Nối đất thiết bị điện và mạng lưới thương mại

Tại sao các thiết bị điện được nối đất, mạch điện không nối đất gây nguy hiểm gì cho con người, và cuối cùng, nối đất được thực hiện trong công nghiệp trong trường hợp nào và như thế nào? Câu hỏi của chúng tôi và các câu hỏi khác sẽ được trả lời trong bài viết của chúng tôi. Bạn sẽ học cách lắp đặt dây tiếp đất, cách đặt dây cho chúng trong các điều kiện khác nhau; những gì bị cấm và những gì được phép sử dụng cho thiết bị nối đất bảo vệ. Chúng tôi sẽ nói về các sắc thái của vỏ cáp nối đất và cách đặt dây trong phòng khô và phòng ẩm ướt.

Mặc dù thực tế là dây của mạng điện được cách ly về điện với nhau và với mặt đất, nhưng lớp cách điện của dây không thể cản trở dòng điện dung, vì mạng điện và mặt đất tạo thành các bản của một tụ điện kéo dài, giữa chúng có một dòng điện dung chắc chắn chảy. Tức là luôn có một mạch ký sinh được nối đất qua điện dung này. Do đó, trong trường hợp vô tình tiếp xúc, thậm chí chạm vào dây cách điện, một người có nguy cơ bị điện giật.

Tất nhiên, thiệt hại cho dây dẫn có điện thế xoay chiều cao là mối nguy hiểm lớn hơn nhiều đối với con người, nhưng để bảo vệ chống lại hậu quả của việc đoản mạch các hộp dẫn điện của thiết bị, các vỏ bọc này trước đây được nối với mặt đất với sự trợ giúp của các thiết bị nối đất.

Trong các hệ thống lắp đặt điện công nghiệp khác nhau cho điện áp lên đến 1000 vôn với điểm không được nối đất chắc chắn của nguồn một pha hoặc có trung tính nối đất, cũng như ở những người tiêu dùng cố định có điểm trung tính nối đất chắc chắn, việc đặt lại được thực hiện sao cho trường hợp khẩn cấp, việc mở sẽ diễn ra tự động và đồng thời rất nhanh... Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào thiết bị bảo vệ được chọn.

Với mục đích này, các bộ phận của thiết bị có thể vô tình bị điện áp cao trong tình huống khẩn cấp được trung hòa, kết nối với dây dẫn trung tính nối đất của mạng. Ví dụ, nếu phần thân của thiết bị chiếu sáng bị đoản mạch và phần thân được trung hòa, thì các cầu chì sẽ tự động hoạt động và điện áp khỏi mạch sẽ được loại bỏ ngay lập tức. PUE quy định việc lắp đặt hầu hết các thiết bị 380 và 220 volt với trung tính nối đất chắc chắn (kết nối trực tiếp với thiết bị nối đất).

Trong các cơ sở lắp đặt điện có điện áp làm việc lên đến 1000 vôn với trung tính cách ly và bất cứ khi nào điện áp làm việc cao hơn 1000 vôn, việc nối đất được thực hiện, ý nghĩa của việc này là giảm dòng điện có thể chạy qua người xuống mức không đáng kể. giá trị nhỏ.Điều này đạt được bằng cách nối đất các bộ phận của thiết bị và thiết bị nối đất phải có điện trở thấp hơn đáng kể so với cơ thể con người, do đó có điện trở trong khoảng 800 Ohm — 100 kOhm, điều này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm sinh lý (sức khỏe, giày dép, quần áo, v.v.).

Đối với thiết bị điện có trung tính cách ly và loại không quá 1000 vôn, điện trở của mạch nối đất không được vượt quá 4 ôm và đối với các thiết bị có trung tính nối đất: đối với 660 V — không quá 2 ôm, đối với 380 V — không hơn 4 Ohms và đối với 220 V — không quá 8 Ohms. Đối với thiết bị điện áp cao được định mức từ 3000 đến 35000 vôn, điện trở của thiết bị nối đất được tính theo công thức 125 / (dòng điện chạm đất khi có sự cố) trong khi được chuẩn hóa ở mức tối đa là 10 ôm.

