- •Кубанский государственный технологический университет
- •Заземление и защитные меры электробезопасности Методические указания для студентов
- •Краснодар
- •1. Заземление и защитные меры электробезопасности
- •1.1. Основные определения
- •Система tn-c – система tn, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем её протяжении;
- •1.2. Общие требования
- •1.3. Меры защиты от прямого прикосновения
- •1.5. Меры защиты при косвенном прикосновении
- •1.4. Меры защиты от прямого и косвенного прикосновений
- •1.6. Нормирование параметров защитного заземления
- •1.6.1. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью
- •1.6.2. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью
- •1.6.3. Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью
- •1.6.4. Электроустановки напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью
- •1.6.5. Электроустановки в районах с большим удельным сопротивлением земли
- •1.7. Заземлители
- •1.8. Заземляющие проводники
- •1.9. Главная заземляющая шина
- •1.10. Защитные проводники (ре-проводники)
- •1.11. Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники (pen-проводники)
- •1.12. Проводники системы уравнивания потенциалов
- •1.13. Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов
- •1.14. Переносные электроприемники
- •2. Расчет заземляющего устройства
- •2.1. Пример расчета заземляющего устройства
- •3. Справочные материалы
- •Литература
- •Содержание
- •1.1. Основные определения …………………………………………………..3
- •2.1. Пример расчета заземляющего устройства …………………………...44
1.10. Защитные проводники (ре-проводники)
В качестве РЕ-проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ могут использоваться:
1) специально предусмотренные проводники:
• жилы многожильных кабелей;
• изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами;
• стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники;
2) открытые проводящие части электроустановок:
• алюминиевые оболочки кабелей;
• стальные трубы электропроводок;
• металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления.
Металлические короба и лотки электропроводок можно использовать в качестве защитных проводников при условии, что конструкцией коробов и лотков предусмотрено такое использование, о чем имеется указание в документации изготовителя, а их расположение исключает возможность механического повреждения;
3) некоторые сторонние проводящие части:
• металлические строительные конструкции зданий и сооружений (фермы, колонны и т. п.);
• арматура железобетонных строительных конструкций зданий;
• металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т. п.).
Использование открытых и сторонних проводящих частей в качестве РЕ-проводников допускается, если они отвечают требованиям к проводимости и непрерывности электрической цепи.
Сторонние проводящие части могут быть использованы в качестве РЕ-проводников, если они, кроме того, одновременно отвечают следующим требованиям:
1) непрерывность электрической цепи обеспечивается либо их конструкцией, либо соответствующими соединениями, защищенными от механических, химических и других повреждений;
2) их демонтаж невозможен, если не предусмотрены меры по сохранению непрерывности цепи и ее проводимости.
Не допускается использовать в качестве РЕ-проводников:
• металлические оболочки изоляционных трубок и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей;
• трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления;
• водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.
Нулевые защитные проводники цепей не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников электрооборудования, питающегося по другим цепям, а также использовать открытые проводящие части электрооборудования в качестве нулевых защитных проводников для другого электрооборудования, за исключением оболочек и опорных конструкций шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления, обеспечивающих возможность подключения к ним защитных проводников в нужном месте.
Использование специально предусмотренных защитных проводников для иных целей не допускается.
Наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников должны соответствовать таблице 1.5.
Таблица 1.5 – Наименьшие сечения защитных проводников
Сечение фазных проводников, мм2 |
Наименьшее сечение защитных проводников, мм2 |
16<S>35 S>35 |
16 S/2 |
Площади сечений приведены для случая, когда защитные проводники изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.
Допускается,
при необходимости, принимать сечение
защитного проводника менее требуемых,
если оно рассчитано по формуле (только
для времени отключения
5
с):
(1.9)
где S – площадь поперечного сечения защитного проводника, мм2;
I – ток короткого замыкания (КЗ), обеспечивающий время отключения поврежденной цепи защитным аппаратом или за время не более 5 с, А;
t – время срабатывания защитного аппарата, с;
k – коэффициент, значение которого зависит от материала защитного проводника, его изоляции, начальной и конечной температур. Значения k для защитных проводников в различных условиях приведены в таблицах 1.6, 1.7, 1.8, 1.9.
