Messa a terra di apparecchiature elettriche e reti commerciali

Perché le installazioni elettriche sono messe a terra, quale pericolo rappresentano per le persone i circuiti senza messa a terra e, infine, in quali casi e come viene eseguita la messa a terra nell'industria? Le nostre e altre domande troveranno risposta nel nostro articolo. Imparerai come installare i cavi di messa a terra, come posare i cavi per loro in condizioni diverse; cosa è vietato e cosa può essere utilizzato per il dispositivo di messa a terra di protezione. Parleremo delle sfumature delle guaine dei cavi di messa a terra e di come i fili vengono posati in ambienti asciutti e umidi.

Nonostante i fili delle reti elettriche siano elettricamente isolati l'uno dall'altro e da terra, l'isolamento dei fili non può interferire con le correnti capacitive, poiché la rete elettrica e la terra formano le armature di un condensatore allungato, tra le quali vi è una corrente capacitiva che scorre inevitabilmente. Cioè, c'è sempre un circuito parassita che è in corto a terra attraverso questa capacità. Pertanto, in caso di contatto accidentale, anche toccando un filo isolato, una persona è esposta al rischio di scossa elettrica.

Naturalmente, il danneggiamento dei cavi con un alto potenziale alternato è un pericolo molto maggiore per le persone, ma per proteggersi dalle conseguenze del cortocircuito delle scatole conduttive dell'apparecchiatura, queste guaine stesse sono precedentemente collegate a terra con l'aiuto dei dispositivi di messa a terra.

In vari impianti elettrici industriali per tensioni fino a 1000 volt con punto zero solidamente messo a terra di una sorgente monofase o con neutro messo a terra, nonché in utenze permanenti con un centro stella messo a terra, il ripristino viene eseguito in modo che nel caso di emergenza, l'apertura avverrà automaticamente e allo stesso tempo in modo rapido... La velocità di reazione dipende dal dispositivo di protezione selezionato.

A tale scopo, le parti dell'apparecchiatura che possono accidentalmente entrare in alta tensione in una situazione di emergenza vengono neutralizzate, collegate a un conduttore neutro messo a terra della rete. Ad esempio, se il corpo del dispositivo di illuminazione viene cortocircuitato e il corpo viene neutralizzato, i fusibili funzioneranno automaticamente e la tensione dal circuito verrà immediatamente rimossa. PUE prescrivere l'installazione della maggior parte delle installazioni a 380 e 220 volt con un neutro collegato a terra (direttamente collegato al dispositivo di messa a terra).

Negli impianti elettrici con una tensione di lavoro fino a 1000 volt con neutro isolato e ogni volta che la tensione di lavoro è superiore a 1000 volt, viene eseguita la messa a terra, il cui significato è ridurre la corrente che può fluire attraverso una persona a un valore trascurabile piccolo valore.Ciò si ottiene mettendo a terra parti dell'apparecchiatura e il dispositivo di messa a terra deve avere una resistenza significativamente inferiore a quella del corpo umano, che a sua volta ha una resistenza nell'intervallo 800 Ohm - 100 kOhm, che dipende da molti fattori, tra cui fisiologico (salute, scarpe, vestiti, ecc.).

Per le apparecchiature elettriche con neutro isolato e una classe non superiore a 1000 volt, la resistenza del circuito di messa a terra non deve superare i 4 ohm e per le installazioni con neutro messo a terra: per 660 V — non più di 2 ohm, per 380 V — non più di 4 Ohm e per 220 V — non più di 8 Ohm. Per le apparecchiature ad alta tensione classificate da 3000 a 35000 volt, la resistenza dei dispositivi di messa a terra viene calcolata utilizzando la formula 125 / (corrente a terra durante il guasto) normalizzata a un massimo di 10 ohm.

Se la messa a terra è comune per apparecchiature con classi di tensione diverse, la sua resistenza deve essere inferiore o uguale ai valori limite superiori, altrimenti la protezione non darà l'effetto necessario in termini di sicurezza a causa di una significativa caduta di tensione sugli elementi dell'apparecchiatura.

Impianti elettrici con corrente alternata trifase per 380 e più volt; Apparecchiature in corrente continua per 440 volt o più, sempre complete di neutro o terra. Nelle officine con un rischio speciale, nonché nelle installazioni all'aperto con una tensione alternata di 42 volt e nelle apparecchiature con una tensione continua di 110 volt, eseguono sempre anche la messa a terra o la messa a terra. Le apparecchiature esplosive senza opzioni vengono azzerate o messe a terra, indipendentemente dal livello di tensione operativa, perché qualsiasi scintilla o riscaldamento accidentale può portare a tragedie.

