Cum se evaluează riscul de rănire a oamenilor cauzat de curentul instalației electrice în rețelele electrice de diferite configurații? Conectarea monofazată și bifazată a unei persoane în diverse rețele electrice Pericol de șoc electric în rețelele trifazate
Cuprins carte Pagina următoare >>§ 3. Pericol de electrocutare.
Schema de conectare monofazată a unei persoane la o rețea de curent trifazat cu un neutru împământat.
Socul electric are loc atunci când un circuit electric este închis prin corpul uman. Acest lucru se întâmplă atunci când o persoană atinge cel puțin două puncte ale unui circuit electric, între care există o anumită tensiune. Includerea unei persoane într-un circuit poate avea loc în mai multe moduri: între fir și pământ, numită conexiune monofazată; între două fire - conexiune bifazată. Aceste scheme sunt cele mai tipice pentru rețelele trifazate de curent alternativ. De asemenea, este posibil să comutați între două fire și împământare în același timp; între două puncte de pe pământ având potenţiale diferite etc.
Conectarea monofazată a unei persoane la rețea reprezintă contactul direct al unei persoane cu părți ale unei instalații sau echipamente electrice care sunt alimentate în mod normal sau accidental. În acest caz, gradul de pericol de rănire va varia în funcție de faptul dacă rețeaua electrică are un neutru împământat sau izolat, precum și în funcție de calitatea izolației firelor de rețea, lungimea acesteia, modul de funcționare și o serie de alte parametrii.
Când este conectată monofazat la o rețea cu un neutru împământat, o persoană intră sub tensiunea de fază, care este de 1,73 ori mai mică decât liniară și este expusă la curent, a cărui magnitudine este determinată de valoarea tensiunii de fază a instalației. şi rezistenţa corpului uman (Fig. 69). Un efect suplimentar de protecție este oferit de izolarea podelei pe care stă o persoană și încălțăminte.
Orez. 69. Schema de conectare monofazată a unei persoane la o rețea de curent trifazat cu un neutru împământat
Astfel, într-o rețea trifazată cu patru fire cu un neutru împământat, circuitul de curent care trece printr-o persoană include rezistența corpului său, precum și rezistența podelei, pantofilor și împământarea neutrului sursei de curent. (transformator etc.). În acest caz, valoarea curentă
unde U l - tensiune liniară, V; R t - rezistența corpului uman, Ohm; R p - rezistența podelei pe care se află persoana, Ohm; R rev - rezistența pantofilor unei persoane, Ohm; R 0 - rezistența neutru de împământare, Ohm.
Ca exemplu, luați în considerare două cazuri de conectare monofazată a unei persoane la o rețea electrică trifazată cu patru fire cu un neutru împământat la U l = 380 V.
Un caz de condiții nefavorabile. O persoană care atinge o fază se află pe un teren umed sau pe o podea conductivă (metalică), pantofii lui sunt umezi sau au cuie metalice. În conformitate cu aceasta, acceptăm rezistența: corpul uman R t = 1000 Ohm, sol sau podea R p = 0; pantofi R rev = 0.
Rezistența de împământare a neutrului R0 = 4 Ohmi nu este luată în considerare din cauza valorii sale nesemnificative. Un curent va trece prin corpul uman
fiind în pericol viața.
Un caz de condiții favorabile. O persoană se află pe o podea uscată din lemn cu o rezistență de R p = 60.000 Ohm și are la picioare pantofi uscati neconductivi (cauciuc) cu o rezistență de R rev = 50.000 Ohm. Apoi un curent va trece prin corpul uman
care este acceptabil pe termen lung pentru oameni.
În plus, podelele uscate și pantofii din cauciuc au o rezistență semnificativ mai mare în comparație cu valorile acceptate pentru calcul.
Aceste exemple arată marea importanță a proprietăților izolante ale pardoselii și încălțămintei pentru a asigura siguranța persoanelor care lucrează în condiții de posibil contact cu curentul electric.
Trecerea curentului printr-o persoană este o consecință a atingerii acesteia a nu mai puțin de două puncte ale unui circuit electric, între care există o anumită diferență de potențial (tensiune).
