Переносное заземление — устройство, установка, испытания
Переносное заземление является неотъемлемым элементом любого энергетического предприятия. Его применение необходимо при выполнении технических мер, которые осуществляются в электроустановках для подготовки рабочего места.
Конструктивное исполнение заземлителей зависит от уровней напряжения и типа электрооборудования. Изделия должны проходить установленный комплекс испытаний, по результатам которых выносится заключение, о возможности их эксплуатации.
Что такое переносное заземление и его назначение
Переносное заземление (ПЗ) – это специальное изделие, предназначенное для заземления отдельных участков электроустановки, в которых не предусмотрено стационарных заземляющих ножей. Основной функцией ПЗ является обеспечение безопасности работников при осуществлении ремонтных работ.
Так выглядит переносное заземление
Установка ПЗ позволяет обезопасить персонал от воздействия электрического тока, вследствие ошибочной, самопроизвольной подачи напряжения, а также в результате образования наведенного напряжения. Когда осуществляют подачу напряжения на заземленный участок электрической сети, образуется ток короткого замыкания, что приводит к запуску защит, с последующим отключением источника напряжения.
Устройство
Существует два основных варианта использования ПЗ. Первый вариант предназначен для применения в распределительных устройствах, а второй – на воздушных линиях электропередач. Заземления могут быть выполнены в однофазном или трёхфазном исполнении.
ПЗ может быть выполнено в трёх конструктивных вариациях: штанговые, штанговые с металлическим звеном (ЗПЛ-10) и бесштанговые (ЗПП-15).
Конструкция изделия состоит из следующих элементов:
Бесштанговую конструкцию ПЗ, как правило, используют для применения в комплектных распределительных устройствах.
Пример бесштанговой конструкции ПЗ
Для одновременного закорачивания трёх фаз через единый заземляющий проводник пользуются трёхфазным заземлителем.
Однофазное исполнение портативного заземления предназначено для отдельного подключения фаз к контуру заземления. Используется на ЛЭП с уровнем напряжения более 110 кВ. Это обусловлено существенным расстоянием от заземляющей шины до фазных проводов и междуфазным пролётом.
Гибкий токопроводящий проводник может быть покрыт прозрачной изоляцией. Он может изготавливаться из алюминиевых или медных проводов. С помощью зажимов осуществляется крепление ПЗ к токоведущих частям и к контуру заземления. Устройство фазных зажимов может быть выполнено в виде струбцин и медных наконечников. Затягивание зажимов выполняется изолирующей штангой, с помощью которой достигается минимально допустимое расстояние до токоведущих частей.
Предъявляемые требования
К портативным заземлениям предъявляются множество требований. Среди главных, выделяется термическая и динамическая устойчивость по отношению к токам короткого замыкания. Конструктивное исполнение изделий должно обеспечивать удобство в эксплуатации.
Закорачивающие проводники должны выдерживать воздействия окружающей среды, в диапазоне от — 45 до + 45 градусов. Сечения проводов заземлителя должны соответствовать уровням напряжения. В электроустановках до 1 кВ используются — 16 квадратных миллиметров, а при напряжении выше 1 кВ – 25. При уровне напряжения более шести киловольт, сечение проводников могут достигать ста двадцати квадратных миллиметров.
При наличии разных уровней напряжения в электроустановках, разрешается применение переносного заземления с наибольшим требуемым сечением для обслуживания всего электрооборудования.
В комплекте изделия обязательно наличие технической документации. Крепление струбцины с жилами проводника может осуществляться болтовым соединением, сварочным швом, путём прессования или с использованием нажимных пластин. Зажим должен обеспечивать надёжный контакт в месте наложения. Изолирующие конструкции должны изготавливаться из диэлектрических материалов.
Запрещается использовать защитные оболочки на токопроводящих элементах заземлителя, которые мешают визуальному осмотру их целостности. Для изоляции проводов допускается использовать исключительно прозрачную оболочку.
Расчёт сечения для ПЗ
Минимальное сечение заземляющего проводника определяется по формуле:
За наибольшее время по отключению КЗ принимается суммарная величина нижеследующих показателей:
Расчётная величина I к.з зависит от типа нейтрали электрической сети. При заземленной нейтрали используется значение однофазного тока короткого замыкания, при изолированной нейтрали – трёхфазного.
Установка и снятие переносного заземления
Процесс наложения и снятия заземления идентичен для всех уровней напряжения. Существуют отличия только в количестве людей выполняющих данные операции. В электроустановках до 1 кВ установка и снятие заземлителя проводится единолично, а при напряжении выше 1 кВ процедура производится вдвоём. Один человек выступает в роли контролирующего лица, а второй является исполнителем.