Nếu nối đất là phổ biến cho thiết bị có các loại điện áp khác nhau, thì điện trở của nó phải nhỏ hơn hoặc bằng các giá trị giới hạn trên, nếu không, việc bảo vệ sẽ không mang lại hiệu quả cần thiết về mặt an toàn do điện áp rơi đáng kể trên các phần tử của thiết bị.

Lắp đặt điện với dòng điện ba pha xoay chiều từ 380 vôn trở lên; Thiết bị dòng điện một chiều từ 440 vôn trở lên, luôn hoàn chỉnh với trung tính hoặc nối đất. Trong các xưởng có nguy cơ đặc biệt, cũng như trong các cơ sở lắp đặt ngoài trời có điện áp xoay chiều 42 vôn và trong thiết bị có điện áp trực tiếp 110 vôn, họ cũng luôn tiến hành nối đất hoặc nối đất. Thiết bị dễ cháy nổ không có các tùy chọn sẽ không được nối đất hoặc nối đất, bất kể mức điện áp hoạt động là bao nhiêu, bởi vì bất kỳ tia lửa hoặc sự nóng lên ngẫu nhiên nào cũng có thể dẫn đến thảm kịch.

Các phần tử bên ngoài trung tính hoặc nối đất của máy biến áp, động cơ và máy phát điện, thiết bị chiếu sáng, các thiết bị khác nhau, cũng như ổ đĩa, cuộn dây đo của máy biến dòng, vỏ ngoài của bảng, các phần tử di động và di động của kết cấu có lắp đặt thiết bị điện, ống lót cáp và các kết cấu cáp khác để dẫn các dây bện của cả dây và cáp, ống dẫn điện để bảo vệ dây điện, khung thanh cái, cáp, v.v. Điều này áp dụng cho cả thiết bị điện cố định và di động, cả hai đều được tìm thấy trong công nghiệp.

Nhưng có những lúc không cần thiết phải nối đất. Vì vậy, chúng không nối đất và không nối đất các vỏ được trang bị lớp cách điện bổ sung và vỏ của những người tiêu dùng điện không được kết nối trực tiếp với mạng mà thông qua một máy biến áp cách ly. Nó được phép hoàn toàn không thực hiện nối đất và không nối đất với các vỏ được lắp đặt trực tiếp trên các cấu trúc dẫn điện đã được nối đất hoặc nối đất với một tiếp điểm đáng tin cậy giữa chúng. Đây không phải là chủ đề của bài viết này, nhưng các biện pháp bảo vệ chống tiếp xúc gián tiếp như vậy nhằm mục đích bảo vệ việc lắp đặt điện.

Mỗi phần tử trung tính hoặc trái đất của máy thu điện hỗn hợp được kết nối với mạng trung tính hoặc trái đất bằng vòi riêng của nó. Cấm nối tiếp các bộ phận của hệ thống lắp đặt được bảo vệ với nhau rồi nối tiếp với dây trung tính bảo vệ hoặc dây nối đất.

Tuy nhiên, một số kết cấu khác nhau, chẳng hạn như khung và đường ray của cần trục, có thể được nối nối tiếp nếu chúng được sử dụng trực tiếp làm thanh cái nối đất hoặc bảo vệ trung tính, hoặc nếu bản thân chúng là dây nối đất hoặc dây nối đất. Tuy nhiên, mỗi chốt trên đường dây trung tính hoặc mặt đất bảo vệ một dây riêng biệt.

Khi một người làm việc với dụng cụ điện, anh ta vẫn chạm vào vỏ dẫn điện và trong trường hợp có vấn đề về cách điện, vỏ đôi khi có thể bị ảnh hưởng bởi điện áp nguồn, gây nguy hiểm cho người lao động. Dụng cụ điện lắp đặt thường được cấp điện từ tấm chắn, trong đó cầu chì đóng vai trò là thiết bị bảo vệ, nhưng chỉ ngắt khi có dòng điện đáng kể. Nhưng điện trở của dây trong vòng đóng chống lại chúng ta và hoạt động bảo vệ có thể mất hơn một giây và điều này đã gây nguy hiểm cho cơ thể con người.

Để tránh rủi ro, các thiết bị dòng dư tự động được sử dụng, có thời gian hoạt động không quá 210 ms sau thời điểm chạm đất hoặc hỏng khung.