Elementi esterni neutri o messi a terra di trasformatori, motori e generatori, dispositivi di illuminazione, dispositivi vari, nonché azionamenti, bobine di misura di trasformatori di corrente, involucri esterni di pannelli, elementi mobili e mobili di strutture con apparecchiature elettriche installate al loro interno, passacavi e altre strutture di cavi che conducono trecce sia di fili che di cavi, tubi conduttivi per la protezione di conduttori elettrici, telai sbarre, cavi, ecc. Ciò vale sia per le apparecchiature elettriche fisse che mobili, entrambe presenti nell'industria.

Ma ci sono momenti in cui la messa a terra non è necessaria. Pertanto, non mettono a terra e non mettono a terra gli alloggiamenti dotati di isolamento aggiuntivo e gli alloggiamenti di quelle utenze elettriche che non sono collegate direttamente alla rete, ma tramite un trasformatore di isolamento. È consentito non eseguire affatto la messa a terra e non mettere a terra gli involucri installati direttamente su strutture conduttive già messe a terra o messe a terra con un contatto affidabile tra di loro. Questo non è l'oggetto di questo articolo, ma tali misure di protezione contro il contatto indiretto hanno lo scopo di proteggere gli impianti elettrici.

Ciascuno degli elementi di neutro o di terra del ricevitore elettrico composito è collegato alla rete di neutro o di terra tramite la propria presa personale. È vietato collegare parti dell'impianto protetto in serie tra loro e quindi nel neutro di protezione o nel conduttore di terra.

Tuttavia, diverse strutture diverse, come l'intelaiatura della gru e le rotaie, possono essere collegate in serie se vengono utilizzate direttamente come protezione del neutro o sbarre di messa a terra, o se sono esse stesse linee di messa a terra o di messa a terra. Tuttavia, ogni bullone sulla linea neutra o di terra fissa un filo separato.

Quando una persona lavora con un utensile elettrico, sta ancora toccando l'involucro conduttivo e, in caso di problemi di isolamento, l'involucro a volte può essere influenzato dalla tensione di rete, che è pericolosa per il lavoratore. L'utensile elettrico di installazione è spesso alimentato dallo schermo, dove i fusibili fungono da dispositivi di protezione, ma scattano solo quando viene assorbita una corrente significativa. Ma la resistenza del filo nell'anello di chiusura gioca contro di noi e l'operazione di protezione può richiedere più di un secondo, e questo è già pericoloso per il corpo umano.

Per evitare rischi, vengono utilizzati dispositivi automatici di corrente residua, che hanno un tempo di intervento non superiore a 210 ms dopo il momento del guasto a terra o al telaio.

I dispositivi di protezione di questo tipo sono di diverso tipo: per il monitoraggio della continuità del circuito di terra, per il monitoraggio dell'isolamento di fase (da terra), per la protezione contro la corrente di fase entrante nel box, per la protezione contro i guasti bifase o monofase con terra , per la protezione contro il contatto diretto con corrente vulnerabile agli elementi dell'alloggiamento. I dispositivi di controllo dei beni di consumo C-901 e IE-9807 hanno una sensibilità di 10 mA e un tempo di risposta inferiore a 51 ms. Tali dispositivi non consentono alla corrente di avere il tempo di danneggiare una persona.

Per la messa a terra di impianti elettrici vengono utilizzati principalmente conduttori di messa a terra naturali, dove la resistenza alla dispersione incontra il PUE, ad esempio una fondazione in cemento armato di un edificio, un tubo dell'acqua interrato, un involucro, ecc. È vietata la messa a terra di apparecchiature elettriche su condotte con carburante trasportato attraverso di esse, su tubi in ghisa, su condotte temporanee.

In primo luogo, i conduttori neutri operativi standard funzionano come conduttori neutri e di terra; fili per usi speciali; strutture conduttive di edifici e parti di strutture industriali, ad esempio pozzi di ascensori, binari sotto gru, ecc., tubazioni varie, guaine di cavi elettrici, scatole di cablaggio elettrico.

È vietato utilizzare come conduttori di messa a terra: guaine di tubi isolanti, corrugazioni portanti cavi, guaine di piombo e armature protettive di fili e cavi, in quanto anch'esse devono essere adeguatamente messe a terra. Gli impianti elettrici e gli elementi conduttivi dell'infrastruttura dell'edificio, nonché tutti i tipi di tubazioni, sono collegati alla messa a terra o alla rete di messa a terra per equalizzare il loro potenziale. Il contatto naturale dei metalli nelle giunzioni è sufficiente.