Процесс установки и монтажа ПЗ
Последовательность действий при установке ПЗ:
Операции по снятию переносного заземления, проводятся в обратном порядке.Все действия необходимо осуществлять с использованием диэлектрических перчаток и штанг, а также индивидуальных защитных средств. В электрической установке до 1 кВ допускается использовать только изолирующие перчатки. При напряжении токоведущих элементов более 1000 В, требуется одновременное применение перчаток и штанг.
Проверка отсутствия напряжения на участке распределительной установки осуществляется указателем напряжения.
Допускается параллельная установка портативных заземлителей в электрической сети напряжением более шести тысяч вольт. Это обусловлено тем, что требуемые сечения проводов достигают значительных величин. И приводит к увеличению массы и размеров ПЗ, что влечёт за собой трудности при их эксплуатации.
Испытания
Для подтверждения соответствия требованиям ГОСТ, переносные заземления подвергаются нижеследующим видам испытаний:
Переносные заземления считаются пригодными к применению, при успешном прохождении нижеследующих мероприятий:
1. Визуальный осмотр целостности всех элементов конструкции.
Включает в себя проверку струбцин, жил проводника, изолирующей штанги, ограничительного кольца на штанге, антикоррозийного покрытия, защитной изоляции и технической документации.
2. Климатические испытания.
Процедура проводится при отрицательной и положительной температуре. Её значение должно достигать сорока пяти градусов Цельсия, соответственно до и выше нуля. Переносное заземление подвергается двух часовому воздействию температуры. При отсутствии следов разрушения защитной изоляции и пластмассовых элементов, изделие считается пригодным для применения.
3. Определение механической прочности штанг.
Данный опыт предназначен для измерения изгиба штанги ПЗ. Допустимым отклонением прогиба является десяти процентная величина по отношению к изоляционной длине штанги, используемой для электроустановок напряжением до 220 кВ. Для более высоких уровней напряжения, допускается двадцати процентное отклонение.
Для проведения испытания, штангу фиксируют в горизонтальной плоскости. Закрепляя конец штанги и место посадки ограничительного кольца. Металлической линейкой устанавливается уровень оси штанги. И по ней же, отсчитывается величина прогиба.
4. Проверка сечения жил.
Для установления действительного сечения переносного заземления, выполняют его разборку на стренги. Фиксируют их количество, и считают число проводников в одной стренге. Измеряют диаметр проводника для определения его сечения. Полученную расчётную величину умножают на число проводников в стренге и на количество стренг.
5. Измерение термической и динамической стойкости.
Опыт заключается в пропускании через готовое изделие соответствующего значения тока короткого замыкания, от лабораторных источников тока. Протекание тока продолжается до момента полного разрушения опытного образца. Если в течение трёх секунд не наблюдалось механических повреждений или сбрасываний жил с мест установки, то образец удовлетворяет термической и динамической стойкости.
6. Определение уровня переходного сопротивления.
Микроомметром выполняется замер сопротивления в месте присоединения проводников к струбцине. Данный показатель не должен превышать значения в 600 мкОм.
7. Электрические проверки изолирующих элементов.
Изолирующие части переносного заземления подвергаются высоковольтным испытаниям.
Во время эксплуатации механические испытания заземляющих проводов не производятся. Электрическим испытаниям подлежат штанги с металлическими элементами. Данная процедура выполняется раз в два года.
Изъятие изделия из эксплуатации осуществляется при обнаружении нижеследующих изъянов:
Комплектация и маркировка
В зависимости от конструктивного исполнения изделия, в комплект входят:
Все переносные заземления должны быть оснащены маркировкой. В которой отражается нижеследующая информация:
Применение и особенности монтажа переносного заземления
Переносное заземление выполняет функцию сведения к нулю напряжения. Используется для защиты людей, находящихся на обесточенных токопроводящих элементах оборудования, от удара электричеством при случайной подаче тока на отключенный участок или при возникновении наведенного напряжения. Смысл заземления сводится к вызыванию короткого замыкания в пределах заземленного или закороченного участка.