Các thiết bị bảo vệ thuộc loại này có nhiều loại khác nhau: để theo dõi tính liên tục của mạch nối đất, để theo dõi cách ly pha (với trái đất), để bảo vệ chống lại dòng điện pha đi vào hộp, để bảo vệ chống lại sự cố hai pha hoặc một pha với trái đất , để bảo vệ chống tiếp xúc trực tiếp với dòng điện dễ bị tổn thương đối với các bộ phận nhà ở. Thiết bị kiểm soát hàng tiêu dùng C-901 và IE-9807 có độ nhạy 10 mA và thời gian phản hồi dưới 51 ms. Những thiết bị như vậy không cho phép dòng điện có thời gian gây hại cho con người.

Với mục đích nối đất lắp đặt điện, dây dẫn nối đất tự nhiên chủ yếu được sử dụng, trong đó điện trở phân tán đáp ứng PUE. Đây có thể là nền bê tông cốt thép của một tòa nhà, đường ống nước chôn, vỏ bọc, v.v. Cấm nối đất các thiết bị điện trên đường ống có nhiên liệu vận chuyển qua chúng, trên đường ống gang, trên đường ống tạm thời.

Về cơ bản, dây trung tính vận hành tiêu chuẩn có chức năng như dây trung tính và dây nối đất; dây cho các mục đích đặc biệt; cấu trúc dẫn điện của các tòa nhà và các bộ phận của cấu trúc công nghiệp, ví dụ, trục thang máy, đường ray dưới cần cẩu, v.v., các đường ống khác nhau, vỏ bọc của dây cáp điện, hộp đấu dây điện.

Cấm sử dụng làm dây dẫn nối đất: vỏ bọc của ống cách điện, nếp gấp mang cáp, vỏ chì và áo giáp bảo vệ của dây và cáp, vì bản thân chúng phải được nối đất đúng cách. Việc lắp đặt điện và các bộ phận dẫn điện của cơ sở hạ tầng tòa nhà, cũng như tất cả các loại đường ống, được kết nối với mạng nối đất hoặc nối đất để cân bằng tiềm năng của chúng. Sự tiếp xúc tự nhiên của các kim loại trong khớp là đủ.

Nếu vẫn cần một điện cực đất nhân tạo, thì các điện cực đất công nghiệp chôn, ngang và dọc được sử dụng. Đối với sản xuất của họ, thép tròn có đường kính từ 10 đến 16 mm thường được sử dụng, thép dải 40 x 4 mm hoặc thép góc 50 x 50 x 5 mm thường được sử dụng. Những cái thẳng đứng dài từ 2,5 đến 5 mét, bắt vít (tối đa 5 mét) hoặc đóng sâu (tối đa 3 mét) vào đất bằng tay hoặc với sự trợ giúp của dụng cụ điện hoặc dụng cụ đặc biệt khác.

Hệ thống lắp đặt điện nối đất với điện trở lớn hơn 200 Ohm-m được nối đất bằng điện cực nối đất sâu hoặc nối đất được xử lý bổ sung để tăng tính dẫn điện — đối với các điện cực nối đất thẳng đứng, chúng được đặt xen kẽ trong các lớp Ca(OH) 2 hoặc NaNO3 và đất, và đường kính của lớp xử lý đó là nửa mét ở một phần ba chiều cao của thanh ở phần trên của nó. Sau khi hoàn thành việc đặt từng lớp, chúng được tưới nước liên tục.

Nếu gần đó có những vùng đất có độ dẫn điện cao hơn, họ sử dụng các điện cực nối đất từ ​​xa bằng cách sử dụng thêm cáp hoặc dây điện. Trong điều kiện băng vĩnh cửu, các điện cực nối đất được lắp đặt ở các khu vực tan băng, hồ chứa, cũng như trong các giếng kiểu artesian.

Theo truyền thống, thép được sử dụng làm vật liệu cho dây dẫn nối đất cố định, tất nhiên, trừ khi dây trung tính thứ tư của hệ thống ba pha (đồng) được sử dụng cho việc này. Bảng này cho thấy kích thước tối thiểu của dây trung tính và dây nối đất, kể cả dây nối đất bằng thép. Ở điện áp lắp đặt điện có trung tính cách ly 1000 vôn, điện trở của dây nối đất, theo PUE, không thể vượt quá điện trở của dây pha quá 3 lần. Các giá trị tối thiểu cho phép của mặt cắt ngang được chỉ định trong các bảng.

