У даній статті ми поговоримо про те як, чому і навіщо необхідно проводити перевірку наявності ланцюга заземлення. Ви дізнаєтеся, як завдяки цьому виду електровимірювань:
- захистити колег від ураження електричним струмом;
- запобігти виходу з ладу дорогого устаткування;
- заощадити чималі кошти, усунувши витоку електроенергії;
- не допустити виникнення самовільного займання і розвитку пожежі.
Всі металеві предмети у вашому приміщенні, які здатні, але не повинні проводити електричний струм (далі - нетоковедущие частини) повинні бути заземлені. До таких предметів відносяться, в першу чергу, арматура і металоконструкції будівлі, короба вентиляції та металеві водопровідні труби, система блискавкозахисту і головна заземлювальна шина. Разом вони утворюють основну систему зрівнювання потенціалів (ОСУП).
Існують також додаткова система зрівнювання потенціалів (ДСУП). Вона включає в себе корпусу електрощитів і шаф, світильників, електродвигунів та іншого електрообладнання, заземлення контакти розеток і т.д. Всі ці предмети підключаються захисними провідниками до PE-шині електрощита. Як правило, металеві предмети з'єднуються з PE-шинами коробок зрівнювання потенціалу, а ті вже, в свою чергу, з PE-шиною щита.
В результаті всі металеві предмети виявляються, як в пісні групи "Кіно", пов'язані одним ланцюгом і мають один і той же електричний потенціал, рівний потенціалу землі, тобто нулю.
Так ось, наявність і безперервність цього ланцюга необхідно регулярно перевіряти. Причому не тільки якісно, але і кількісно, вимірюючи перехідні опору контактних з'єднань. Це і є перевірка наявності ланцюга між заземлювальним пристроєм і заземлюють елементами, про яку піде мова в даній статті.
Вимірювання перехідних опорів контактних з'єднань (вимір металозв'язку)
Для стислості фахівці називають наявність ланцюга між заземленими установками й елементами заземленої установки металозв'язку, а перевірку наявності ланцюга, відповідно, перевіркою металозв'язку. Сенс перевірки полягає в вимірі перехідних опорів в місцях з'єднання заземлюючих елементів електроустановки з заземлюючими провідниками. Розглянемо сказане на прикладі невеликого електрощита:
Гуртками обведені нетоковедущие частини, які повинні мати металозв'язку з заземлюючим пристроєм. В даному випадку це контакти корпусу і дверцята щита, розетки і PE-шини.
В ході перевірки металозв'язку значення перехідного опору порівнюється з максимально допустимим. Відповідно до ПТЕЕС отримане значення не повинно перевищувати 0,1 Ом:
ПТЕЕС, дод. 3, табл. 28, п. 28.5:
Не повинно бути обривів і незадовільних контактів. Перехідний опір контактів повинно бути не вище 0,1 Ом.
Для проведення перевірки підійде будь-який вимірник малих опорів, що володіє достатньою чутливістю, щоб вимірювати значення з дозволом 0.01 Ом. Інженери нашої лабораторії використовують для цих цілей вимірювачі комплексні опорів "Вимпел", багатофункціональні вимірювачі Fluke 1652, Fluke 1653b і Kyoritsu KEW 6016.
Чому підвищується перехідний опір?
Контактна з'єднання є не що інше, як дві зчеплені металеві поверхні. Навіть якщо вони ретельно оброблені, відшліфовані і відполіровані, наявності мікроскопічних шорсткостей неможливо уникнути. Площа зіткнення визначається декількома точками, а їх кількість залежить від сили притиснення контактів, температури, геометричної форми контактів і т.д.
З плином часу під впливом вібрацій, температурних коливань, корозії та інших механічних впливів затягування болтових з'єднань слабшає, що призводить до зниження площі дотику і зростання перехідних опорів. Час від часу такі сполуки необхідно перевіряти і підтягувати.
Крім цього, перехідні опори збільшуються в міру окислення контактів. Це пояснюється тим, що окисні плівки мають дуже високий питомий електричний опір. За інших рівних умов, на поверхні алюмінієвих провідників окисні плівки утворюються швидше, ніж на мідних.
Порушення безперервності ланцюга заземлення, а також зростання перехідних опорів можуть призвести до ураження людей електричним струмом і висновку устаткування з ладу, появи загорянь, а також енергетичних втрат, за рахунок появи струмів витоку. Але про все по порядку.
Перевірка металозв'язку і травматизм
Коли людина стосується двох предметів, що мають різний електричний потенціал, він ставати провідником, по якому буде протікати струм від більш високого потенціалу до більш низького. Припустимо, що в результаті пошкодження ізоляції стався пробій на металевий корпус електроприладу. Які можливі варіанти?
Якщо корпус не заземлений і УЗО відсутня, то про наявність потенціалу на корпусі стане відомо занадто пізно - коли хтось одночасно доторкнеться до нього і до будь-якого заземленого предмета. Таке дотик може бути смертельно небезпечним.
Якщо корпус заземлений, а УЗО відсутня, то все залежить від перехідних опорів. При досить малих перехідних опору, значення струму короткого замикання буде істотно вище порога спрацьовування автоматичного вимикача, і електромагнітний расцепитель розімкнеться ланцюг. Але якщо, наприклад, лінію захищає автоматичний вимикач 25А, а перехідний опір одно, скажімо, 10 Ом, то на землю піде струм витоку:
IУ = Uф / (Rпер + Rц) = 22А
де Iу - струм витоку, Uф - фазна напруга, Rпер - перехідний опір контакту, а Rц - опір ланцюга, яке настільки мало, що їм, для спрощення, можна знехтувати.