Se è ancora necessario un dispersore artificiale, vengono utilizzati dispersori industriali interrati, orizzontali e verticali. Per la loro produzione viene solitamente utilizzato acciaio tondo con un diametro da 10 a 16 mm, più spesso acciaio a nastro 40 per 4 mm o angolare 50 per 50 per 5 mm. Quelle verticali sono lunghe da 2,5 a 5 metri, avvitate (fino a 5 metri) o conficcate (fino a 3 metri) in profondità nel terreno a mano o con l'ausilio di uno strumento elettrico o altro attrezzo speciale.

Gli impianti elettrici collegati a terra con una resistenza superiore a 200 Ohm-m sono messi a terra con un elettrodo profondamente messo a terra o la terra è ulteriormente trattata per aumento della conduttività elettrica — per gli elettrodi messi a terra verticali, sono posati in strati alternati di Ca (OH) 2 o NaNO3 e terra, e il diametro di tale trattamento è di mezzo metro a un terzo dell'altezza dell'asta nella sua parte superiore. Dopo aver terminato la posa di ciascuno degli strati, vengono successivamente annaffiati con acqua.

Se ci sono aree di terra con maggiore conduttività nelle vicinanze, ricorrono a elettrodi di messa a terra remoti utilizzando cavi o fili aggiuntivi. In condizioni di permafrost, gli elettrodi di terra sono installati in aree scongelate, serbatoi, nonché in pozzi di tipo artesiano.

L'acciaio è tradizionalmente utilizzato come materiale per i conduttori di messa a terra fissi, a meno che, ovviamente, non venga utilizzato il quarto conduttore neutro di un sistema trifase (rame). La tabella mostra le dimensioni minime per i conduttori di neutro e di terra, compresi i conduttori di terra in acciaio. Alla tensione di un impianto elettrico con neutro isolato di 1000 volt, la resistenza dei fili di messa a terra, secondo PUE, non può superare la resistenza dei fili di fase di oltre 3 volte. I valori minimi ammissibili della sezione trasversale sono indicati nelle tabelle.

Per gli impianti elettrici con una tensione fino a 1000 volt, in locali industriali, nelle officine, viene utilizzata una linea di messa a terra, un bus in acciaio con una sezione trasversale di almeno 100 mmq e per una tensione superiore a 1000 volt , la sezione minima per esso è di 120 mq.È vietato l'uso di strutture metalliche, tubazioni, apparecchiature come conduttore neutro funzionante.

Gli impianti elettrici mobili per la messa a terra o la messa a terra utilizzano un filo separato sotto forma di nucleo come parte di un cavo, in un'unica guaina comune ai fili di fase, con la stessa sezione dei fili di fase.

Per messa a terra e come conduttori neutri di protezione su apparecchiature esplosive, nelle industrie pericolose vengono utilizzati fili specializzati. È inoltre possibile utilizzare strutture metalliche, tubi in acciaio, guaine per cavi, ecc., Ma solo come misura ausiliaria, prima di tutto dovrebbe essere presente uno speciale filo di terra.

Per installazioni esplosive con neutro messo a terra a una tensione fino a 1000 volt, la messa a terra delle reti di alimentazione viene eseguita con un filo posato aggiuntivo: il quarto - per reti trifase e il terzo - per bifase e singolo reti in fase. Anche le reti di illuminazione monofase in aree pericolose di classe B-1 sono dotate di un terzo conduttore di protezione.

Quando le strutture naturali non soddisfano i requisiti PUE, non c'è altra via d'uscita che costruire elettrodi di terra artificiali.

Vengono installati elettrodi di terra incassati, che vengono posati sul fondo della fossa già all'inizio dell'installazione della fondazione della struttura, in fase di costruzione. Gli elettrodi di terra verticali vengono infissi o semplicemente premuti nel terreno mediante dispositivi speciali, come macchine pilota automatiche o presse idrauliche. La parte superiore è posta a un'altezza compresa tra 0,6 e 0,7 metri sotto il livello del segno del suolo e l'altezza della sporgenza dal fondo della fossa è compresa tra 0,1 e 0,2 metri.Questo viene fatto in modo che sia quindi conveniente saldare i fili di collegamento sotto forma di strisce o barre cilindriche.

I conduttori sono collegati in circuiti di terra mediante saldatura sovrapposta. Se il terreno è aggressivo e può portare alla corrosione dei metalli, la sezione trasversale degli elettrodi con messa a terra viene aumentata, gli elettrodi con messa a terra in rame o zincati vengono utilizzati come alternativa resistente alla corrosione e per una maggiore affidabilità anticorrosione elettrica (catodica) si aggiunge protezione.

La protezione dei tubi in amianto viene aggiunta ai conduttori di terra orizzontali se attraversano sottoservizi, binari ferroviari e altre strutture che possono contribuire a causare danni meccanici a una qualsiasi delle strutture intersecanti. Quando l'installazione è completata e la fossa di fondazione è pronta per il riempimento finale, viene redatto un atto obbligatorio in cui viene legalmente registrato che è stata eseguita la posa nascosta.