Pericolul unei astfel de atingeri este ambiguu și depinde de o serie de factori:
diagrame pentru conectarea unei persoane la un circuit electric;
tensiunea principala;
diagrame ale rețelei în sine;
modul neutru al rețelei;
gradul de izolare a pieselor sub tensiune față de sol;
capacitatea pieselor sub tensiune față de masă.
Clasificarea rețelelor cu tensiuni de până la 1000 V
Rețele monofazate
Rețelele monofazate vor fi împărțite în două fire și monofilare.
Două fire
Rețelele cu două fire sunt împărțite în cele izolate de pământ și cele cu un fir împământat.
Izolat de sol
Cu fir împământat
Aceste rețele sunt utilizate pe scară largă în economia națională, de la alimentarea cu energie de joasă tensiune a instrumentelor portabile până la alimentarea cu energie a consumatorilor puternici monofazați.
Un singur fir
În cazul unei rețele cu un singur fir, rolul celui de-al doilea fir este jucat de pământ, șină etc.
 |
| Rețea monofazată. Un singur fir |
Aceste rețele sunt utilizate în principal în transportul electrificat (locomotive electrice, tramvaie, metrouri etc.).
Rețele trifazate
În funcție de modul neutru al sursei de curent și de prezența unui conductor neutru sau neutru, acestea pot fi realizate după patru scheme.
Punctul neutru al sursei de curent- un punct în care tensiunile relative la toate fazele sunt aceleași în valoare absolută.
Punctul zero al sursei curente- punct neutru împământat.
Conductorul conectat la punctul neutru se numește conductor neutru (neutru), iar la punctul zero se numește conductor neutru.
1. Rețea cu trei fire cu neutru izolat
2. Conector cu trei fire cu neutru împământat
3. Rețea cu patru fire cu neutru izolat
4. Rețea cu patru fire cu neutru împământat
Pentru tensiuni de până la 1000V, în țara noastră se folosesc circuitele „1” și „4”.
Scheme pentru conectarea unei persoane la un circuit electric
Atingere în două faze- între două faze ale reţelei electrice. De regulă, cel mai periculos, deoarece există o tensiune liniară. Cu toate acestea, aceste cazuri sunt destul de rare.
Atingere monofazată- intre faza si sol. Aceasta presupune că există o conexiune electrică între rețea și masă.
Pentru mai multe informații despre schemele pentru conectarea unei persoane la un circuit, consultați P.A. Dolin. Măsuri de siguranță de bază în instalațiile electrice.
Rețele monofazate
Izolat de sol
Mod normal
Cu cât izolarea firelor este mai bună față de pământ, cu atât pericolul contactului monofazat cu firul este mai mic.
Contactul uman cu un fir cu rezistență mare de izolație electrică este mai periculos.
Modul de urgență
Când un fir este scurtcircuitat la masă, o persoană care atinge un fir de lucru este expusă la o tensiune egală cu tensiunea aproape completă a liniei, indiferent de rezistența de izolație a firelor.
Cu fir împământat
Atingerea unui fir neîmpământat
În acest caz, persoana se află sub tensiunea rețelei aproape completă.
Atingerea unui fir împământat
În condiții normale, atingerea unui fir împământat este practic inofensivă.
Atingerea unui fir împământat. Operare de urgență
În cazul unui scurtcircuit, tensiunea de pe firul împământat poate atinge valori periculoase.
Rețele trifazate
Cu neutru izolat
Mod normal
Pericolul de contact este determinat de rezistența electrică totală a firelor față de pământ; cu creșterea rezistenței, pericolul de contact scade.
Modul de urgență
Tensiunea de atingere este aproape egală cu tensiunea de linie a rețelei. Cel mai periculos caz.
Cu neutru împământat
Mod normal
În acest caz, o persoană se află practic sub tensiunea de fază a rețelei.
Modul de urgență
Mărimea tensiunii de atingere se află între tensiunile de linie și de fază, în funcție de relația dintre rezistența defectului la pământ și rezistența la pământ.
Măsuri de siguranță electrică
Evitarea contactului uman cu piesele sub tensiune.