Đối với lắp đặt điện có điện áp lên đến 1000 vôn, trong các cơ sở công nghiệp, trong xưởng, sử dụng dây nối đất, thanh cái bằng thép có tiết diện ít nhất 100 mét vuông và cho điện áp hơn 1000 vôn , tiết diện tối thiểu cho nó là 120 mét vuông.Việc sử dụng các kết cấu kim loại, đường ống, thiết bị làm dây dẫn trung tính đang hoạt động đều bị cấm.

Các thiết bị điện di động để nối đất hoặc nối đất sử dụng một dây riêng biệt ở dạng lõi như một phần của cáp, trong một vỏ bọc duy nhất chung cho dây pha, có cùng tiết diện với dây pha.

Để nối đất và như dây trung tính bảo vệ trên các thiết bị nổ, trong các ngành độc hại sử dụng dây chuyên dụng. Bạn cũng có thể sử dụng kết cấu kim loại, ống thép, vỏ bọc cáp, v.v., nhưng chỉ là biện pháp phụ trợ, trước hết phải có dây nối đất chuyên dụng.

Đối với các thiết bị nổ có trung tính nối đất ở điện áp lên tới 1000 vôn, việc nối đất của các mạng cung cấp được thực hiện bằng một dây đặt bổ sung: dây thứ tư - cho mạng ba pha và dây thứ ba - cho hai pha và một dây. -pha mạng. Ngay cả các mạng chiếu sáng một pha trong các khu vực nguy hiểm thuộc loại B-1 cũng được trang bị dây dẫn bảo vệ thứ ba.

Khi các cấu trúc tự nhiên không đáp ứng các yêu cầu của PUE, không có cách nào khác ngoài việc xây dựng các điện cực nối đất nhân tạo.

Các điện cực nối đất lõm được lắp đặt, được đặt ở đáy hố khi bắt đầu lắp đặt nền móng của kết cấu, ở giai đoạn xây dựng. Các điện cực nối đất thẳng đứng được dẫn động hoặc đơn giản là ép xuống đất bằng cách sử dụng các thiết bị đặc biệt, chẳng hạn như máy thí điểm tự động hoặc máy ép thủy lực. Đỉnh được đặt ở độ cao từ 0,6 đến 0,7 mét so với mặt đất và chiều cao của phần nhô ra từ đáy hố là 0,1 đến 0,2 mét.Điều này được thực hiện để thuận tiện cho việc hàn các dây kết nối ở dạng dải hoặc thanh hình trụ.

Các dây dẫn được kết nối trong các mạch nối đất bằng cách hàn chồng lên nhau. Nếu đất xâm thực và có thể dẫn đến ăn mòn kim loại, thì tiết diện của các điện cực nối đất sẽ tăng lên, các điện cực nối đất bằng đồng hoặc mạ kẽm được sử dụng như một giải pháp thay thế chống ăn mòn và để có độ tin cậy cao hơn, điện chống ăn mòn (cực âm) bảo vệ được thêm vào.

Bảo vệ ống amiăng được thêm vào dây dẫn nối đất nằm ngang nếu chúng đi qua các tiện ích ngầm, đường ray xe lửa và các cấu trúc khác có thể góp phần gây hư hỏng cơ học cho bất kỳ cấu trúc giao cắt nào. Khi quá trình cài đặt hoàn tất và hố móng đã sẵn sàng để lấp đầy lần cuối, một hành động bắt buộc được soạn thảo trong đó ghi lại hợp pháp rằng việc đặt ẩn đã được thực hiện.

Nếu có thể, dây dẫn trung tính bảo vệ và dây nối đất phải dễ tiếp cận để chẩn đoán và kiểm tra. Tất nhiên, điều này không áp dụng cho lõi và vỏ bọc của cáp, đường ống có dây dẫn ẩn và cấu trúc kim loại ban đầu được đặt trong nền móng và trên mặt đất, dây dẫn trung tính và tiếp đất được lắp đặt trong các đường ống ẩn, không thể sửa chữa và không thể thay thế.

Nếu căn phòng khô ráo, thì dây nối đất được đặt trực tiếp trên nền gạch hoặc bê tông, các thanh cái dẫn điện được gắn vào nó bằng chốt. Ở những khu vực ẩm ướt, cần có miếng đệm hoặc giá đỡ để giữ dây cách đế 1 cm trở lên.

