. е. присоединяются к нулевой шине щита на обоих концах.

Корпуса преобразователей I и I I и электроприемников выпрямленного тока I I I , IV присоединены к нулевой шине

щита при помощи магистрали из стальной полосы 25X 3 мм,

проложенной по стене помещения, и ответвлений из круглой

стальной проволоки диаметром 6 мм. Соединения проводни­

ков заземления между собой выполняются сваркой. Присое­

динение к корпусам электрооборудования выполняется бол­ товым соединением с предварительной зачисткой, соприкаса­ ющихся поверхностей до металлического блеска со смазкой их вазелином. Круглая сталь в месте присоединения к обо­ рудованию оконцовывается приваренным стальным наконеч­ ником. Возможен также переход к корпусу оборудования от­

резком гибкого стального тросика, оконцованного наконеч­ ником.

Указанные заземляющие проводники удовлетворяют пра­

вилам. Проводимость их не меньше половины проводимости

фазных проводов, питающих преобразователи. По своим раз­ мерам они не меньше требуемых: 75 мм2 против 24 для по­ лосовой стали и диаметр 6 мм против 5 для круглой стали.

В испытательных установках высокая сторона повышаю­ щего трансформатора обычно имеет соединение с «землей»

и с корпусами оборудования в одной точке. У преобразова­

теля I , работающего по схеме с однополупериодным выпрям­

лением, заземляется один вывод трансформатора. У преобра­

зователя I I, работающего по схеме двухполупериодного

выпрямления, заземляется средняя точка высокой стороны

трансформатора. Это приводит к тому, что в случае пробоя на корпус на стороне вьиНе 1000 В (точки А, Б , В , Г на рис. 7)

происходит металлическое замыкание обмотки высокой сто­ роны трансформатора преобразователя через пробитый кор­ пус. Установка отключается от сети автоматом данного элек­ троприемника (1А, 2А, ЗА).

28

Путь тока короткого замыкапия при таком пробое в точке

Г показан на рис. 7 сплошными стрелками для одной поло­ вины периода. При этом закорочена одна половина обмотки

высокой стороны трансформатора. Во вторую половину пери­

ода закорачивается другая половина обмотки. Ток, стекаю­

щий на землю с пробитого корпуса, будет мал. Напряжение

прикосновения, т. е. напряжение между пробитым корпусом

и землей, будет находиться в безопасных для человека преде­

лах. На рис. 7 показан случай касания человеком пробитого корпуса электроприемнпка IV .

При пробое в точке Д произойдет короткое замыкание

одной фазы питающего трансформатора, установленного на

подстанции. Ток короткого замыкания будет протекать по

«петле фаза — нуль»: фазный провод от вывода трансформа­ тора до точки Д —корпус преобразователя — стальные про­

водники заземления — нулевая жила кабеля — нейтраль

трансформатора. Металлическое короткое замыкание обеспе­ чивает быстрое отключение автомата 2А и обесточенпе уста­

новки.

Стальные проводники заземления следует проложить от­ крыто и покрасить в черный цвет. Для заземления корпуса

двигателя (электроприемник V) используется стальная труба

электропроводки к двигателю. Соединение трубы с корпу­ сом электродвигателя осуществляется стальным тросиком 1,

околдованным приваренными наконечниками.

Иногда установка связана с сетью водопровода и канали­

зации (например, для целей охлаждения оптической головки

в лазерной установке). Возможно также, что проектом преду­ сматривается для установки специальное заземляющее уст­ ройство. В этих случаях корпус установки оказывается за­

земленным, но это не может заменить обязательного соедине­

ния корпусов с заземленной нейтралью питающего трансфор­

матора.

Нужно помнить, что заземление корпусов является сред­ ством защиты от поражения при прикосновении к корпусу с пробитой изоляцией и совершенно не защищает от пораже­

*29