Se implementează prin amplasarea pieselor sub tensiune în locuri inaccesibile (la înălțime, în canale de cabluri, conducte, conducte etc.)
Utilizarea tensiunilor joase (12, 24, 36 V).
De exemplu, pentru a alimenta uneltele de mână în încăperi cu un risc crescut de electrocutare.
Utilizarea izolației duble.
De exemplu, realizarea corpului unei instalații electrice din dielectric.
Utilizarea echipamentului individual de protecție.
Înainte de a utiliza EIP, trebuie să vă asigurați că este în stare bună de funcționare și intact și, de asemenea, să verificați momentul verificării anterioare și ulterioare a instrumentului.
Echipament de protecție de bază asigura o protectie imediata impotriva socurilor electrice.
Echipament suplimentar de protecție nu pot asigura securitate pe cont propriu, dar pot ajuta la utilizarea echipamentelor de bază.
Monitorizarea izolației echipamentelor și rețelelor.
- Controlul ieșirii.
- Planificat.
- Extraordinar etc.
Separarea de protecție a rețelelor.
Vă permite să reduceți capacitatea liniilor din apropierea consumatorilor de energie electrică.
Împământarea de protecție este o conexiune electrică deliberată a pieselor metalice care nu poartă curent care pot fi alimentate cu pământ sau echivalentul acestuia (popular despre împământare pe geektimes.ru).
În rețelele de până la 1000 V, împământarea de protecție este utilizată în rețelele cu izolat neutru.
Principiul de funcționare este reducerea tensiunii de atingere la o valoare sigură.
Când împământarea este imposibilă, în scopuri de protecție, potențialul bazei pe care stă persoana și echipamentul este egalizat prin creșterea acestuia. De exemplu, conectarea unui coș de reparații la un conductor de fază al unei linii electrice.
Conductoarele de împământare sunt împărțite în:
A. Artificial, destinat direct pentru împământare.
b. Obiecte metalice naturale găsite în pământ în alte scopuri care pot fi folosite ca conductori de împământare. Excepții bazate pe criteriul pericolului de incendiu și explozie (conducte de gaz etc.).
Rezistența de împământare nu trebuie să fie mai mare de câțiva ohmi. În același timp, în timp, ca urmare a coroziunii, rezistența electrodului de masă crește. Prin urmare, valoarea acestuia trebuie monitorizată periodic (iarna/vara).
Împământarea de protecție este o conexiune deliberată a pieselor metalice care nu poartă curent care pot fi alimentate cu un conductor de protecție neutru împământat în mod repetat.
Domeniul de aplicare - instalații electrice cu un neutru împământat cu tensiune de până la 1000V.
Principiul de funcționare este transformarea unui scurtcircuit la corpul echipamentului într-un scurtcircuit monofazat, urmată de oprirea echipamentului atunci când este depășit curentul maxim admis.
Protecția curentului este implementată fie folosind întrerupătoare de circuit, fie siguranțe. O atenție deosebită trebuie acordată selectării grosimii firului de protecție neutru suficientă pentru a transporta curentul de scurtcircuit.
Aplicarea RCD-urilor (dispozitive de curent rezidual).
Acest tip de protecție este declanșat atunci când curenții de intrare și de ieșire din circuitul monitorizat nu se potrivesc ca valoare, adică atunci când există o scurgere de curent. De exemplu, atunci când o persoană atinge un fir de fază, o parte din curent trece prin circuitul principal în pământ, ceea ce provoacă o întrerupere a energiei echipamentului din circuitul controlat. Mai multe detalii.
Punctul de conectare al înfășurărilor transformatorului de alimentare (generator) se numește punct neutru sau neutru. Neutrul sursei de alimentare poate fi izolat și împământat. Pământat se numește neutrul generatorului (transformatorului), conectat direct la dispozitivul de împământare sau prin rezistență scăzută (de exemplu, prin transformatoare de curent). Izolat numit neutru al unui generator sau transformator, neconectat la un dispozitiv de împământare sau conectat la acesta printr-o rezistență mare (dispozitive de semnalizare, măsurare, protecție, reactoare de suprimare a arcului de împământare).
