Общие сведения о заземляющих устройствах
Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования
Санкт-Петербургский технический колледж управления и коммерции
Киришский филиал
К У Р С О В О Й П Р О Е К Т
На тему «Эксплуатация заземляющих устройств в электроустановках»
Студента группы КФ9ТЭ-42к___________ Специальность 140448
«Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования» (по отраслям)
(наименование специальности)
_________________________Георге Фрунзэ___________________________
(Ф.И.О. студента)
Руководитель______________________________
(Подпись)
Студент_____________________________________
(Подпись)
Кириши
СОДЕРЖАНИЕ
Введение_______________________________________________________3
1.Общие сведения о заземляющих устройствах_______________________4
2.Правила эксплуатации заземляющих устройств_____________________9
3.Метод испытаний и контроля состояния заземляющих устройств______10
3.1.Проверка конструктивного выполнения заземляющих устройств_____10
3.2.Проверка соединения заземлителей с заземляющими элементами, соединений природных заземлителей с заземляющими устройствами____11
3.3.Измерение сопротивления заземляющих устройств электроустановок_12
3.4.Проверка напряжения на заземляющих устройствах при стекании с них тока замыкания на землю__________________________________________15
4.Рекомендации по ремонту заземляющих устройств___________________16
5.Документация на заземляющие устройства электроустановок_________19
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ__________________________________________20
Введение
Электротехническая промышленность играет важную роль в решении задач электрификации, технического перевооружения всех отраслей народного хозяйства, механизации, автоматизации и идентификации производственных процессов.
Единая энергосистема России - один из крупнейших в мире высокоавтоматизированных электроэнергетических комплексов, обеспечивающих производство, передачу и распределение электроэнергии и централизованное оперативно-диспечерское управление этими процессами. В составе ЕЭС России параллельно работают около 450 крупных электростанций различной ведомственной принадлежности, суммарной мощности более 200 млн. кВт, а также имеются свыше 2,5 млн. км линий электропередачи различных напряжений, в том числе 30 тысяч км системообразующих ЛЭП напряжением 500, 750, 1150 кВ.
Обслуживание электроустановок промышленных предприятий осуществляют сотни тысяч электромонтеров, от квалификации которых во многом зависит надежная и бесперебойная работа электроустановок. Персонал должен знать основные требования Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей, ГОСТов и других директивных материалов, а также устройство электрических машин, трансформаторов и аппаратов, умело использовать материалы, инструмент, приспособление и оборудование, применяемые при эксплуатации электроустановок.
Общие сведения о заземляющих устройствах
При повреждении изоляции электрооборудования различные его металлические нетоковедущие части могут случайно оказаться под напряжением, создавая опасность поражения человека электрическим током. Прикасаясь к оборудованию с поврежденной изоляцией, человек становиться проводником для тока в землю. Токи от 0,05 А опасны для человека, а токи 0,1 А смертельны.
Значение тока, проходящего в землю, зависит от электрического сопротивления тела человека и напряжения поврежденной установки. Сопротивления тела человека колеблется в широких пределах: от нескольких сотен до тысяч Ом, поэтому опасность для его жизни и здоровья могут представлять установки и с относительно небольшим напряжением по отношению к земле.
Напряжением относительно земли при замыкании на корпус является напряжение между этим корпусом и точками земли, находящиеся вне зоны растекания токов в земле, но не ближе 20 метров от этой зоны.
Одной из основных мер защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к установкам, случайно оказавшиеся под напряжением, является устройство защитного заземления.
Заземление - это преднамеренное электрическое соединение какой-либо части установки с землей, выполняемое при помощи заземлителей и заземляющих проводников.
Заземлитель - это металлический проводник или группа проводников, заложенных в грунт.
Заземляющий проводник - это металлический проводник, соединяющий заземляемые части электроустановки с заземлителями.
Заземляющим устройством называют совокупность заземлителей и заземляющих проводников. Безопасность людей достигается только в том случае, если заземляющие устройство будет иметь во много раз меньшее сопротивление, чем наименьшее сопротивление тела человека.
Сопротивлением заземляющего устройства называется сумма сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников, и оно должно быть в пределах, определенных предварительным расчетом. Максимально допустимое сопротивление заземляющих устройств определяется напряжением установки, значениями токов замыкания на землю, наличием нейтрали и некоторыми другими условиями и устанавливаются действующими ПУЭ (правила устройства электроустановок). Ток замыкания на землю - ток, проходящий через землю в месте замыкания.
Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции металлические нетоковедущие части электрооборудования заземляют. Комплекс мер и технических устройств, предназначенных для этой цели, называют защитным заземлением. Защитное заземление представляет собой преднамеренное соединение с землей под средством заземляющих проводников и заземлителей нетоковедущих металлических частей электроустановок (рукояток приводов разъединителей, кожухов трансформаторов, фланцев опорных изоляторов, корпусов трансформаторных подстанций и т.п.).
Задача защитного заземления заключается в создании между металлическими конструкциями или корпусом защищаемого устройства и землей электрического соединения достаточно малого сопротивления; при однофазных замыканиях на землю или на корпус токопроводящих поврежденных частей электроустановок такое соединение обеспечивает снижения тока до значения, не угрожающие жизни и здоровью человека, так как электрическое сопротивление его тела во много раз выше сопротивления металлического проводника, соединенного с землей. Замыкание на землю это случайное электрическое соединение находящихся под напряжением частей электроустановки непосредственно с землей или с ее конструктивными частями, не изолированы от земли.
