- •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
1.4. Меры защиты от прямого и косвенного прикосновений
Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) в электроустановках напряжением до 1 кВ может быть применено для защиты от поражения электрическим током при прямом и/или косвенном прикосновениях в сочетании с защитным электрическим разделением цепей или в сочетании с автоматическим отключением питания.
В качестве источника питания цепей СНН в обоих случаях следует применять безопасный разделительный трансформатор в соответствии с ГОСТ 30030 «Трансформаторы разделительные и безопасные разделительные трансформаторы» или другой источник СНН, обеспечивающий равноценную степень безопасности.
Токоведущие части цепей СНН должны быть электрически отделены от других цепей так, чтобы обеспечивалось электрическое разделение, равноценное разделению между первичной и вторичной обмотками разделительного трансформатора.
Проводники цепей СНН, как правило, должны быть проложены отдельно от проводников более высоких напряжений и защитных проводников, либо отделены от них заземленным металлическим экраном (оболочкой), либо заключены в неметаллическую оболочку дополнительно к основной изоляции.
Вилки и розетки штепсельных соединителей в цепях СНН не должны допускать подключение к розеткам и вилкам других напряжений.
Штепсельные розетки должны быть без защитного контакта.
При значениях СНН выше 25 В переменного или 60 В постоянного тока должна быть также выполнена защита от прямого прикосновения при помощи ограждений или оболочек или изоляции, соответствующей испытательному напряжению 500 В переменного тока в течение 1 мин.
При применении СНН в сочетании с электрическим разделением цепей открытые проводящие части не должны быть преднамеренно присоединены к заземлителю, защитным проводникам или открытым проводящим частям других цепей и к сторонним проводящим частям, кроме случая, когда соединение сторонних проводящих частей с электрооборудованием необходимо, а напряжение на этих частях не может превысить значение СНН.
СНН в сочетании с электрическим разделением цепей следует применять, когда при помощи СНН необходимо обеспечить защиту от поражения электрическим током при повреждении изоляции не только в цепи СНН, но и при повреждении изоляции в других цепях, например, в цепи, питающей источник.
В случаях, когда в электроустановке применено электрооборудование с наибольшим рабочим (функциональным) напряжением, не превышающим 50 В переменного или 120 В постоянного тока, такое напряжение может быть использовано в качестве меры защиты от прямого и косвенного прикосновения.
1.5. Меры защиты при косвенном прикосновении
Требования защиты при косвенном прикосновении (обязательное заземление) распространяются на:
1) корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т. п.;
2) приводы электрических аппаратов;
3) каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемных или открывающихся частей, если на последних установлено электрооборудование напряжением выше 50 В переменного тока или более 120 В постоянного тока;
4) металлические конструкции распределительных устройств, кабельные конструкции, кабельные муфты, оболочки и броню контрольных и силовых кабелей, оболочки проводов, рукава и трубы электропроводки, кожухи и опорные конструкции шинопроводов (токопроводов), лотки, короба, струны, тросы и полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым проложены кабели с заземленной или зануленной металлической оболочкой или броней), а также другие металлические конструкции, на которых устанавливается электрооборудование;
5) металлические оболочки и броню контрольных и силовых кабелей и проводов на напряжения до 50 В переменного тока и до 120 В постоянного тока, проложенные на общих металлических конструкциях, в том числе в общих трубах, коробах, лотках и т. п., с кабелями и проводами на более высокие напряжения;
6) металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников;
7) электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков, машин и механизмов.
При применении в качестве защитной меры автоматического отключения питания указанные открытые проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания в системе TN и заземлены в системах IT и TT.
Не требуется преднамеренно присоединять к нейтрали источника в системе TN и заземлять в системах IT и TT:
1) корпуса электрооборудования и аппаратов, установленных на металлических основаниях:
конструкциях;
распределительных устройствах;
щитах, шкафах, щитках;
станинах станков, машин и механизмов, присоединенных к нейтрали источника питания или заземленных, при обеспечении надежного электрического контакта этих корпусов с основаниями;
2) конструкции, подлежащие обязательному заземлению, при условии надежного электрического контакта между этими конструкциями и установленным на них электрооборудованием, присоединенным к защитному проводнику;
3) съемные или открывающиеся части металлических каркасов камер распределительных устройств, шкафов, ограждений и т. п., если на съемных (открывающихся) частях не установлено электрооборудование или если напряжение установленного электрооборудования не превышает 50 В переменного тока и до 120 В постоянного тока;
4) арматуру изоляторов воздушных линий электропередачи и присоединяемые к ней крепежные детали;
5) открытые проводящие части электрооборудования с двойной изоляцией;
6) металлические скобы, закрепы, отрезки труб механической защиты кабелей в местах их прохода через стены и перекрытия и другие подобные детали электропроводок площадью до 100 см2, в том числе протяжные и ответвительные коробки скрытых электропроводок.