Socul electric are loc atunci când un circuit electric se închide prin corpul uman. Acest lucru se întâmplă atunci când o persoană atinge cel puțin două puncte ale unui circuit electric, între care există o anumită tensiune. Includerea unei persoane într-un circuit poate avea loc în mai multe moduri: între fir și pământ, numită conexiune monofazată; între două fire - conexiune bifazată .
Conexiune monofazată reprezintă contactul direct al unei persoane cu părți ale unei instalații sau echipamente electrice care sunt alimentate în mod normal sau accidental. Când este conectată monofazat la o rețea cu un neutru izolat și împământat, o persoană este expusă la o tensiune de fază, care este de 1,73 ori mai mică decât liniară și este expusă la curent, care depinde de tensiunea de fază a instalației, rezistența de corpul uman, pantofi, podea, împământare neutră și izolație.
La conexiune monofazată într-o rețea trifazată cu patru fire cu un neutru împământat Puterea curentului care trece prin corpul uman poate fi exprimată astfel:
I h =U f /(R h +r p +r o +r n) => I h R h = U f R h /(R h +r p +r o +r n)
unde U f este tensiunea de fază. ÎN; R h - rezistența corpului uman, Ohm; r p este rezistența podelei pe care se află persoana. Ohm; r o - rezistența la încălțăminte. Ohm; r n - rezistența neutră de împământare. Ohm; U pr - tensiune de atingere, V.
De exemplu, sunt luate în considerare două cazuri de conectare monofazată a unei persoane la un circuit electric trifazat cu patru fire cu un neutru împământat la tensiunea de linie.
U f = 380V; U l = 220 V = U f = 1,73 U f
Un caz de condiții nefavorabile. O persoană care atinge o fază se află pe un teren umed sau pe o podea conductivă (metalică), pantofii lui sunt umezi sau au cuie metalice. În conformitate cu aceasta, sunt acceptate următoarele rezistențe: corpul uman = 1000 Ohm; sol sau podea r p = 0; încălțăminte r o = 0. Rezistența neutră de împământare r n = 4 Ohmi (poate fi neglijată în calcul datorită valorii sale nesemnificative).
Un curent mortal va trece prin corpul uman:
I h =U f /R h = U l /(1,73 R h)= 220/1000 = 0,22 A = 220 mA;
U pr = U f = 220 V.
Un caz de condiții favorabile. O persoană se află pe o podea uscată din lemn cu o rezistență r p = 100.000 Ohm, pe picioarele sale sunt pantofi uscati neconductivi (cauciuc) cu o rezistență r o = = 45000 ohmi. Apoi, un curent de prag, permis pe termen lung pentru o persoană, va trece prin corpul uman:
I h =220/(1000+100000+45000)=220/146000=0,0015A=1,5mA
U pr =220*1000/146000=1,5V
Aceste exemple ilustrează importanța proprietăților izolante ale pardoselilor și încălțămintei pentru a asigura siguranța persoanelor care lucrează în condiții de posibil contact cu curentul electric.
Comutarea în două faze este contactul simultan al unei persoane cu două faze diferite ale aceleiași rețele alimentate. În acest caz, persoana este pornită la tensiunea de linie completă a instalației. Puterea curentului care acționează asupra unei persoane depinde de tensiunea liniei Și rezistența corpului uman R h . La pornirea în două faze, rezistența de izolație a firelor nu are efect de protecție:
I h =1,73 U f /R h =380/1000=0,38A=380mA U pr =I h R h =380 V
Această valoare a curentului (tensiunii) este mortală pentru viața umană. În acest caz, modul neutru pentru comutarea în două faze este practic neimportant. Cazurile de comutare în două faze sunt relativ rare: ele sunt cel mai probabil atunci când lucrează sub tensiune, când părțile purtătoare de curent ale diferitelor faze sunt situate la o distanță mică unele de altele.
În conformitate cu cerințele tehnologice, se acordă adesea preferință unei rețele cu patru fire; aceasta utilizează două tensiuni de funcționare - liniară și fază. Astfel, dintr-o rețea cu patru fire 380 este posibil să se alimenteze atât o sarcină de putere - trifazată, inclusiv între firele de fază la o tensiune liniară de 380 V, cât și o sarcină de iluminat, inclusiv între firele de fază și neutru, adică la o tensiune de fază de 220 V. În același timp, instalația electrică este mult mai ieftină datorită folosirii mai puține transformatoare, secțiunilor transversale mai mici ale firelor etc.