Защитное заземление принимают во всех сетях с изолированной нейтралью и в сетях с напряжением выше 1000 В с заземленной нейтралью. В последних точки однофазного замыкания протекают через землю и вызывают отключение аварийного участка.
В сети с глухозаземленной нейтралью электроприемники получают питание от обмоток источника тока, соединенных в звезду, нулевая точка которых надежно соединена с землей. Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.
Заземление нейтрали. В ПУЭ указывается, что городские электрические сети свыше 1000 В должны выполняться трехфазными с изолированной нейтралью, а распределительные сети в новых городах трехфазными четырехпроводными с наглухо заземленной нейтралью при напряжении 380/220 В. Однако распространены также сети с напряжением 220/127 В с изолированной нейтралью, в которых применяются пробивные предохранители.
Обмотки силовых трансформаторов отечественного производства с напряжением 110 кВ и выше также рассчитываются на работу с заземленной нейтралью, так как они имеют неполную изоляцию нулевых выводов.
Рассмотрим, зачем в сетях до 1000 В заземляют нейтраль, по каким причинам иногда отдают предпочтение изолированной нейтрали и для чего служат пробивные предохранители. 
Прикосновение человека, стоящего на земле, к одному из линейных проводов небезопасно, так как через несовершенную изоляцию провода и тело человека пройдет ток . Сила этого тока, а следовательно, и степень опасности определяются значениями сопротивлений, емкостей конденсаторов и фазным напряжением. В этом случае человек находится под напряжением 220 В.
Но что произойдет, если один из линейных проводов заземлится, а человек, стоящий на земле, прикоснется к другому линейному проводу? Человек окажется теперь не под фазным, а под линейным напряжением 380 В, что значительно опаснее.
В сетях с заземленной нейтралью человек, стоящий на земле и прикоснувшийся к линейному проводу, попадает под фазное напряжение. Если при этом заземляется другой линейный провод, то предохранитель перегорит, но повышения напряжения с фазного до линейного не произойдет.
Прикосновение к токопроводящему элементу в сети с глухозаземленной нейтралью очень опасно, так как при этом образуется замкнутая цепь, по которой под действием напряжения с фазы А через тело человека, обувь, пол, землю и заземление нейтрали течет поражающий ток. Опасно также прикосновение к электроприемнику, в котором произошло замыкание на заземленный корпус.
Кроме обеспечения минимального сопротивления заземляющего устройства, важно также обеспечить равномерное распределения напряжения вокруг защищаемого аппарата и по всей площади электроустановки. Максимальный потенциал (U3) имеют заземлитель, соединенный с корпусом поврежденного аппарата, и грунт, соприкасающийся с заземлителем. По мере удаления от заземлителя потенциал на поверхности земли падает, достигая постепенно нулевого значения. Сопротивления грунта на этом расстоянии называется сопротивлением растеканию.
Человек, прикасающийся к корпусу аппарата с поврежденной изоляцией, оказывается под напряжением, значение которого определяется падением потенциала на участке между точкой прикосновения его к аппарату и точкой касания земли ногами. Это напряжение называется напряжением прикосновения (Uприк). Между ступнями человека, приближающегося к поврежденному аппарату, также будет разность потенциалов, называемая напряжением шага (Uшаг), значение которого зависит от ширины шага и расстояния до места повреждения.
Напряжение шага и напряжение прикосновения возникает, если в заземленной сети происходит однофазное замыкание на землю. Пусть через вертикальный заземлитель З, расположенный в точке 0, в землю течет ток однофазного замыкания. По мере удаления от заземлителя плотность тока и 
вызываемое им падение напряжения непрерывно уменьшается, т.е. если в точке 0 максимальный потенциал, то потенциал в точке грунта, расположенной далее 20 м от заземлителя, практически равен нулю. Изменение потенциала грунта в зависимости от расстояния от точки 0 характеризуется кривой АМ. Разделив расстояние 0М на отрезки длиной 0,8 м (средняя ширина шага человека), по этой кривой легко узнать, под какое напряжение попадает человек, находящийся на определенном расстоянии от заземлителя. Например, если ноги идущего человека находятся на расстоянии 1,6 и 2,4 м от заземлителя, то потенциалы грунта характеризуются точками В и Г кривой АМ, а отрезок ВЖ в определенном масштабе определяет разность потенциалов, т.е. напряжение.
Напряжение, под которым может оказаться человек, идущий в зоне растекания по земле тока однофазного замыкания, называют напряжением шага. Это напряжение уменьшается по мере удаления от заземлителя (ВЖ<БЕ<АД) и на расстоянии более 20 м от заземлителя оно практически исчезает.
Поражения людей из-за появления напряжения шага в случае однофазного замыкания на землю очень редки вследствие малых значений этого напряжения. Но если это напряжение возникает при падении на землю оборвавшегося провода воздушной линии, оно может достигать больших значений. В таких случаях выходить из зоны действия напряжения шага следует, используя сухие доски, листы пластика и другие изоляционные материалы, а при их отсутствии - мелкими шагами.
Опасно также напряжение, возникшее при работе защитного заземления, в режиме однофазного замыкания на землю. Если через заземлитель в землю течет ток I3, то на сопротивление заземляющего устройства R3 он создает падения напряжения I3 R3, т.е. напряжения прикосновения. Прикасаясь в этом случае к корпусу аппарата с поврежденной изоляцией, человек может попасть либо под полное напряжение I3 R3, либо под его часть. Наиболее опасны случаи, когда приемник с поврежденной изоляцией и человек, прикоснувшиеся к нему, находятся на расстояниях более 20 м от заземлителя, и если человек стоит непосредственно на земле в сырой подбитой гвоздями обуви.