I conduttori neutri di protezione e di terra dovrebbero, se possibile, essere facilmente accessibili per la diagnosi e l'ispezione. Ciò, ovviamente, non si applica alle anime e alle guaine di cavi, tubi con conduttori nascosti e strutture metalliche che si trovano inizialmente nelle fondazioni e nel terreno, conduttori neutri e di terra installati in tubi nascosti, inutilizzabili e insostituibili.

Se la stanza è asciutta, i fili di messa a terra vengono posati direttamente sulla base in mattoni o cemento, le sbarre conduttive sono fissate ad essa con tasselli. Nelle zone umide, sono necessari distanziatori o supporti per mantenere il filo a 1 cm o più dalla base.

Sulle superfici diritte della fondazione, i fili sono fissati a una distanza di 60-100 cm tra gli elementi di fissaggio e alle curve - con un margine di 100 cm dall'angolo e dai punti di diramazione, a una distanza di 40-60 cm dal pavimento e ad almeno 5 cm dai soffitti mobili dei canali ... Per posare il filo di messa a terra attraverso il muro vengono utilizzati manicotti o fori di montaggio e all'intersezione dei compensatori vengono aggiunti compensatori.

I fili di terra sono saldati agli elementi metallici degli impianti, ad eccezione dei connettori utilizzati per le misurazioni. La sovrapposizione di saldatura viene realizzata per una lunghezza pari a sei volte il diametro del filo tondo o approssimativamente uguale alla larghezza del nastro.

Tradizionalmente, gli alloggiamenti delle macchine hanno un bullone speciale per fissare il filo di terra e le macchine montate su slitta vengono messe a terra collegando il filo direttamente alla slitta. Se l'apparecchiatura vibra durante il funzionamento, installare anche un controdado. Prima di unire le superfici di contatto, vengono pulite a specchio e viene applicata una piccola vaselina con uno strato sottile.

Le tubazioni utilizzate come elettrodi di terra sono talvolta dotate di valvole, su di esse sono presenti contatori dell'acqua e flange, in tali punti sono necessari ponticelli di bypass con una sezione trasversale di 100 mmq, che vengono saldati o montati mediante morsetti.

I fili neutri di protezione e messa a terra installati all'aperto sono appositamente contrassegnati in modo che possano essere distinti dalle altre comunicazioni: una striscia gialla su sfondo verde. I punti di connessione dei dispositivi portatili di messa a terra non sono verniciati.

Le armature dei cavi di controllo e di alimentazione, le loro trecce metalliche, sono messe a terra.Anche i terminali e i connettori dei cavi, i cavi assemblati conduttivi, i condotti, i vassoi e i cavi di fissaggio dei cavi sono messi a terra. Anche i tubi di acciaio all'interno dei quali sono posati i cavi negli edifici sono messi a terra.

I conduttori flessibili in rame a trefoli forniscono il contatto tra guaina e armatura con terminali e connettori di collegamento. Alle estremità delle linee, questi fili sono collegati alle linee di terra. Le sezioni dei conduttori flessibili, in accordo con la sezione del nucleo conduttivo del cavo, si assumono pari a: 6 mmq per la sezione del conduttore del cavo fino a 10 mmq, 10 mmq per cavo 16-35 mmq, 16 mmq per 50-120 mmq e 25 mmq per 150-240 mmq.

Per garantire la continuità del circuito di messa a terra dei cavi, viene utilizzata la saldatura nei giunti con connettori di piombo: da un'estremità del cavo, il filo di terra viene saldato allo schermo, quindi la messa a terra viene saldata al centro del connettore, quindi alla schermatura all'estremità del successivo pezzo di cavo. Per la messa a terra di scatole e vassoi conduttivi, l'installazione viene eseguita allo stesso modo: almeno in più punti sono saldati su entrambe le estremità della linea.

Se il cavo è posato su cavi, tutte le parti conduttive, incluso il cavo stesso, sono messe a terra. I tubi in acciaio utilizzati per la messa a terra sono collegati saldamente a un conduttore neutro oa un dispositivo di messa a terra.

Per mantenere la sicurezza del personale addetto alla manutenzione e per proteggere la guaina in piombo o alluminio del cavo in caso di guasto dell'isolamento a terra, tutte le guaine e le armature metalliche del cavo sono messe a terra, i corpi conduttori dei connettori e il supporto strutture.

Speriamo che questo articolo ti sia stato utile e che ora tu abbia un'idea di come e perché la messa a terra viene applicata agli impianti elettrici.