Составляющие переносного заземления
В составе комплекта переносного заземления имеется три главных элемента:
Согласно особенностям конструкции, переносные системы делятся на:
Бесштаноговые системы состоят из следующих частей:
Штанги изолирующие оперативные и штанги переносного заземления включают в себя:
На картинке выше представлена схема штангового заземления, где цифрами обозначены ее элементы:
Конструктивными частями заземлительной системы со штанговыми компонентами из металла являются:
На рынке представлены устройства защиты с одной и тремя фазами. Трехфазные системы имеют один проводник заземления и выполняют закорачивающую и заземляющую функцию для трех фаз. Однофазная защита предназначена для защиты работников, занятых на электрических установках с напряжением выше 110 кВт. Такой подход обусловлен тем, что при наличии нескольких фаз между ними необходимо определенное расстояние, а это приводит к излишней громоздкости конструкции.
На картинке выше показано переносное заземление с наличием электродинамических ножей. Цифрами обозначены следующие его элементы:
Обратите внимание! Одно из применений переносных систем — защита работников, занятых ремонтом воздушных линий и распределительных электроустановок.
Заземление для пожарной техники
Пожарные автомобили защищаются переносными заземлительными системами, которые позволяют работать в условиях попадания на токопроводящие части оборудования водяных струй. В состав переносного заземления для пожарных машин входят:
Наконечники прикрепляются болтами к струбцине с одной стороны и к стволу пожарного автомобиля — с другой.
Заземление для воздушных линий
Чтобы предотвратить поражение током людей при электромонтажных работах на воздушных линиях, используются две разновидности однофазных и трехфазных заземлений:
Защита на распределительном оборудовании
При наведении напряжения от соседних цепочек или непроизвольно направленном напряжении на распределительные устройства возможно поражение током. В таких случаях применяются переносные заземлители, которые могут разниться в методах установки в распределительные устройства. Монтаж фазных струбцин осуществляется на наконечники в виде шаров или цилиндров, на токопроводящие шины, а также на участки местонахождения плавких предохранителей. По конструкции все виды устройств одинаковы, а место проведения монтажных работ выбирается исходя из поставленных задач и характеристик той или иной установки.
Нормы по заземлительным системам
Требования к переносным заземлениям диктуются следующими обстоятельствами:
Сечение проводников
В целях соблюдения параметров механической прочности наименьшее сечение проводников должно составлять:
Меньшие сечения не допускаются нормативами. Для электрических установок напряжением от 6 до 10 кВт при больших токах короткого замыкания не обойтись без проводников со сверхбольшими сечениями (от 120 до 185 квадратных миллиметров). С подобными сечениями очень сложно работать, а потому в таких ситуациях позволяется применение нескольких переносных заземлителей, которые размещаются параллельно в непосредственной близости друг от друга.
Для расчета нужного сечения проводников применяется формула:
Показатель tф можно считать тождественным временной выдержке основной защиты реле присоединения электрической установки. Выключатель установки должен останавливать короткое замыкание на участке переносного заземления. Необходимо избегать ситуаций, когда понадобится делать заземления разных сечений для распределительных устройств одинакового напряжения, поэтому в качестве временной выдержки принимается самый большой показатель.
Если в сети имеется заземленная нейтраль, проводниковое сечение подбирается исходя из тока однофазного короткого замыкания. А вот в случае с изолированной нейтралью понадобится высокая термоустойчивость при двухфазном замыкании.
Требования, предъявляемые к переносным заземлениям, исключают возможность использования изолированной проводки, поскольку изоляционный слой препятствует визуальному обнаружению дефектов жил проводника. В результате повреждений становится меньше сечение, а это может стать причиной короткого замыкания.
Конструктивные возможности зажимов должны обеспечивать их прочную фиксацию на токопроводящих элементах при помощи специального штангового устройства. Закорачивающие провода соединяются с зажимами напрямую — без переходников. Такой норматив обусловлен тем, что в переходных наконечниках могут иметься низкокачественные контакты. Такие контакты сложно рассмотреть, но при замыканиях они подвержены возгоранию.
Закорачивающие провода трехфазного заземлителя стыкуются между собой и проводником заземления с помощью опрессовки или сварки. Также соединение можно выполнить болтами, однако в этом случае понадобится дополнительная обработка – соединение припоем. Причем припой должен быть твердым, так как пайка запрещена по той причине, что нагрев устройства во время эксплуатации приведет к плавлению припоя и разрушению соединения.
Также следует сказать и о том, какие требования устанавливаются к маркировке переносных заземлений. На всех устройствах должно быть указано номинальное напряжение электрической установки, сечение проводников и инвентарный номер.
