Файл: Защитное заземление, (зануление), является основной мерой защиты металлоконструкции.docx

Работодатель в зависимости от местных условий может предусматривать дополнительные меры безопасности труда, не противоречащие действующим правилам по охране труда при эксплуатации электро­установок. Эти меры безопасности должны быть внесены в соответствующие инструкции по охране груда, доведены до персонала в виде распоряжений, указаний, инструктажа.

Электроустановки должны находиться в технически исправном состоянии, обеспечивающем без­опасные условия труда.

Требования к работникам для выполнения работ в электроустановках

Работники, принимаемые для выполнения работ в электроустановках, должны иметь профессиональную подготовку, соответствующую характеру работы. Электротехнический (электротехнологический) персонал обязан пройти проверку знаний норм и правил работы в электроустановках в пределах требований, предъявляемых к соответствующей должности или профессии, и иметь соответствующую группу по электробезопасности. Работнику, прошедшему проверку знаний по охране груда при эксплуатации электроустановок, выдается удостоверение установленного образца, в которое вносятся результаты проверки знаний.

Работники, обладающие правом проведения специальных работ, должны иметь об этом запись в удостоверении. Под специальными работами в данном случае следует понимать:

• 
  верхолазные работы;
  
• 
  работы под напряжением на токоведущих частях, обмыв и за­мена изоляторов, ремонт проводов, контроль измерительной штангой изоляторов и соединительных зажимов, смазка тросов;
  
• 
  испытания оборудования повышенным напряжением (за исключением работ с мегаомметром).
  

Перечень специальных работ может быть дополнен указанием работодателя с учетов местных условий.

Организационные мероприятия по обеспечению безопасного проведения работ в электроустановках

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются:

• 
  оформление наряда, распоряжения или перечня работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
  
• 
  выдача разрешения на подготовку рабочего места и на допуск к работе, в режиме, определенном Правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок;
  
• 
  допуск к работе;
  
• 
  надзор во время работы;
  
• 
  оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончания работы.
  

---

Работники, ответственные за безопасное ведение работ в электроустановках

Работниками, ответственными за безопасное ведение работ в электроустановках, являются:

• 
  выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
  
• 
  выдающий разрешение на подготовку рабочего места и на до­пуск в случаях, определенных Правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок;
  
• 
  ответственный руководитель работ;
  
• 
  допускающий;
  
• 
  производитель работ;
  
• 
  наблюдающий;
  
• 
  члены бригады.
  

Присвоение групп по электробезопасности

Присвоение группы по электробезопасности является необходимым условием для получения допуска к обслуживанию и эксплуатации действующих электроустановок. Это требование относится и к лицам неэлектротехнического персонала, работающим в электроустановках.

Электротехнический персонал в организации подразделяется на следующие категории:

• 
  административно-технический;
  
• 
  оперативный;
  
• 
  ремонтный;
  
• 
  оперативно-ремонтный;
  
• 
  электротехнологический.
  

В соответствии с Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей для персонала, обслуживающего электроустановки (работающих на них), установлено пять квалификационных групп по электробезопасности.

I группа по электробезопасности

I квалификационная группа по электробезопасности присваивается неэлектротехническому персоналу, выполняющему работы, при которых может возникнуть опасность поражения электрическим током. Перечень должностей и профессий, требующих присвоения персоналу I группы по электробезопасности, определяет руководитель Потребителя.

Персоналу, усвоившему требования по электробезопасности, относящиеся к его производственной деятельности, присваивается группа I с оформлением в журнале установленной формы. Удостоверение не выдается.

Присвоение группы I по электробезопасности производится путем проведения инструктажа, который, как правило, должен завершаться проверкой знаний в форме устного опроса и (при необходимости) проверкой приобретенных навыков безопасных способов работы или оказания первой помощи при поражении электрическим током.

Присвоение I группы по электробезопасности проводит работник из числа электротехнического персонала данного Потребителя с группой по электробезопасности не ниже III.

