Производственная инструкция по эксплуатации заземляющих устройств
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Требования Инструкции должны выполняться при производстве работ по эксплуатации и устройству сетей заземления и зануления в электроустановках как переменного, так и постоянного тока.
1.2. Инструкция предназначена для электротехнического персонала Северного ЛПУМГ.
2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
2.1. Защитный (PE) проводник - проводник, предназначенный для целей электробезопасности.
Защитный заземляющий проводник - защитный проводник, предназначенный для защитного заземления.
Защитный проводник уравнивания потенциалов - защитный проводник, предназначенный для защитного уравнивания потенциалов.
Нулевой защитный проводник - защитный проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания.
2.2. Нулевой рабочий (нейтральный) проводник (N) - проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников и соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в сетях постоянного тока.
2.3. Совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий (PEN) проводник - проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, совмещающий функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников.
2.4. Заземление - преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.
2.5. Защитное заземление - заземление, выполняемое в целях электробезопасности.
2.6. Рабочее (функциональное) заземление - заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).
2.7. Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ - преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.
2.8. Заземлитель - проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.
2.9. Искусственный заземлитель - заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.
2.10. Естественный заземлитель - сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.
2.11. 3аземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.
2.12. Заземляющее устройство - совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
2.13. Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на:
▬ электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с глухозаземленной или эффективно заземленной нейтралью;
▬ электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор или резистор нейтралью;
▬ электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью;
▬ электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью.
2.14. Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения:
▬ система TN - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;
▬ система TN-C - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении (рис. 1);
▬ система TN-S - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении (рис. 2);
▬ система TN-C-S - система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания (рис. 3);
▬ система TT - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника
(рис. 4).
▬ система IT - система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены (рис. 5);
Первая буква - состояние нейтрали источника питания относительно земли:
▬ T - заземленная нейтраль;
▬ I - изолированная нейтраль.
Вторая буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли:
▬ T - открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
▬ N - открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.
Последующие (после N) буквы - совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:
▬ S - нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники разделены;
▬ C - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN-проводник);
▬ N - нулевой рабочий (нейтральный) проводник;
▬ PE - защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);
▬ PEN - совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводник.
Рис. 1
Рис. 2
Рис.3
Рис. 4
Рис. 5
2.15. Глухозаземленная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству. Глухозаземленным может быть также вывод источника однофазного переменного тока или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трехпроводных сетях постоянного тока.
2.16. Изолированная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.
2.17. Токоведущая часть - проводящая часть электроустановки, находящаяся в процессе ее работы под рабочим напряжением, в том числе нулевой рабочий проводник (но не PEN-проводник).
3. МАРКИРОВКА ПРОВОДНИКОВ
3.1. Для цветового и цифрового обозначения отдельных изолированных или неизолированных проводников должны быть использованы цвета и цифры в соответствии с ГОСТ Р 50462 "Идентификация проводников по цветам или цифровым обозначениям".
3.2. Проводники защитного заземления во всех электроустановках, а также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью, в т.ч. шины, должны иметь буквенное обозначение РЕ и цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (для шин от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов.
3.3. Нулевые рабочие (нейтральные) проводники обозначаются буквой N и голубым цветом.
3.4. Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники должны иметь буквенное обозначение PEN и цветовое обозначение: голубой цвет по всей длине и желто - зеленые полосы на концах.
4. КОНСТРУКЦИИ ЗАЗЕМЛЕНИЙ
4.1. Заземление или зануление электроустановок в зависимости от напряжений следует выполнять в соответствии с табл. 1
Таблица 1
Электроустановка |
Номинальное напряжение, В |
|
Переменный ток |
Постоянный ток |
|
Взрывоопасные установки |
Все напряжения |
Все напряжения |
Наружные установки |
Выше 50 |
Выше 110 |
Электроустановки в помещениях особо опасных и с повышенной опасностью |
То же |
То же |
Электросварочные установки (см. гл. 7.6 ПУЭ)
|
--«-- |
--«-- |
Все прочие установки |
380 и выше |
440 и выше |
4.2. Части электроустановок, технологических агрегатов, конструкции, подлежащие заземлению и занулению, приведены ниже:
4.2.1. Строительные, производственные, технологические конструкции:
а) конструкции строительного и производственного назначения;
б) стационарно проложенные трубопроводы всех назначений;
в) металлические корпуса технологического оборудования и т.п.