При выполнении автоматического отключения питания в электроустановках напряжением до 1 кВ все открытые проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания, если применена система TN, и заземлены, если применены системы IТ или ТТ. При этом характеристики защитных аппаратов и параметры защитных проводников должны быть согласованы, чтобы обеспечивалось нормированное время отключения поврежденной цепи защитно-коммутационным аппаратом в соответствии с номинальным фазным напряжением питающей сети.
В электроустановках, в которых в качестве защитной меры применено автоматическое отключение питания, должно быть выполнено уравнивание потенциалов.
Для автоматического отключения питания могут быть применены защитно-коммутационные аппараты, реагирующие на сверхтоки или на дифференциальный ток.
В системе TN время автоматического отключения питания не должно превышать значений, указанных в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Наибольшие допустимые времена защитного автоматического отключения для системы TN
Номинальное фазное напряжение UО, В |
Время отключения, с |
127 220 380 Более 380 |
0,8 0,4 0,2 0,1 |
Приведенные значения времени отключения считаются достаточными для обеспечения электробезопасности, в том числе в групповых цепях, питающих передвижные и переносные электроприемники и ручной электроинструмент класса 1.
В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 с.
Допускаются значения времени отключения более указанных в таблице 1.1, но не более 5 с в цепях, питающих только стационарные электроприемники от распределительных щитов или щитков при выполнении одного из следующих условий:
1) полное сопротивление защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком не превышает значения, Ом:
(1.2)
где Zц – полное сопротивление цепи «фаза-нуль», Ом;
Uо – номинальное фазное напряжение цепи, В;
50 – падение напряжения на участке защитного проводника между главной заземляющей
2) к шине РЕ распределительного щита или щитка присоединена система уравнивания потенциалов, охватывающая те же сторонние проводящие части, что и основная система уравнивания потенциалов.
Допускается применение УЗО, реагирующих на дифференциальный ток.
В системе IT время автоматического отключения питания при двойном замыкании на открытые проводящие части должно соответствовать таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Наибольшие допустимые времена защитного автоматического отключения для системы IT
Номинальное линейное напряжение UО, В |
Время отключения, с |
220 380 660 Более 660 |
0,8 0,4 0,2 0,1 |
Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части (рисунок 1.1):
1) нулевой защитный РЕ или PEN проводник питающей линии в системе TN;
2) заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и TT;
3) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание (если есть заземлитель);
4) металлические трубы коммуникаций, входящих в здание: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.
Р
исунок
1.1 - Система уравнивания потенциалов в
здании
На рисунке 1.1 приняты следующие обозначения:
М – открытая проводящая часть; С1 – металлические трубы водопровода, входящие в здание; С2 – металлические трубы канализации, входящие в здание; С3 – металлические трубы газоснабжения с изолирующей вставкой на вводе, входящие в здание; С4 – воздуховоды вентиляции и кондиционирования; С5 – система отопления; С6 – металлические водопроводные трубы в ванной комнате; С7 – металлическая ванна; С8 – сторонняя проводящая часть в пределах досягаемости от открытых проводящих частей; С9 – арматура железобетонных конструкций; ГЗШ – главная заземляющая шина; Т1 – естественный заземлитель; Т2 – заземлитель молниезащиты (если имеется); 1 – нулевой защитный проводник; 2 – проводник основной системы уравнивания потенциалов; 3 – проводник дополнительной системы уравнивания потенциалов; 4 – токоотвод системы молниезащиты; 5 – контур (магистраль) рабочего заземления в помещении информационного вычислительного оборудования; 6 – проводник рабочего (функционального) заземления; 7 – проводник уравнивания потенциалов в системе рабочего (функционального) заземления; 8 – заземляющий проводник.
Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания;
5) металлические части каркаса здания;
6) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования. При наличии децентрализованных систем вентиляции и кондиционирования металлические воздуховоды следует присоединять к шине РЕ щитов питания вентиляторов и кондиционеров;
7) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категорий;
8) заземляющий проводник функционального (рабочего) заземления, если такое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;
9) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.
Проводящие части, входящие в здание извне, должны быть соединены как можно ближе к точке их ввода в здание.
Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов.
Система дополнительного уравнивания потенциалов должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IТ и TТ, включая защитные проводники штепсельных розеток.
Для уравнивания потенциалов могут быть использованы специально предусмотренные проводники либо открытые проводящие части и сторонние проводящие части, если они удовлетворяют требованиям к защитным проводникам в отношении проводимости и непрерывности электрической цепи.
Защита при помощи двойной или усиленной изоляции может быть обеспечена применением электрооборудования класса II или заключением электрооборудования, имеющего только основную изоляцию токоведущих частей, в изолирующую оболочку.
Проводящие части оборудования с двойной изоляцией не должны быть присоединены к защитному проводнику и к системе уравнивания потенциалов.