Rețelele cu neutru împământat sunt utilizate acolo unde este imposibil să se asigure o bună izolare a instalațiilor electrice (din cauza umidității ridicate, a mediului agresiv etc.) sau este imposibil să se constate și să se elimine rapid deteriorarea izolației atunci când curenții capacitivi ai rețelei, din cauza la ramificarea sa semnificativă, ajunge la valori mari care pun viața în pericol. Astfel de rețele includ rețele ale marilor întreprinderi industriale, rețele de distribuție urbane etc. Opinia existentă despre un grad mai ridicat de fiabilitate a rețelelor cu neutru izolat nu este suficient de fundamentată. Datele statistice indică faptul că, în ceea ce privește fiabilitatea operațională, ambele rețele sunt aproape identice.
La tensiuni peste 1.000V până la 35 kV, rețelele, din motive tehnologice, au un neutru izolat, iar peste 35 kV, un neutru împământat.
Spațiile după gradul de pericol pot fi clasificate în: clasa I - spații de birouri și laboratoare cu instrumente de precizie, ateliere de montaj ale fabricilor de instrumente, fabrici de ceasuri etc.; la clasa a II-a - spații de depozitare neîncălzite, scări cu podele conductoare etc.; Clasa 3 include toate atelierele instalațiilor de construcție de mașini: galvanică, baterii etc. Acestea includ și zonele de lucru în aer liber.
Există diferite scheme pentru conectarea unei persoane la un circuit electric:
Atingere monofazată – atingerea conductorului unei faze a unei instalații electrice active;
Atingerea bifazată – atingerea simultană a conductoarelor a două faze ale unei instalații electrice existente;
Atingerea părților neconductoare de curent ale instalațiilor electrice care sunt sub tensiune ca urmare a deteriorării izolației;
Pornirea tensiunii de treaptă înseamnă pornirea între două puncte ale solului (sol) care se află sub potențiale diferite.
Să luăm în considerare cele mai tipice scheme pentru conectarea unei persoane la un circuit de curent electric.
Contact monofazat într-o rețea cu un neutru solid împământat. Curentul care curge prin corpul uman ( Ih) cu o atingere monofazată (Fig. 6) se va închide în circuitul: fază L 3 – corpul uman – bază (pardoseală) – conductor neutru de împământare – neutru (punctul zero).
Orez. 6. Schema de atingere monofazată în rețea
cu neutru solid împământat
Conform legii lui Ohm: ,
Unde R o – rezistența neutră de împământare,
R bază - rezistență de bază.
Dacă baza (podeaua) este conductivă, atunci R baza ≈ 0
Dat fiind faptul ca R O" R h, Acea
U h = U f
O astfel de atingere este extrem de periculoasă.
Atingere monofazată într-o rețea cu un neutru izolat. Curentul care circulă prin corpul uman (fig. 7) este închis în circuite: fază L 3 – corpul uman – podea și apoi revine în rețea prin izolarea fazelor L 2 și L 1, adică atunci curentul urmează circuitele: izolarea de fază L 2 - faza L 2 - neutru (punctul zero) și izolarea de fază L 1 - faza L 1 – neutru (punctul zero). Astfel, în circuitul de curent care curge prin corpul uman, izolațiile de fază sunt conectate în serie cu acesta L 2 și L 1 .
Orez. 7. Schema de atingere monofazată în rețea
cu neutru izolat
Rezistența de izolație de fază Z are un activ ( R) și componente capacitive ( CU).
R– caracterizează imperfecțiunea izolației, adică. capacitatea izolației de a conduce curentul, deși mult mai rău decât metalele;
CU– capacitatea fazei în raport cu pământul este determinată de dimensiunile geometrice ale unui condensator imaginar, ale cărui „plăci” sunt fazele și pământurile.
La R 1 = R 2 = R 3 = R f și CU 1 = CU 2 = CU 3 = CU F curent care curge prin corpul uman:
Unde Z- rezistența totală de izolație a firului de fază față de pământ.
