Системи захисного зрівнювання та вирівнювання потенціалів

__________________________________________________________________________

Класифікація заходів захисту електрообладнання систем ІТ і TN. Захисне зрівнювання потенціалів: визначення, мета, засоби реалізації, схемне рішення. Головна заземлювальна шина. Захисне вирівнювання потенціалів: визначення, мета, засоби реалізації, схемне рішення. Контурне заземлення.

_____________________________________________________________________________

Якщо час автоматичного відключення живлення в окремих частинах електроустановки напругою до 1 кВ не відповідає вимогам табл. 7.8 для систем ІТ і TN, то захист при непрямому дотику до цих частин можна здійснити за допомогою інших заходів захисту шляхом застосування:

§ електрообладнання класу II (забезпечується подвійною або підсиленою ізоляцією або розміщенням електрообладнання з основною ізоляцією струмопровідних частин в ізолюючій оболонці);

§ електричного розділу кіл за допомогою розділового трансформатора, який відповідає вимогам ДСТУ 3225;

§ ізольованих (непровідних) приміщень, зон, площадок, які доступні тільки для обслуговуючого їх кваліфікованого персоналу та де заборонено застосовувати захисні провідники. Опір ізольованої підлоги та стін таких приміщень, зон і площадок повинен бути не нижче 50 кОм для електроустановок з номінальною напругою до 500 В включно і 100 кОм – вище 500 В. Відкриті провідні частини, які при пошкодженні основної ізоляції можуть виявитися під різним потенціалом, повинні просторово бути розміщені так, щоб людина не змогла одночасно до них доторкнутися;

§ незаземленої системи місцевого зрівнювання потенціалів;

§ систем БННН, ЗННН, ФННН.

____________________________

Належить розрізняти технічні терміни  “зрівнювання потенціалів” (російський еквівалент “уравнивание потенциалов”) і “вирівнювання потенціалів” (російський еквівалент “выравнивание потенциалов”).

Захисне зрівнювання потенціалів– досягнення рівності потенціалів провідних частин шляхом електричного з’єднання їх між собою.

Мається на увазі приєднання всіх сторонніх провідних частин (будівельних конструкцій, стаціонарно прокладених трубопроводів всіх призначень, металевих корпусів технологічного обладнання, підкранових та залізничних колій тощо) до захисного РЕ – провідника в електроустановках напругою до 1кВ або до захисного заземлення в електроустановках напругою вище 1кВ. Зрівнювання потенціалів застосовується у випадку, коли вимога відносно часу захисного відключення живлення не забезпечено.

Захисний провідник, призначений для захисного зрівнювання потенціалів, являється провідником системи зрівнювання потенціалів.

В електроустановках напругою до 1кВ захисне зрівнювання потенціалів поділяється на два види: основна система зрівнювання потенціалів і додаткова система зрівнювання потенціалів.

Основна система зрівнювання потенціалівреалізується при здійсненні автоматичного відключення живлення в електроустановках напругою до 1 кВ.

При цьому доступні дотику відкриті провідні частини приєднуються до РЕ-провідника відповідно особливостям типу заземлення системи. Відповідно ПУЕ основна система зрівнювання потенціалів в електроустановках напругою до 1кВ повинна з’єднувати між собою такі провідні частини:

1) РЕ (РЕN)-провідники електроустановки;

2) заземлювальний провідник повторного заземлення на вводі в електроустановку (якщо виконується повторне заземлення);

3) металеві труби комунікацій (водопостачання, каналізації, теплофікації);

4) металеві частини будівельних конструкцій;

5) систему блискавкозахисту, за умови, якщо нормативні документи не забороняють її приєднувати до захисного заземлення;

6) металеві частини централізованих систем вентиляції і кондиціонування повітря;

7)  заземлювальний провідник функціонального заземлення, за умови, якщо відсутні обмеження на приєднання мережі функціонального заземлення до заземлювального пристрою захисного заземлення;

8) металеві оболонки телекомунікаційних кабелів.

Всі вказані частини слід приєднувати до головної заземлювальної шини (ГЗШ) за допомогою провідників системи зрівнювання потенціалів, тобто з’єднувати з основною системою зрівнювання потенціалів (рис. 7.32).

Рис. 7.32. Заземлення в мережі з глухозаземленою нейтраллю (система TN-S)

ГЗШ – затиск або збірна шина, яка є частиною заземлювального пристрою електроустановки напругою до 1кВ та дає можливість виконувати електричні з’єднання певної кількості провідників з метою заземлення та зрівнювання потенціалів.

Приєднання сторонніх провідних частин до основної системи зрівнювання потенціалів повинно виконуватися за допомогою окремих відгалужень.

Приєднання відкритих і сторонніх провідних частин до додаткової системи зрівнювання потенціалів можна виконувати за допомогою як окремих відгалужень, так і приєднання до одного загального не рознімного провідника.

Приєднувати провідники основної системи зрівнювання потенціалів до заземлювача блискавкозахисту і до природних заземлювачів належить в різних місцях. Провідні частини, які входять в будинок зовні, слід з’єднувати в безпосередній близькості до точки їх уводу в будинок.

Поперечний переріз провідників основної системи зрівнювання потенціалів повинно бути не менше, ніж:6 мм² для міді, 16 мм² для алюмінію; 50 мм² для сталі.