4.2.2. Потенциально опасные металлические части электротехнического оборудования и изделий:
a) корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников, соединителей штепсельных;
б) приводы электрических аппаратов;
в) вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
г) оболочки, каркасы, конструкции комплектных устройств, в том числе съемные и открывающиеся части, если на них установлено электрооборудование напряжением выше 50 В переменного тока или 110 В постоянного тока;
д) оболочки и броня кабелей, проводов (включая трубчатые), в том числе кабелей напряжением до 50 В переменного тока и 110 В постоянного тока, если они проложены на общих металлических конструкциях с кабелями более высокого напряжения;
е) кабельные муфты, соединительные коробки и т.п.
4.2.3. Потенциально опасные металлические опорные, ограждающие и другие конструкции, находящиеся в непосредственном соприкосновении с частями электротехнического оборудования:
а) рамы электрических машин, трансформаторов;
б) основания комплектных устройств;
в) станины станков, машин, механизмов;
г) кабельные конструкции, лотки, короба;
д) ограждения отдельных частей электроустановок;
е) протяжные и ответвительные коробки, оболочки изоляционных трубок, металлорукава;
ж) опорные конструкции шинопроводов, струны, тросы, стальные полосы, металлические трубы электропроводок и т.п.
4.2.4. Потенциально опасные части передвижных и переносных установок.
4.2.5. Потенциально опасные части движущихся частей станков, машин и механизмов.
4.3. Не требуется преднамеренно присоединять к нейтрали источника в системе TN и заземлять в системах IT и TT:
▬ корпуса электрооборудования и аппаратов, установленных на металлических основаниях: конструкциях, распределительных устройствах, щитах, шкафах, станинах станков, машин и механизмов, присоединенных к нейтрали источника питания или заземленных, при обеспечении надежного электрического контакта этих корпусов с основаниями;
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.
▬ съемные или открывающиеся части металлических каркасов камер распределительных устройств, шкафов, ограждений и т.п., если на съемных (открывающихся) частях не установлено электрооборудование;
▬ арматуру изоляторов воздушных линий электропередачи и присоединяемые к ней крепежные детали;
▬ открытые проводящие части электрооборудования с двойной изоляцией;
▬ металлические скобы, закрепы, отрезки труб механической защиты кабелей в местах их прохода через стены и перекрытия и другие подобные детали электропроводок площадью до 100 кв. см, в том числе протяжные и ответвительные коробки скрытых электропроводок.
4.4. С целью уравнивания потенциалов в тех помещениях и наружных установках, в которых применяется заземление и зануление, строительные и производственные конструкции, стационарно проложенные трубопроводы всех назначений, металлические корпуса технологического оборудования и т.п., должны быть присоединены к сети заземления или зануления. При этом естественные контакты в сочленениях являются достаточными.
4.5. Для заземления в электроустановках разных назначений и напряжений, территориально сближенных, следует, как правило, применять одно общее заземляющее устройство.
Заземляющее устройство, используемое для заземления электроустановок одного или разных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок: защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции, условиям режимов работы сетей, защиты электрооборудования от перенапряжения и т.д. в течение всего периода эксплуатации.
В первую очередь должны быть соблюдены требования, предъявляемые к защитному заземлению.
Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты II и III категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими.
4.6. Устройство вертикальных заземлителей приведено на рис.6. Длина вертикальных электродов не должка быть менее 1 м; верхний конец вертикальных заземлителей должен быть заглублен, как правило, на 0,5 - 0,7 м.
4.7. Горизонтальные заземлители используют для связи вертикальных заземлителей или в качестве самостоятельных заземлителей. Глубина прокладки горизонтальных заземлителей - не менее 0,5 - 0,7 м. Меньшая глубина прокладки допускается в местах их присоединений к оборудованию, при вводе в здания, при пересечении с подземными сооружениями и в зонах многолетнемерзлых и скальных грунтов. Горизонтальные заземлители из полосовой стали следует укладывать на дно траншеи на ребро (рис. 7).
Рис.6. Установка вертикальных заземлителей
Рис.7. Прокладка горизонтальных заземлителей в траншее (а) и совместно с кабелем (б):
1 - полоса; 2 - мягкий грунт; 3 - грунт; 4 - силовые кабели; 5 - контрольные кабели
Траншеи для горизонтальных заземлителей должны быть заполнены сначала однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора, с утрамбовкой на глубину 200 мм, а затем - местным грунтом.