Требования к участкам наложения
Согласно техническим правилам, монтаж переносных заземлителей осуществляется на все фазовые элементы отключенного от электрического питания участка. Питание отключается во всех местах соединения, от которых может подаваться напряжение. При этом также следует учитывать обратную трансформацию. По одному заземлению должно быть на каждой стороне — это условие диктуется требованиями безопасности. Участок можно оградить от токоведущих элементов разъединителями, выключателями или автоматами. Также с этой целью можно удалить предохранители.
Между участками наложения необходим явный разрыв, который будет отделять устройства от токоведущих элементов с напряжением. Дистанция между токопроводящими частями под напряжением должна соответствовать нормам безопасности.
Переносное заземление в системах распределения закрытого типа устанавливается на токоведущих элементах. Выбираются участки, специально предназначенные для установки заземления. С таких мест удаляется лакокрасочный слой, а контур выделяется черными полосками.
Важно! Зачищенные от красящего вещества участки должны оснащаться местами для установки струбцины или иметь зажимы.
Если в электрической установке по техническим причинам нельзя установить переносное заземление, понадобятся дополнительные меры, которые позволят увеличить безопасность работы. Чтобы избежать случайной передачи напряжения, необходимо оградить верхние контакты или ножи жесткой изоляцией или резиновыми прокладками.
Инструкция по установке
Прежде чем начнется установка переносного заземления, нужно проверить отсутствие напряжения. Согласно требованиям технического регламента, установочные работы должны осуществлять два человека. Чтобы протестировать наличие напряжения, заземление подключается к зажиму «Земля».
Обратите внимание! Во время электромонтажных работ необходимо соблюдать меры предосторожности, в частности, на руки нужно надеть перчатки из диэлектрика.
Следует заметить, что нормативы запрещают применение проводников, не предназначенных для заземлительной функции. Также не следует стыковать провода методом скручивания.
Установка выполняется в таком порядке:
Иногда применение штанги не позволяет закрепить зажимы. В таком случае их можно зафиксировать вручную. Такие работы можно осуществлять только в перчатках-диэлектриках.
При установке переносной защиты можно стоять на бетонном полу, на земле, на деревянной лестнице. В любом случае под ногами должна быть диэлектрическая поверхность. Запрещается подниматься на какие-либо конструкции с целью проверки отсутствия напряжения.
Напряжение не наводится на токопроводящие элементы лишь в случае наличия заземления. Сразу после отключения напряжения нельзя прикасаться к токоведущим элементам, не используя защитные перчатки.
Чтобы удалить заземлительную систему, все работы осуществляются в обратном порядке. Вначале устройство убирается с токопроводящих участков, затем отключаются заземляющие устройства.
Электромонтажные работы отличаются повышенной опасностью. Нарушение техники обращения с электричеством часто приводит к трагедиям. Поэтому не следует пренебрегать средствами безопасности и подвергать себя ненужным рискам.
Применение переносного заземления
Тот факт, что защитная «земля» при эксплуатации и обслуживании электроустановок жизненно необходима, обсуждению не подлежит. Кроме обязательного исполнения требований «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ), наличие «земли» предохраняет от поражения электротоком и защищает электроустановки от поломок, связанных с нарушением подвода электропитания.
При вводе в эксплуатацию и проведении ремонтных работ на оборудовании, временно выведенном из эксплуатации, часто возникает необходимость отсоединения рабочей заземляющей шины. Как обеспечить безопасность работ в таком случае? Требуется установить переносное заземление.
Что это такое, и почему его называют временным (переносным)
Оборудование относится к типу защитных устройств, обеспечивающих безопасную работу в подключенных электроустановках. Кроме того, переносное заземление может (а точнее — должно) применяться при выполнении работ в полевых условиях: на временных объектах, которые штатного соединения с «землей» не имеют. Например, при проведении сварочных работ на территории, где нет энергоснабжения, и площадка не оборудована в соответствие с Правилами устройства электроустановок. В этом случае заземляется и генерирующее и рабочее оборудование.
Комплект временного заземления представляет собой набор гибких медных проводников (кабель без изоляции). На концах проводников расположены зажимы с постоянной фиксацией: типа струбцин.
Как правило, проводники соединены в три связанные линии (для трехфазного оборудования). При замыкании фаз между собой, повышается вероятность срабатывания защиты, если на линию случайно будет подано напряжение. Струбцины, которые подключаются к питающим контактам, оборудуются изолирующими штангами (при работе с напряжением свыше 1000 вольт). Если во время подключения, шина окажется под напряжением, поражение электротоком не произойдет.