Dacă se neglijează capacitatea de fază CU f = 0 (rețele aeriene de scurtă lungime), atunci:
din care rezultă că mărimea curentului depinde nu numai de rezistența umană, ci și de rezistența de izolație a firului de fază față de pământ.
Dacă, de exemplu, R 1 = R 2 = R 3 = 3000 Ohm, atunci
; U h= 0,0111000 = 110 V
Atingere în două faze. Cu o atingere în două faze (Fig. 8), indiferent de modul neutru, persoana va fi sub tensiunea de linie a rețelei U l și conform legii lui Ohm:
la U l =380 V: eu= 380/1000 = 0,38 A = 380 mA.
Orez. 8. Schema atingerii umane în două faze
Atingerea în două faze este extrem de periculoasă; astfel de cazuri sunt relativ rare și sunt, de regulă, rezultatul lucrului sub tensiune în instalații electrice de până la 1000 V, ceea ce reprezintă o încălcare a regulilor și instrucțiunilor.
Atingerea unui corp metalic care este energizat. Atingerea corpului instalației electrice (Fig. 9), în care faza ( L 3) închis de corp, echivalent cu atingerea fazei în sine. Prin urmare, analiza și concluziile pentru cazurile de contact monofazate discutate mai devreme sunt pe deplin aplicabile în cazul unei defecțiuni la pământ.
Orez. 9. Schema unei persoane care atinge metalul
corp sub tensiune
Conexiunea unei persoane la rețeaua electrică poate fi monofazată sau bifazată. Conexiunea monofazată este o conexiune umană între una dintre fazele rețelei și masă. Puterea curentului dăunător în acest caz depinde de modul neutru al rețelei, rezistența umană, pantofi, podea și izolarea fazei față de sol. Comutarea monofazată are loc mult mai des și provoacă adesea leziuni electrice în rețelele de orice tensiune. Cu o conexiune în două faze, o persoană atinge două faze ale rețelei electrice. Cu o pornire în două faze, puterea curentului care curge prin corp (curent de lovire) depinde numai de tensiunea rețelei și de rezistența corpului uman și nu depinde de modul neutru al transformatorului de alimentare a rețelei. Rețelele electrice sunt împărțite în monofazate și trifazate. O rețea monofazată poate fi izolată de pământ sau poate avea un fir împământat. În fig. 1 prezintă opțiuni posibile pentru conectarea unei persoane la rețele monofazate.
Astfel, dacă o persoană atinge una dintre fazele unei rețele trifazate cu patru fire cu un neutru solid împământat, atunci va fi practic sub tensiunea de fază (R3≤ RF) și curentul care trece prin persoană în timpul funcționării normale a rețelei. rețeaua practic nu se va schimba odată cu modificările rezistenței de izolație și ale cablurilor de capacitate față de masă.
Efectul curentului electric asupra corpului uman
Trecând prin corp, curentul electric are efecte termice, electrolitice și biologice.
Efectul termic se manifestă prin arsuri ale pielii sau organelor interne.
În timpul acțiunii electrolitice, din cauza trecerii curentului, are loc descompunerea (electroliza) a sângelui și a altor lichide organice, însoțită de distrugerea globulelor roșii și a tulburărilor metabolice.
Efectul biologic se exprimă în iritația și excitarea țesuturilor vii ale corpului, care este însoțită de contracția convulsivă spontană a mușchilor, inclusiv a inimii și a plămânilor.
Există două tipuri principale de șoc electric:
§ leziuni electrice,
§ socuri electrice.
Socuri electrice poate fi împărțit în patru grade:
1. contractii musculare convulsive fara pierderea cunostintei;
2. cu pierderea conștienței, dar cu păstrarea respirației și a funcției cardiace;
3. pierderea conștienței și tulburarea activității cardiace sau a respirației (sau ambele);
4. moarte clinică, i.e. lipsa respirației și a circulației sângelui.