Як додаткова система зрівнювання потенціалівможе охоплювати всю електроустановку або будь-яку її частину і повинна з’єднувати між собою всі одночасно доступні дотиканню відкриті провідні частини стаціонарного електрообладнання і сторонніх провідних частин, що включають доступні для дотику металеві частини будівельних конструкцій, а також захисні провідники всього обладнання, в т.ч. захисні провідники штепсельних розеток.

Для приміщень з підвищеною небезпекою виконання доповняльної системи зрівнювання потенціалів може бути обов’язковим, якщо це вказано в нормативних документах, які відносяться до електроустановок цих приміщень.

Для зрівнювання потенціалів можна використовувати спеціально передбачені РЕ-провідники або відкриті і сторонні провідні частини, якщо вони відповідають вимогам до захисних провідників за провідністю та неперервністю електричного кола. Поперечний переріз провідників додаткової системи зрівнювання потенціалів повинно забезпечити провідність не менше ніж:

· при з’єднанні двох відкритих провідних частин – провідність найменшого з захисних провідників, підключеного до цих частин;

· при з’єднанні відкритої та сторонньої провідних частин – половина провідності захисного провідника, підключеного до відкритої провідної частини.

З’єднання та приєднання провідників системи зрівнювання потенціалів повинні забезпечити неперервність електричного кола. Приєднання провідників зрівнювання потенціалів до відкритих провідних частин необхідно виконувати шляхом зварювання або болтового з’єднання. При використанні природних заземлювачів для заземлення електроустановок і сторонніх провідних частин –провідників зрівнювання потенціалів, контактні з’єднання необхідно здійснювати методами, що передбачені ГОСТ 12.1.030.

У кожній електроустановці напругою до 1 кВ, в якій виконується основна система зрівнювання потенціалів, необхідно передбачати обладнання ГЗШ. Як ГЗШ можна використовувати РЕ-шину увідного пристрою.

Матеріал і конструкція ГЗШ повинні забезпечити її механічну міцність, термічну і корозійну стійкість. ГЗШ належить виготовляти з міді, латуні. Допускається ГЗШ виготовляти із сталі. Проте застосування алюмінієвих шин не допускається. Поперечний переріз ГЗШ повинен забезпечити її провідність не менше провідності того із безпосередньо приєднаних до неї провідників, у якого провідність має найбільше значення.

Обладнання ГЗШ улаштовується для кожного увідного пристрою, для кожної трансформаторної підстанції. Конструкція ГЗШ повинна передбачати можливість індивідуального приєднання та від’єднування провідників за допомогою інструмента.

____________________

Розглянуте нами раніше виносне (або зосереджене) заземлення забезпечує безпеку, коли напруга на корпусі електрообладнання не перевищує допустимого. Проте при великих струмах замикання на землю неможливо отримати допустиму напругу дотику шляхом зниження опору заземлення. У таких випадках застосовують контурне заземлення.

Як видно з рис. 7.33, заземлювачі контурного заземлення розташовують по периметру та всередині площадки, на якій встановлено електрообладнання, яке заземлюється. За допомогою провідників системи зрівнювання потенціалів і способом зварювання заземлювачі електрично з’єднуються між собою та з заземлювальним обладнанням.

Рис. 7.33. Схема контурного заземлення,

де: 1 – заземлювачі (вертикальні електроди); 2 – заземлювані провідники;

3 – обладнання, яке заземлюється; 4 – виробнича будівля

Захисне вирівнювання потенціалів – зниження напруги дотику і (або) напруги кроку шляхом прокладання в землі або в провідній підлозі або на їх поверхні провідних частин, які приєднані до заземлювального пристрою, або шляхом застосування спеціального покриття ґрунту (підлоги).

Захисне вирівнювання потенціаліввиконується уздовж рядів електрообладнання з боку обслуговування шляхом прокладання в землі горизонтальних заземлювачів на глибині 0,5 м і на відстані 0,8 –1 м від фундаментів або основ електрообладнання, приєднав їх до заземлювального пристрою.

Очевидно, з’єднання та приєднання провідників системи вирівнювання потенціалів повинні забезпечити неперервність електричного кола. Приєднання в землі горизонтальних заземлювачів до відкритих провідних частин необхідно виконувати шляхом зварювання або болтового з’єднання.

Захисне вирівнювання потенціалів досягається за рахунок навмисного підвищення потенціалу опорної поверхні, на якій може стояти людина, до рівня потенціалу струмопровідних частин, яких вона може торкатись (зменшення напруги дотику U_д), або за рахунок зменшення різниці потенціалів на поверхні землі чи підлозі приміщення в зоні можливого розтікання струму (зменшення напруги кроку U_к).

Таким чином, вирівнювання потенціалів застосовується з метою зниження можливих напруг дотику та кроку при експлуатації електроустановок або попаданні людини під ці напруги за інших обставин. Як приклад, можна взяти виконання профілактичних робіт без зняття напруги електриків на автомобілі з телескопічною металевою колискою, яка ізольована від землі. Приєднання колиски до фазного проводу тролейної лінії спричиняє до вирівнювання потенціалів струмопровідних частин і поверхні, на якій стоїть електрик, тому U_д = 0.

_____________________________________________________________________________