Таблица 1.6 – Значения коэффициента k для изолированных защитных проводников, не входящих в кабель, и для неизолированных проводников, касающихся оболочки кабелей (начальная температура проводника принята равной 30 °С)
Параметр |
Материал изоляции |
||
Поливинилхлорид (ПВХ) |
Поливинилхлорид (ПВХ) |
Бутиловая резина |
|
Конечная температура, °С |
160 |
250 |
220 |
k проводника: |
|
|
|
медного |
143 |
176 |
166 |
алюминиевого |
95 |
116 |
110 |
стального |
52 |
64 |
60 |
Таблица 1.7 - Значение коэффициента k для защитного проводника, входящего в многожильный кабель
Параметр |
Материал изоляции |
||
Поливинилхлорид (ПВХ) |
Сшитый полиэтилен, этиленпропиленовая резина |
Бутиловая резина |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Начальная температура, °С |
70 |
90 |
85 |
Конечная температура, °С |
160 |
250 |
220 |
1 |
2 |
3 |
4 |
k проводника: медного алюминиевого |
115 76 |
143 94 |
134 89 |
Таблица 1.8 – Значение коэффициента k при использовании в качестве защитного проводника алюминиевой оболочки кабеля
Параметр |
Материал изоляции |
||
Поливинилхлорид (ПВХ) |
Сшитый полиэтилен, этиленпропиленовая резина |
Бутиловая резина |
|
Начальная температура, °С |
60 |
80 |
75 |
Конечная температура, °С |
160 |
250 |
220 |
k |
81 |
98 |
93 |
Таблица 1.9 - Значение коэффициента k для неизолированных проводников, когда указанные температуры не создают опасности повреждения находящихся вблизи материалов
(начальная температура проводника принята равной 30°С)
Материал проводника |
Условия |
Проводники |
||
Проложенные открыто в специально отведенных местах |
Эксплуатируемые |
|||
в нормальной среде |
в пожароопасной среде |
|||
Медь |
Максимальная температура,°С |
500* |
200 |
150 |
k |
228 |
159 |
138 |
|
Алюминий |
Максимальная температура,°С |
ЗОО* |
200 |
150 |
k |
125 |
105 |
91 |
|
Сталь |
Максимальная температура,°С |
500* |
200 |
150 |
k |
82 |
58 |
50 |
|
* Указанные температуры допускаются, если они не ухудшают качество соединений.
Если при расчете получается сечение, отличное от приведенного в таблице 1.5, то следует выбирать ближайшее большее значение, а при получении нестандартного сечения – применять проводники ближайшего большего стандартного сечения.
Значения максимальной температуры при определении сечения защитного проводника не должны превышать предельно допустимых температур нагрева проводников при КЗ, а для электроустановок во взрывоопасных зонах соответствовать ГОСТ 22782.0 «Электрооборудование взрывозащищенное. Общие технические требования и методы испытаний».
Во всех случаях сечение медных защитных проводников, не входящих в состав кабеля или проложенных не в общей оболочке (трубе, коробе, на одном лотке) с фазными проводниками, должно быть не менее:
• 2,5 мм2 - при наличии механической защиты;
• 4 мм2 - при отсутствии механической защиты.
Сечение отдельно проложенных защитных алюминиевых проводников должно быть не менее 16 мм2.
В системе ТN для обеспечения требований, предъявляемых к заземляющим устройствам электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью, нулевые защитные проводники рекомендуется прокладывать совместно или в непосредственной близости с фазными проводниками.
В местах, где возможно повреждение изоляции фазных проводников в результате искрения между неизолированным нулевым защитным проводником и металлической оболочкой или конструкцией (например, при прокладке про-водов в трубах, коробах, лотках), нулевые защитные проводники должны иметь изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников.
Неиэолированные РЕ-проводники должны быть защищены от коррозии. В местах пересечения РЕ-проводников с кабелями, трубопроводами, железнодорожными путями, в местах их ввода в здания и в других местах, где возможны механические повреждения РЕ-проводников, эти проводники должны быть защищены.
В местах пересечения температурных и осадочных швов должна быть предусмотрена компенсация длины РЕ-проводников.