Защитное электрическое разделение цепей следует применять, как правило, для одной цепи.
Наибольшее рабочее напряжение отделяемой цепи не должно превышать 500 В.
Питание отделяемой цепи должно быть выполнено от разделительного трансформатора, соответствующего ГОСТ 30030 «Трансформаторы разделительные и безопасные разделительные трансформаторы» или от другого источника, обеспечивающего равноценную степень безопасности.
Токоведущие части цепи, питающейся от разделительного трансформатора, не должны иметь соединений с заземленными частями и защитными проводниками других цепей.
Проводники цепей, питающихся от разделительного трансформатора, рекомендуется прокладывать отдельно от других цепей. Если это невозможно, то для таких цепей необходимо использовать кабели без металлической оболочки, брони, экрана или изолированные провода, проложенные в изоляционных трубах, коробах и каналах при условии, что номинальное напряжение этих кабелей и проводов соответствует наибольшему напряжению совместно проложенных цепей, а каждая цепь защищена от сверхтоков.
Если от разделительного трансформатора питается только один электроприемник, то его открытые проводящие части не должны быть присоединены ни к защитному проводнику, ни к открытым проводящим частям других цепей.
Допускается питание нескольких электроприемников от одного разделительного трансформатора при одновременном выполнении следующих условий:
1) открытые проводящие части отделяемой цепи не должны иметь электрической связи с металлическим корпусом источника питания;
2) открытые проводящие части отделяемой цепи должны быть соединены между собой изолированными незаземленными проводниками местной системы уравнивания потенциалов, не имеющей соединений с защитными проводниками и открытыми проводящими частями других цепей;
3} все штепсельные розетки должны иметь защитный контакт, присоединенный к местной незаземленной системе уравнивания потенциалов;
4} все гибкие кабели, за исключением питающих оборудование класса II, должны иметь защитный проводник, применяемый в качестве проводника уравнивания потенциалов;
5) время отключения устройством защиты при двухфазном замыкании на открытые проводящие части не должно превышать времена, указанные в таблице 1.
Изолирующие (непроводящие) помещения, зоны и площадки могут быть применены в электроустановках напряжением до 1 кВ, когда требования к автоматическому отключению питания не могут быть выполнены, а применение других защитных мер невозможно либо нецелесообразно.
Сопротивление относительно локальной земли изолирующего пола и стен таких помещений, зон и площадок в любой точке должно быть не менее:
• 50 кОм при номинальном напряжении электроустановки до 500 В включительно, измеренное мегомметром на напряжение 500 В;
• 100 кОм при номинальном напряжении электроустановки более 500 В, измеренное мегомметром на напряжение 1000 В.
Если сопротивление в какой-либо точке меньше указанных, такие помещения, зоны, площадки не должны рассматриваться в качестве меры защиты от поражения электрическим током.
Для изолирующих (непроводящих) помещений, зон, площадок допускается использование электрооборудования класса 0 при соблюдении, по крайней мере, одного из трех следующих условий:
1) открытые проводящие части удалены одна от другой и от сторонних проводящих частей не менее чем на 2 м. Допускается уменьшение этого расстояния вне зоны досягаемости до 1,25м;
2) открытые проводящие части отделены от сторонних проводящих частей барьерами из изоляционного материала. При этом расстояния не менее указаных в п. 1 должны быть обеспечены с одной стороны барьера;
3) сторонние проводящие части покрыты изоляцией, выдерживающей испытательное напряжение не менее 2 кВ в течение 1 мин.
В изолирующих помещениях (зонах) не должен предусматриваться защитный проводник.
Должны быть предусмотрены меры против заноса потенциала на сторонние проводящие части помещения извне.
Пол и стены таких помещений не должны подвергаться воздействию влаги.
При выполнении мер защиты в электроустановках напряжением до 1 кВ классы применяемого электрооборудования по способу защиты человека от поражения электрическим током по ГОСТ 12.2.007 «ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности» следует принимать в соответствии с таблицей 1.3.
Таблица 1.3 - Применение электрооборудования в электроустановках напряже- нием до 1 кВ
Класс |
Маркировка |
Назначение защиты |
Условия применения электрооборудования в электроустановках |
Класс 0 |
- |
При косвенном прикосновении |
1. Применение в непроводящих помещениях. 2. Питание от вторичной обмотки разделительного трансформатора только одного электроприемника. |
|
Защитного зажима знаком
или буквами РЕ, или желто-зелеными полосами |
При косвенном прикосновении |
Присоединение заземляющего зажима электрооборудования к защитному проводнику электроустановки |
|
Знаком
|
При косвенном прикосновении |
Независимо от мер защиты, принятых в электроустановке |
|
Знаком
|
От прямого и косвенного прикосновений |
Питание от безопасного разделительного трансформатора |

Класс
I
Класс
II
Класс
III