Moartea clinică este o perioadă de tranziție între viață și moarte, începe din momentul în care activitatea inimii și plămânilor se oprește. O persoană aflată în stare de moarte clinică nu prezintă niciun semn de viață: nu are respirație, nu are bătăi ale inimii, nu are nicio reacție la durere; Pupilele ochilor sunt dilatate și nu reacţionează la lumină. Cu toate acestea, trebuie amintit că în acest caz corpul poate fi încă reînviat dacă îi este acordat ajutor corect și în timp util. Durata decesului clinic poate fi de 5-8 minute. Dacă ajutorul nu este oferit în timp util, apare moartea biologică (adevărată).
Rezultatul șocului electric pentru o persoană depinde de mulți factori. Cele mai importante dintre ele sunt mărimea și durata curentului, tipul și frecvența curentului și proprietățile individuale ale organismului.
Determinarea rezistenței de răspândire a curentului a conductoarelor de împământare unice și procedura de calculare a buclei de împământare de protecție pentru echipamentele de proces staționare (GOST 12.1.030-81. CCBT. Împământare de protecție, împământare)
Implementarea dispozitivelor de împământare. Se face distincție între dispozitivele de împământare artificială, destinate exclusiv în scopuri de împământare, și cele naturale - părți conductoare terțe care sunt în contact electric cu pământul direct sau printr-un mediu conductor intermediar, utilizate în scopuri de împământare.
Pentru electrozii de împământare artificială se folosesc de obicei electrozi verticali și orizontali.
Ca conductori naturali de împământare pot fi utilizați: alimentarea cu apă și alte conducte metalice așezate în pământ (cu excepția conductelor de lichide inflamabile, gaze inflamabile sau explozive); conducte de tubaj ale fântânilor arteziene, puțurilor, gropilor etc.; structuri metalice si din beton armat ale cladirilor si structurilor care au legaturi la pamant; mantale de plumb ale cablurilor așezate în pământ; palplanșe de tablă pentru structuri hidraulice etc.
Calculul împământării de protecție are ca scop determinarea parametrilor de bază ai împământarii - numărul, dimensiunile și ordinea de amplasare a conductoarelor de împământare unice și a conductorilor de împământare, la care tensiunile de atingere și de pas în timpul închiderii fazei la corpul împământat nu depășesc valorile admise. .
Pentru a calcula împământarea, sunt necesare următoarele informații:
1) caracteristicile instalației electrice - tip de instalație, tipuri de echipamente principale, tensiuni de funcționare, metode de împământare a neutrelor transformatoarelor și generatoarelor etc.;
2) planul instalației electrice care indică dimensiunile principale și amplasarea echipamentelor;
3) formele și dimensiunile electrozilor din care se preconizează construirea sistemului de împământare a grupului proiectat, precum și adâncimea preconizată a scufundării acestora în pământ;
4) date din măsurătorile rezistivității solului în zona în care urmează să fie construit electrodul de pământ și informații despre condițiile meteo (climatice) în care au fost efectuate aceste măsurători, precum și caracteristicile zonei climatice. Dacă se presupune că pământul este cu două straturi, atunci este necesar să existe date de măsurare privind rezistivitatea ambelor straturi ale pământului și grosimea stratului superior;
5) date privind conductorii naturali de împământare: ce structuri pot fi utilizate în acest scop și rezistența acestora la împrăștierea curentului, obținută prin măsurare directă. Dacă din anumite motive este imposibil să se măsoare rezistența electrodului natural de împământare, atunci trebuie furnizate informații care să permită ca această rezistență să fie determinată prin calcul;
6) curent de eroare la pământ calculat. Dacă curentul este necunoscut, atunci este calculat folosind metodele obișnuite;
7) valorile calculate ale tensiunilor de atingere (și trepte) permise și durata protecției, dacă calculul se face pe baza tensiunilor de atingere (și trepte).
Calculele de împământare se fac de obicei pentru cazurile în care electrodul de împământare este plasat pe pământ omogen. În ultimii ani, s-au dezvoltat și au început să fie utilizate metode de inginerie pentru calcularea sistemelor de împământare în sol multistrat.