Trên các bề mặt thẳng của móng, các dây được cố định ở khoảng cách 60-100 cm giữa các chốt và tại các chỗ uốn cong - với lề 100 cm từ góc và từ các điểm phân nhánh, ở khoảng cách 40-60 cm từ sàn và cách trần di động của các kênh ít nhất 5 cm ... Các ống bọc hoặc lỗ lắp được sử dụng để đặt dây nối đất xuyên qua tường và các bộ bù được thêm vào tại giao điểm của các bộ bù.

Dây nối đất được hàn vào các phần tử kim loại của hệ thống lắp đặt, ngoại trừ các đầu nối được sử dụng để đo. Mối hàn chồng lên nhau được thực hiện với chiều dài bằng sáu lần đường kính của dây tròn hoặc xấp xỉ bằng chiều rộng của dải.

Theo truyền thống, vỏ máy có một chốt đặc biệt để cố định dây nối đất và các máy gắn trên thanh trượt được nối đất bằng cách nối dây trực tiếp với thanh trượt. Nếu thiết bị rung trong khi vận hành, hãy lắp thêm đai ốc khóa. Trước khi nối các bề mặt tiếp xúc, chúng được làm sạch cho sáng bóng và bôi một lớp mỏng một ít vaseline.

Các đường ống được sử dụng làm điện cực nối đất đôi khi được trang bị van, có đồng hồ đo nước và mặt bích trên chúng, ở những nơi như vậy cần phải có các nút nhảy vòng có diện tích mặt cắt ngang là 100 mm vuông, được hàn hoặc gắn bằng kẹp.

Các dây nối đất và bảo vệ trung tính được lắp đặt ngoài trời được đánh dấu đặc biệt để có thể phân biệt chúng với các phương tiện liên lạc khác — một sọc màu vàng trên nền màu xanh lá cây. Các điểm kết nối của thiết bị nối đất di động không được sơn.

Vỏ bọc của dây cáp điều khiển và nguồn, dây bện kim loại của chúng, được nối đất.Các đầu nối và đầu nối cáp, cụm cáp dẫn điện, ống dẫn, khay và cáp bảo vệ cáp cũng được nối đất. Các ống thép bên trong mà cáp được đặt trong các tòa nhà cũng được nối đất.

Dây dẫn bằng đồng bện dẻo cung cấp vỏ bọc và lớp giáp tiếp xúc với đầu nối và đầu nối liên kết. Ở cuối đường dây, các dây này được nối với đường dây nối đất. Mặt cắt ngang của dây dẫn linh hoạt, phù hợp với mặt cắt ngang của lõi dẫn điện của cáp, được giả định bằng nhau: 6 mm vuông đối với mặt cắt ngang của dây dẫn cáp lên tới 10 mm vuông, 10 Mm vuông cho cáp 16-35 Mm vuông, 16 Mm vuông cho 50-120 Mm vuông và 25 Mm vuông cho 150-240 Mm vuông.

Để đảm bảo tính liên tục của mạch nối đất của cáp, hàn được sử dụng trong các mối nối với đầu nối chì: từ một đầu của cáp, dây nối đất được hàn vào tấm chắn, sau đó hàn nối đất vào tâm của đầu nối, sau đó đến tấm chắn ở cuối đoạn cáp tiếp theo. Đối với các hộp và khay dẫn điện nối đất, việc lắp đặt được thực hiện theo cách tương tự - ít nhất là ở một số nơi chúng được hàn ở cả hai đầu của đường dây.

Nếu cáp được đặt trên cáp, thì tất cả các bộ phận dẫn điện, bao gồm cả cáp, đều được nối đất. Ống thép dùng để nối đất được nối chắc chắn với dây trung tính hoặc với thiết bị nối đất.

Để duy trì sự an toàn của nhân viên bảo trì và để bảo vệ vỏ bọc chì hoặc nhôm của cáp trong trường hợp lớp cách điện bị đứt với đất, tất cả vỏ bọc kim loại và áo giáp của cáp đều được nối đất, thân dẫn của đầu nối và giá đỡ cấu trúc.

Chúng tôi hy vọng rằng bài viết này hữu ích cho bạn và bây giờ bạn đã có ý tưởng về cách thức và lý do nối đất được áp dụng cho việc lắp đặt điện.