4.8. По условиям механической прочности размеры заземлителей должны быть следующие (не менее):
Диаметр круглых заземлителей, мм:
неоцинкованных ......................... 10
оцинкованных ............................ 6
Сечение прямоугольных заземлителей, мм ... .48
Толщина прямоугольных заземлителей, мм.... 4
Толщина полок угловой стали, мм ....... 4
Толщина стенки труб, мм ............ 3,5
4.9. В случае повышенной коррозионной опасности необходимы следующие мероприятия или их сочетания: использование стали круглого сечения; применение оцинкованных заземлителей; заполнение траншеи влажной утрамбованной глиной; увеличение сечения заземлителя.
4.10. Места входа в грунт заземлителей и места пересечения ими грунтов с различной воздухопроницаемостью рекомендуется гидроизолировать.
4.11. При сооружении искусственных заземлителей в зонах с большим удельным сопротивлением земли необходимы следующие мероприятия:
▬ установка вертикальных заземлителей увеличенной длины, если с глубиной удельное сопротивление грунта снижается, а естественные углубленные заземлители, например скважины с металлическими обсадными трубами, отсутствуют;
▬ установка выносных заземлителей, если вблизи от электроустановок есть участки с меньшим удельным сопротивлением грунта;
▬ укладка в траншеи вокруг горизонтальных заземлителей в скальных грунтах влажного глинистого грунта или другого электропроводящего материала с последующей трамбовкой и засыпкой обратным грунтом до верха траншеи;
▬ применение искусственной обработки грунта с целью снижения его удельного сопротивления, если другие способы не могут быть применены или не дают необходимого эффекта;
▬ помещение заземлителей в непромерзающие водоемы и талые зоны;
▬ использование обсадных труб скважин;
▬ применение в дополнение к углубленным заземлителям горизонтальных заземлителей на глубине не менее 0,3 м, предназначенных для работы в летнее время при оттаивании поверхностного слоя земли;
▬ создание искусственных талых зон путем покрытия грунта над заземлителем слоем торфа или другого теплоизоляционного материала на зимний период и раскрытия его на летний период, а также использование электроподогрева.
4.12. Соединение частей заземлителя, а также соединение заземлителей с заземляющими проводниками следует выполнять при помощи сварки (рис. 8, 9).
Рис. 8. Соединение заземляющих проводников с вертикальными заземлителями;
1 - стержневой заземлитель; 2 - заземляющий проводник из круглой стали;
3 - заземляющий проводник из полосовой стали; 4 - заземлитель из угловой стали
Рис. 9. Соединение заземляющих проводников с горизонтальными заземлителями:
а) продольное соединение проводников из полосовой стали, б) - ответвление проводника из полосовой стали; в) - ответвление проводника из круглой стали; г) - продольное соединение проводников из полосовой и круглой стали; д) - продольное соединение проводников из круглой стали; е) - ответвление проводника из круглой стали; 1 - стальная полоса; 2 - сталь круглая
Сварные швы, расположенные в земле, следует покрывать битумным лаком.
4.13. Присоединение заземляющих проводников к трубопроводам должно осуществляться либо сваркой, либо с помощью хомута (рис. 10).
Рис. 10. Присоединение заземляющего проводника к трубопроводу сваркой (а-в) и с помощью хомута (г):
1 - заземляющий проводник из полосовой стали; 2 - трубопровод; 3 - заземляющий проводник на круглой стали;
4 - хомут
Присоединение к трубопроводу заземляющего проводника с помощью хомута следует применять только в случае невозможности присоединения заземляющих проводников сваркой.
При установке хомутов контактная поверхность трубопровода должна быть зачищена до металлического блеска, а контактная поверхность хомутов - облужена. Хомуты должны быть изготовлены из полосовой стали шириной не менее 40 мм и толщиной 4 мм. Присоединение заземляющего проводника к хомуту следует выполнять сваркой.
4.14. Каждая часть электроустановки, подлежащей заземлению, должна быть присоединена к сети заземления или зануления при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в РЕ проводник заземляемых частей электроустановки не допускается (рис. 11).
Рис. 11. Правильное (а) и неправильное (б) присоединение частей электроустановки к сети заземления:
1 - магистраль заземления; 2 - заземляемая часть электроустановки; 3 - ответвление к магистрали заземления
4.15. Присоединение РЕ проводников к заземлителям, заземляющему контуру и к заземляющим конструкциям должно быть выполнено сваркой, а к корпусам аппаратов, машин и опор воздушных линий электропередачи - сваркой или надежным болтовым соединением.