La calcularea conductoarelor de împământare în sol omogen, se ia în considerare rezistența stratului superior al pământului (stratul schimbărilor sezoniere), cauzată de înghețul sau uscarea solului. Calculul se face folosind o metodă bazată pe utilizarea factorilor de utilizare a conductivității de împământare și de aceea se numește metoda factorului de utilizare. Se realizează atât cu proiecte simple, cât și complexe ale conductoarelor de împământare de grup.
La calcularea sistemelor de împământare într-un pământ multistrat, se adoptă de obicei un model de pământ cu două straturi cu rezistivitățile straturilor superioare și inferioare r1 și respectiv r2 și grosimea (grosimea) stratului superior h1. Calculul se face printr-o metodă bazată pe luarea în considerare a potențialelor induse pe electrozii care fac parte din sistemul de împământare a grupului, și de aceea se numește metoda potențialelor induse. Calculul conductoarelor de împământare în pământ multistrat necesită mai multă muncă. În același timp, oferă rezultate mai precise. Este recomandabil să îl utilizați în proiecte complexe de sisteme de împământare de grup, care au loc de obicei în instalații electrice cu un neutru efectiv împământat, adică în instalații cu tensiuni de 110 kV și mai mult.
Când se calculează un dispozitiv de împământare prin orice metodă, este necesar să se determine rezistența necesară pentru acesta.
Rezistența necesară a dispozitivului de împământare este determinată în conformitate cu PUE.
Pentru instalațiile cu tensiuni de până la 1 kV, rezistența dispozitivului de împământare utilizat pentru împământarea de protecție a părților conductoare expuse într-un sistem de tip IT trebuie să îndeplinească următoarele condiții:
unde Rз este rezistența dispozitivului de împământare, ohm; Upred.add – tensiune de atingere, a cărei valoare se presupune a fi 50 V; Iз – curent total de eroare la pământ, A.
De regulă, nu este necesar să se accepte o valoare a rezistenței dispozitivului de împământare mai mică de 4 ohmi. O rezistență a dispozitivului de împământare de până la 10 ohmi este permisă dacă condiția de mai sus este îndeplinită, iar puterea transformatoarelor și generatoarelor care alimentează rețeaua nu depășește 100 kVA, inclusiv puterea totală a transformatoarelor și (sau) generatoarelor care funcționează în paralel.
Pentru instalațiile cu tensiuni peste 1 kV peste 1 kV, rezistența dispozitivului de împământare trebuie să corespundă cu:
0,5 Ohm cu un neutru efectiv împământat (adică cu curenți mari de defect la pământ);
250/Iz, dar nu mai mult de 10 Ohmi cu un neutru izolat (adică cu curenți mici de eroare la pământ) și cu condiția ca electrodul de împământare să fie utilizat numai pentru instalații electrice cu tensiuni peste 1000 V.
În aceste expresii, Iз este curentul de eroare la pământ calculat.
În timpul funcționării, poate exista o creștere a rezistenței la răspândirea curentului electrodului de masă peste valoarea calculată, de aceea este necesar să se monitorizeze periodic valoarea rezistenței electrodului de masă.
Bucla de pământ
Bucla de masă este în mod clasic un grup de electrozi verticali de adâncime mică conectați printr-un conductor orizontal, montați lângă un obiect la o distanță reciprocă relativ mică unul de celălalt.
Ca electrozi de împământare într-un astfel de dispozitiv de împământare, a fost folosit în mod tradițional un colț de oțel sau o armătură de 3 metri lungime, care a fost introdus în pământ cu un baros.
Ca conductor de legătură a fost folosită o bandă de oțel de 4x40 mm, care a fost așezată într-un șanț pregătit în prealabil, de 0,5 - 0,7 metri adâncime. Conductorul a fost conectat la conductorii de împământare montați prin sudare electrică sau cu gaz.
Pentru a economisi spațiu, bucla de pământ este de obicei „rulată” în jurul clădirii de-a lungul pereților (perimetrul). Dacă te uiți la acest electrod de împământare de sus, poți spune că electrozii sunt montați de-a lungul conturului clădirii (de unde și numele).
Astfel, o buclă de masă este un electrod de împământare format din mai mulți electrozi (grupuri de electrozi) conectați între ei și montați în jurul clădirii de-a lungul conturului acesteia.