Присвоение I группы по электробезопасности проводится с периодичностью не реже 1 раза в год.

---

II группа по электробезопасности

II квалификационная группа по электробезопасности присваивается квалификационной комиссией электротехническому персоналу, обслуживающему установки и оборудование с электроприводом, – электросварщики (без права подключения), термисты установок ТВЧ, машинисты грузоподъемных машин, передвижные машины и механизмы с электроприводом, работающим с ручными электрическими машинами и другими переносными электроприемниками и пр.

Также II группа допуска (до 1000 В) присваивается молодым электромонтерам, электромонтажникам, и сотрудникам, кто просрочил продление группы допуска более, чем на 6 месяцев.

III группа по электробезопасности

III квалификационная группа по электробезопасности присваивается только электротехническому персоналу. Эта группа дает право единоличного обслуживания, осмотра, подключения и отключения электроустановок от сети напряжением до 1000 В.

IV группа по электробезопасности

IV квалификационная группа по электробезопасности присваивается только лицам электротехнического персонала. Лица с квалификационной группой не ниже IV имеют право на обслуживание электроустановок напряжением выше 1000 В.

IV квалификационная группа по электробезопасности (до 1000 В) необходима лицам (ИТР) для назначения ответственным лицом за электрохозяйство в организации. Также присваивается оперативному персоналу для обучения молодого поколения на рабочем месте.

V группа по электробезопасности

V квалификационная группа по электробезопасности присваивается лицам, ответственным за электрохозяйство, и другому инженерно-техническому персоналу в установках напряжением выше 1000 В.

Лица с V группой по электробезопасности имеют право отдавать распоряжения и руководить работами в электроустановках напряжением как до 1000 В, так и выше.
3. Расчетно-конструкторская часть

3.1 Заземление
3.1.1 Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т.п.).

В соответствии с требованиями [1] защитное заземление электроустановки следует выполнять:

• 
  при номинальном напряжении 380В и выше переменного тока и 440В и выше постоянного тока во всех случаях;
  

• 
  при номинальных напряжениях от 42В до 380В переменного и от 110В до 440В постоянного тока при работах в условиях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных установках.
  

---

Характеристики этих условий приведены в обязательном приложении к [2].

Заземление осуществляется с помощью специальных устройств — заземлителей. Заземлители бывают одиночные и групповые. Групповой заземлитель состоит из вертикальных стержней и соединяющей их горизонтальной полосы. Вертикальные электроды закладывают вместе с фундаментом зданий на определенном расстоянии друг от друга. С целью экономии средств ПУЭ рекомендует использовать естественные заземлители.

По своему функциональному назначению заземление делится на три вида - рабочее, защитное, заземление молниезащиты.

К рабочему заземлению относится заземление нейтралей силовых трансформаторов и генераторов, глухое или через дугогасящий реактор.

Защитное заземление выполняется для обеспечения безопасности, в первую очередь, людей.

Заземление молниезащиты служит для отвода тока молнии в землю от защитных разрядников и молниеотводов (стержневых или тросовых).

Защитное заземление должны выполнять свое назначение в течение всего года, тогда как заземление, молниезащиты — лишь в грозовой период.

Назначение защитного заземления.

Защитное заземление предназначено для устранения опасности поражения электрическим током людей при соприкосновении с металлическими частями электрооборудования, оказавшимся под напряжением. Принцип действия защитного заземления состоит в снижении до безопасного уровня напряжений прикосновения и шага, вызванных замыканием на корпус электрооборудования. Достигается это уменьшением потенциала заземленного оборудования за счет малого сопротивления заземлителя, а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором находится человек и заземленного оборудования за счет подъема потенциала основания до уровня потенциала заземленного оборудования.

Защитное заземление – это параллельное включение в электрическую цепь заземлителя со значительно меньшим сопротивлением R_з<_r(рис. 3.3.4.6)

В сетях с напряжением до 1000В сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом, при напряжении выше 1000В — не более-0.5 Ом.