4.16. РЕ проводники должны иметь покрытие, предохраняющее от коррозии.
4.17. Для защиты от коррозии болтовые соединения покрываются консервирующей смазкой (например ЦИАТИМ-201)
5. НОРМЫ И ПЕРИОДИЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ
5.1. Для определения технического состояния заземляющего устройства должны периодически проводиться:
▬ измерение сопротивления заземляющего устройства и 1 раз в 10 лет выборочная проверка со вскрытием грунта элементов заземлителя, находящихся в земле;
▬ проверка состояния цепей между заземлителями и заземляемыми элементами, а также соединений естественных заземлителей с заземляющим устройством;
▬ измерение напряжения прикосновения в электроустановках, заземляющие устройства которых выполнены по нормам на напряжение прикосновения.
5.2. Выборочная проверка со вскрытием грунта (см. п. 2.7.6) должна проводиться:
▬ на подстанциях вблизи нейтралей силовых трансформаторов;
▬ на ВЛ - у 2 % опор с заземлителями.
5.3. Измерение сопротивления заземляющих устройств должно проводиться:
▬ после монтажа, переустройства и капитального ремонта этих устройств;
▬ на подстанциях воздушных электрических сетей напряжением 35 кВ и ниже - не реже 1 раза в 3 года;
▬ в сетях напряжением 10 кВ и ниже у опор с разъединителями, защитными промежутками, разрядниками и у опор с повторными заземлениями нулевого провода - не реже 1 раза в 3 года, а также выборочно у 2 % железобетонных и металлических опор в населенной местности и на участках с наиболее агрессивными грунтами - не реже 1 раза в 10 лет.
Измерения должны выполняться в периоды наибольшего высыхания грунта.
5.4. Измерения напряжения прикосновения должны проводиться после монтажа, переустройства и капитального ремонта заземляющего устройства, но не реже 1 раза в 3 года. Кроме того, ежегодно должны производиться:
▬ уточнение тока однофазного КЗ, стекающего в землю с заземлителя электроустановки;
▬ корректировка значений напряжения прикосновения и сравнение их с требованиями ПУЭ.
В случае необходимости должны выполняться мероприятия по снижению напряжения прикосновения.
5.5. Для проверки соответствия тока плавкой вставки предохранителей или уставок расцепителей автоматических выключателей току короткого замыкания в электроустановках потребителей периодически должно проводиться измерение полного сопротивления петли фаза-нуль или непосредственное измерение тока КЗ с помощью специальных приборов.
5.6. На каждое находящееся в эксплуатации заземляющее устройство должен иметься паспорт, содержащий схему устройства, основные технические данные, данные о результатах проверки его состояния, о характере ремонтов и изменениях, внесенных в конструкцию данного устройства.
6. ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ
ВО ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОНАХ
6.1. Во взрывоопасных зонах любого класса подлежат заземлению:
▬ во изменение п. 4.1 - электроустановки при всех напряжениях переменного и постоянного тока;
▬ электрооборудование, установленное на заземленных металлических конструкциях, которые в невзрывоопасных зонах разрешается не заземлять. Это требование не относится к электрооборудованию, установленному внутри заземленных корпусов шкафов и пультов.
6.2. Использование металлических конструкций зданий, конструкций производственного назначения, стальных труб электропроводки, металлических оболочек кабелей и т. п. в качестве РЕ проводников допускается только как дополнительное мероприятие.
6.3. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью в целях обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость РЕ проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем в 4 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя и не менее чем в 6 раз ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику.
6.4. Расчетная проверка полного сопротивления петли фаза - нуль в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью должна предусматриваться выборочно (но не менее 10% общего количества) для электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах классов B-Iа, B-Iб, B-Iг и ВIIа и имеющих наибольшее сопротивление петли фаза - нуль.
6.5. Проходы специально проложенных РЕ проводников через стены помещений со взрывоопасными зонами должны производиться в отрезках труб или в проемах. Отверстия труб и проемов должны быть уплотнены несгораемыми материалами.
7. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ
7.1. Все работы выполняемые при ремонте, обслуживании и реконструкции заземляющих устройств должны выполняться в соответствии с «Межотраслевыми правилами по охране труда (Правила безопасности) при эксплуатации электроустановок» и другими действующими нормативными документами.
Разработал ______________
Согласовал ______________