Существуют комплекты и для однофазных электроустановок, состоящие из одного проводника с зажимами на концах.
Установка переносного заземления предусмотрена в случаях, когда выведенный в ремонт участок полностью отключается от каких-либо кабельных линий, включая «земляную» шину. При случайной подаче напряжения (а во время ремонта — это вполне возможно), устройство обеспечит короткое замыкание на физическую землю, и приведет к срабатыванию защитного автомата.
Важно! Применять переносное заземление без защитного оборудования (предохранителей, автоматов) на питающей линии, бессмысленно и опасно. При коротком замыкании на «землю», первичная защита персонала будет обеспечена, но возможно возгорание силового кабеля и электроустановки. Кабель заземления также может перегореть под продолжительным воздействием электрического тока, и работники будут поражены неконтролируемым напряжением.
Еще одна функция переносного заземления — защита от наведенного напряжения. После обесточивания электроустановки, на питающем кабеле могут возникнуть наведенные токи, от проложенных рядом силовых линий. В обычном состоянии, этому препятствует рабочая «земля».
Какие требования предъявляются к оборудованию
Требования к переносным заземлениям, как и правила дорожного движения, написаны кровью. Поэтому их соблюдение не просто является формальным исполнением ПУЭ. Это жизнь и здоровье людей.
Порядок установки временного заземления
Установка заземления производится с той стороны токоведущих шин, откуда может быть подано напряжение. Между точкой подключения и зоной проведения ремонтных работ не должно быть преобразующих устройств с гальванической развязкой (трансформаторов, умножителей напряжения, стабилизаторов и прочего).
Оператор, производящий накладку переносного заземления, должен быть в защитных средствах: изолирующих ботах, рукавицах, иметь на лице защитную прозрачную маску (от возможного искрообразования). Рекомендуется использовать диэлектрические коврики или подставки для ног.
Дальнейшие работы выполняются строго в указанной последовательности:
Важно! порядок наложения переносного заземления предписывает выполнять работу как минимум вдвоем. Это необходимо для того, чтобы при поражении электротоком, была возможность оперативно принять меры по отключению электроэнергии, и оказать первую помощь пострадавшему.
Разумеется, к работе допускается только квалифицированный персонал.
Присоединение заземления на оборудовании с напряжением выше 1000 В, производится с помощью штанги, изготовленной из прочного диэлектрика. При меньших напряжениях допускается работа в диэлектрических перчатках.
Порядок снятия переносного заземления
Перед подачей напряжения на электроустановку, необходимо удалить из зоны работ переносной заземлитель, и убедиться в исправности штатного (постоянного) защитного заземления.
Что делать, если штатное защитное заземление отсутствует
Если работы выполняются на незаземленной (штатно) электроустановке, необходимо создать временный контур заземления. Для этого организуется тот самый треугольник, в соответствии с правилами организации защитного заземлителя. К нему присоединяется переносное заземление.
Заземлитель организуется с помощью металлических штырей, профилей (они забиваются с помощью кувалды), или буравчиков. У подобных устройств должно быть приспособление для извлечения их из грунта после окончания работ.
Еще один вариант для простой установки — заземлитель с обратным молотком. С его помощью можно легко погрузить стержень в грунт и извлечь его обратно.
Установка переносного заземления на временный контур производится по тем же правилам, что и на стационарную шину защитного заземления.
Заземление линий электропередач на столбах
Переносное заземление, предназначенное для ЛЭП, отличается от «наземных» вариантов наличием длинных изолированных штанг. Кроме того, на рабочих концах установлены не винтовые зажимы, а захватные крюки с фиксаторами.
Поскольку такие работы, проводятся как правило в поле, где нет штатного защитного заземления, применяются переносные заземлители. Они обычно входят в комплект.
Учитывая отсутствие винтовых зажимов, и, как следствие, менее надежный контакт с токонесущим проводом, устанавливаются дублирующие заземления: по 2–3 комплекта на один высоковольтный провод.
Монтаж производится с земли: то есть оператор стоит на грунте, а не устанавливает заземление со столба.
Штанговые переносные заземления для ЛЭП выполняются однофазными. Для соединения заземленных проводов между собой, линии соединяются на грунте, в точке соединения с переносным заземлителем.
Определения
Заземлитель — это комплект токоведущих частей, имеющих непосредственный контакт с физической землей (грунтом). Проще говоря — забитые в землю колышки и соединительный проводник.
Заземляющий проводник — переносной или стационарно установленный провод (шина), предназначенный для соединения заземлителя с заземляемым устройством.