При таком включение в электрическую цепь ток, проходящий через человека, будет равен:

(3.1)

где, R_r– сопротивление тела человека, Ом

I_общ -общий проходящий ток через два заземлителя (тело человека и заземлитель), Ом;

R_общ – общее сопротивление заземлителей, Ом.


Рисунок 3.1 - Защитноезаземленне: а – схема заземлениякорпусаэлектрооборудования; б-эквивалентнаяэлектрическая схема

(3.2)

(3.3)

После подстановки значений R_общи I_общ в формулу получим

(3.4)

Защитное заземление применяется в электроустановках напряжением до 1000В переменного тока с изолированной нейтралью или с изолированным выводом источника однофазного тока, а также электроустановках в напряжением до 1000В в сетях постоянного тока с изолированной средней точкой.

Заземление установок заключается в соединении с землей их металлических частей (нормально не находящихся под напряжением) с заземлителем, имеющим малое сопротивление растеканию тока.

Заземляющее устройство состоит из заземлителей, заземляющих шин и проводов, соединяющих корпуса электроустановок с заземлителями.

В зависимости от расположения заземлителей относительно заземленного оборудования, заземляющие устройства подразделяют на выносные и контурные (рис 3.2). Заземлители выносного заземляющего устройства выносятся на некоторое удаление от заземляемого оборудования. Контурное заземляющее устройство обеспечивает более высокую степень защиты, так как заземлители располагаются по контуру всего заземляемого оборудования.


Рисунок 3.2 - Выносное (а) и контурное (б) заземления:

1-электроды (заземлители); 2-токовды (шины); 3-электроустановки
На практике заземление осуществляется в следующем порядке:

- выбирается заземляющее устройство (искусственное или естественное);

- рассчитывается заземляющее устройство;

-отдельные электроды (заземлители) объединяются в одно общее заземляющее устройство;

- корпуса электроустановок соединяются с заземляющим устройством;

-составляется документация для приемки заземляющего устройства в эксплуатацию.

При выборе заземляющего устройства часто используют, естественные заземлители, которыми служат трубопроводы, проложенные в земле и имеющие хороший контакт с грунтом, стальные трубы электропроводов. При строительстве промышленных зданий в качестве естественных заземлителей могут быть использованы металлические каркасы зданий.

Трубопроводы для горючих жидкостей и взрывоопасных газов использовать в качестве заземлителей запрещается. Металлические и железобетонные конструкции при использовании их в качестве заземляющих устройств должны образовывать непрерывную электрическую цепь по металлу (в железобетонных конструкциях должны предусматриваться закладные детали для присоединения электрического и технологического оборудования).

При использовании железобетонных фундаментов в качестве заземлителей сопротивление растеканию тока заземляющего устройства определяется по формуле

(3.5)

где Qэ - удельное эквивалентное электрическое сопротивление земли, Ом • м;

s — площадь, ограниченная периметром зда­ния, м².

Удельное эквивалентное электрическое сопротивление

, (3.6)

где Q1; Q2—удельное электрическое сопротивление соответственно верхнего и нижнего слоя земли, Ом-м; h1—толщина верхнего слоя земли, м; , —безразмерные коэффициенты, зависящие от соотношения удельных электрических сопротивлений слоев земли. Если Qi>Q2, то =3,6, =0,1; если Q12, =0,310^-2.

Под верхним слоем следует понимать слой земли, удельное сопротивление которого Q1 более, чем в два раза, отличается от удельного электрического сопротивления нижнего слоя Q2. Расчет заземляющего устройства начинается с определения сопротивления грунта (сопротивление 1 см³ грунта). Значения удельных сопротивлений различных грунтов могут быть названы лишь приблизительно, так как зависят не только от вида грунта, но и от его влажности и атмосферных условий. Примерные значения удельного сопротивления некоторых грунтов в естественных условиях приведены ниже:
Вид грунта Удельное сопротивление, Ом • м

Песок 400 и более

Супесок 300

Суглинок , 100

Глина влажная. 20.