Автомат, само собою, не спрацює, а корпус буде як і раніше становити небезпеку для оточуючих. При цьому контакт буде сильно грітися, лічильник буде намотувати йдуть в землю кіловат-годин, перш ніж на запах гару або б'є струмом корпус хтось не зверне увагу.
Якщо корпус не заземлений, а УЗО встановлено, то воно спрацює, як тільки з'явиться струм витоку. У цьому випадку, коли людина доторкнеться до корпусу, то отримає короткочасний, але не небезпечний для життя удар струмом протягом сотих часток секунди, а потім УЗО відключить ланцюг.
Якщо корпус заземлений і при цьому встановлено ПЗВ, то при попаданні потенціалу на корпус УЗО спрацює негайно. Це найбільш безпечний варіант.
Як видно з розібраного прикладу, наявність якісної металозв'язку і контроль за станом контактних з'єднань грають величезну роль в забезпеченні безпеки людей та попередження податкових електротравматизму.
Перевірка металозв'язку та енергозбереження
Ураження людей електричним струмом - це не єдиний ризик, що виникає у разі високих перехідних опорів. Друга проблема, з якою ви можете зіткнутися - це додаткові втрати енергії. Повернемося до нашого прикладу, із заземленим корпусом та перехідним опором 10 Ом. Як ми показали раніше, при відсутності УЗО виникає струм витоку 22 А. Потужність втрат складе:
Рп = Uф х IУ = 220 х 22 = 4840 Вт
Тобто щогодини в землю буде витікати 4,84 кВт. Нічого собі! Тепер помножте це на 24 години і на вартість одного кіловата, ось вам і добові втрати.
Звичайно перехідний опір 10 Ом - це серйозне перебільшення, покликане проілюструвати і наочно показати процес. На практиці перехідні опору істотно менше, але в будь-якому приміщенні присутні тисячі контактних з'єднань і навіть при відносно невеликих опорах втрати неминучі. Виміряти все перехідні опори в електроустановці - завдання здійсненне, але дуже трудомістка. Найбільш ефективним, на наш погляд, є наступний підхід: вимірювати перехідні опору кола заземлення за допомогою мікроомметра, а контроль всіх інших контактних з'єднань проводити за допомогою візуального ІК-пирометра або тепловізора.
Як відомо, опір (як елемент ланцюга) перетворює електричну енергію в теплову, тому з'єднання з істотно підвищеним опором характеризуються перевищенням температури щодо навколишнього середовища та інших контактів.
Перевірка металозв'язку і пожежна безпека
Контроль стану контактних з'єднань є одним з найважливіших аспектів забезпечення пожежної безпеки електроустановок.
У контактному з'єднанні виділяється тепло, кількість якого залежить від стану і конструкції, надійності і міцності закріплення контактів. В результаті виділення тепла в контактному з'єднанні відбувається нагрів ізоляції і пластмасових деталей, а при досягненні ними певної температури відбувається самозаймання.
Регулярна перевірка наявності металозв'язку в зв'язці з тепловізійної діагностикою контактних з'єднань дозволяють виявити розвиток дефекту на ранній стадії розвитку і оперативно вжити заходів: підтягнути гвинтові і болтові з'єднання, очистити контакти від пилу, бруду і окисних плівок.
результати вимірювань
Результати проведених вимірювань заносяться до протоколу перевірки наявності ланцюга між заземленими установками й елементами заземленої установки. У таблицю заноситься розташування і найменування перевіряється електрообладнання, кількість перевірених елементів і максимальне значення перехідного опору. У разі, якщо виявлено не заземленное обладнання або виміряне значення опору перевищує максимально допустимий, дані факти повинні бути відображені в ув'язненні протоколу і дефектної відомості.
висновок
Отже, підсумуємо: якщо нульовий і заземлюючий провідник не поєднані в одному дроті (система заземлення TN-C), то всі металеві неструмоведучих частини обладнання обов'язково повинні бути заземлені! При цьому, групові кабельні лінії, крім освітлювальних повинні бути захищені не тільки автоматичними вимикачами, а й УЗО.
Перевірку контактних з'єднань неструмоведучих частин з заземлюючими провідниками необхідно проводити регулярно. Це обов'язкова складова експлуатаційних електровимірювань. В ході перевірки визначається не тільки сам факт наявності ланцюга заземлення, а й вимірюється величина перехідного опору. Відповідно до ПТЕЕС перехідний опір не повинно перевищувати 0,1 Ом.
У разі виявлення не заземлених елементів, необхідно негайно провести до них захисний провідник і підключити до системи зрівнювання потенціалу. У разі виявлення перехідних опорів, що перевищують максимально допустиме значення, необхідно провести очистку контактного з'єднання, болтові з'єднання - затягнути.
Регулярне вимір перехідних опорів контактних з'єднань ланцюга заземлення дозволить вам на ранній стадії виявити дефект і усунути його на ранній стадії.
Справедливості заради, зауважимо, що крім кола заземлення в будь-який електроустановки присутня маса інших контактних з'єднань, які також можуть стати причиною появи струмів витоку або стати причиною загоряння. Тому співробітники нашої лабораторії проводять тепловізійну експрес-діагностику електрощитів. Це дозволяє швидко виявити гріються контакти, щодо яких не проводилися інструментальні вимірювання та звернути на них увагу Замовника.
На цьому все, спасибі за увагу!