Чернозем 50

Торф 20

Удельное сопротивление земли на глубине нескольких метров от поверхности сильно колеблется, увеличиваясь из-за высыхания к концу сухого лета и промерзания зимой.

Измеренное (табличное) удельное сопротивление грунта следует привести к расчетному значению

(3.7)

где Q - измеренное (табличное) значение сопротивления грун­та, Ом-м;.k — сезонный коэффициент земли, учитывающий возможное увеличение удельного сопротивления слоя.

Значение k зависит от климатической зоны и равно от 1,5 до 7. Различают три климатические зоны, соответствующие северной, средней и южной полосе европейской части СНГ.

Исходя из условий работы, выбирается конструкция заземлителя (электрода) и определяется сопротивление заземлителя растеканию тока в грунт. Формулы для определения сопротивления заземлителя приведены в табл. 3.4.2.

Если в качестве заземлителя применяется угловая сталь, то в формулу для определения ее сопротивления подставляется приведенный диаметр d==0,95 b, где b—ширина полосы или полки угловой стали.

Количество стержней п заземляющего устройства находим по формуле

(3.8)

где r_о - допускаемое сопротивление заземляющего устройства, принимаемое менее 4 Ом.

Заземлитель из n₁ длинных электродов длиной 1₁ по сравнению с заземлителем из n₂ коротких электродов длиной l₂при одинаковом их расходе {п₁ l₁==п₂ l₂} обеспечивает более низкое сопротивление из-за меньшего взаимного влияния электродов при меньшем их числе. Для определения сопротивления очага вертикальных заземлителей необходимо знать расположение и расстояние а между ними: a=(1…3)l

Сопротивление вертикальных заземлителей:

(3.9)

где η - коэффициент использования (экранизации) вертикаль­ных электродов.

Коэффициент η определяют по табл. 3.4.3. с учётом отношения а/1, количества электродов п и условий их размещения.

Стержни объединяются в очаг заземления соединительной полосой (шиной) и располагаются по замкнутому контуру длиной

(3.10)

При расположении стержней в ряд, длина полосы

(3.11)

Сопротивление полосы связи

(3.12)

где h - глубина заложения полосы, м.

В заключение определяется сопротивление растеканию тока заземляющего устройства при данном количестве стержней с учетом полосы связи:

(3.13)

где η1- коэффициент экранирования (использования) между полосой связи и вертикальными электродами.

  1   2

---

3.1.2 Расчет заземления цеха по производству мебели.

Таблица 3.1 - Исходные данные:

Размеры здания		Протяженность линии электропередач		Грунт	Удельное сопротивление земли измеренное, Ом м	Климатическая зона
Длина L, м	Ширина В, м	lК.Л., км	lВ.Л., км
24,3	18,3	28	35	Глина влажная	20	I

В нашем случае заземляющее устройство используется для электроустановки напряжением свыше 1000В, поэтому расчетное значение тока замыкания на землю может быть определено по следующей полуэмпирической формуле:

(3.1)

где U_л – линейное напряжение сети (на высокой стороне трансформаторной подстанции), кВ;

l_к,l_в– длина электрически связанных соответственно кабельных и воздушных линий, км.

Таким образом,

(3.2)

Соответствующее полученному расчетному значению тока замыкания на землю нормативное значение сопротивления заземляющего устройства (ЗУ) R_з находим по формуле:

R_з=125 / I_з,(3.3)

R_з=125/29,71=4,21 Ом.

При использовании естественных заземлителей требуемое сопротивление искусственного заземлителя R_и определяется по формуле:

(3.4)

где R_е– сопротивление растеканию тока естественных заземлителей, Ом;

R_и– требуемое сопротивление искусственного заземлителя, Ом;

R_з– расчетное нормированное сопротивление ЗУ, Ом;



Определяем расчетное удельное сопротивление земли по формуле:

ρ = ρ_{изм ·} ψ, (3.5)

где ρ– расчетное удельное сопротивление земли, Ом·м;

ρ_изм– удельное сопротивление земли, полученное в результате измерений, Ом·м (задано в условии задачи);

---